二氧化铀微球的烧结与性能研究

考察了使用外凝胶法大批量制备高温气冷堆燃料元件UO2核芯微球的烧结工艺和微球性能,同时研究了工艺过程中样品出现裂纹、破裂等问题。通过光学显微镜和扫描电子显微镜观察了焙烧、还原与烧结后的微球形貌,分析破裂发生的主要阶段,进而确定其原因。通过一系列实验,确定了合适的氢气和氩气比例、焙烧还原与烧结过程中的升降温制度以及微球排布方式。使用外凝胶工艺最终制备出了性能满足设计要求的UO2核芯,微球密度大于10.6g/cm3,平均直径500.3μm。     

外凝胶法制备UO2核芯工艺中胶液沉淀分析与微球直径控制

简述了清华大学核研院使用外凝胶法大批量制备高温气冷堆燃料元件UO2核芯工艺,以及工艺中遇到的煮胶步骤发生沉淀和产品粒径控制问题。对沉淀物的XRD分析得到了沉淀物的主要物相,研究发现煮胶步骤中煮胶温度和尿素的加入速度是造成煮胶沉淀的主要原因,通过工艺改进解决了煮胶沉淀问题。另外,通过精确控制分散步骤的压力,有效避免了二次球的产生,保证了UO2核芯粒径的精确控制。     

低温烧结CuO-V_2O_5-Bi_2O_3掺杂Zn_3Nb_2O_8陶瓷的微波介电性能

研究了CuO–V2O5–Bi2O3作为烧结助剂对Zn3Nb2O8陶瓷的烧结特性、微观结构、相结构及微波介电性能的影响。CuO–V2O5–Bi2O3复合掺杂可以将Zn3Nb2O8陶瓷的烧结温度从1150℃降到900℃。在900℃烧结4h的Zn3Nb2O8–0.25%(质量分数,下同)CuO–1.5%V2O5–1.5%Bi2O3陶瓷的密度达到了理论密度的98.1%,相对介电常数为18.8,品质因数与谐振频率之积为39442GHz。该体系的介电性能和陶瓷的致密度与烧结助剂的含量及烧结温度密切相关,陶瓷的致密度和相对介电常数随CuO–V2O5–Bi2O3烧结助剂含量的增加而增加,同样陶瓷的致密度和相对介电常数也随烧结温度的升高而提高。     

高温电解水蒸汽制氢关键材料研究进展

高温电解水蒸汽制氢技术是高温固体氧化物燃料电池发电的逆过程.实现这种技术的关键是电解池材料.本文综述了高温电解水蒸汽制氢技术的优点,及国内外该项技术的研究现状和发展趋势,并简要介绍了在美国用此技术进行二氧化碳、水蒸汽共电解制备合成气体(一氧化碳+氢气)的进展情况.对高温电解水蒸汽制氢技术所涉及关键材料存在的问题进行了归...     

外胶凝法制备高温气冷堆UO2核芯的湿法工艺

为制备高温气冷堆用燃料致密UO2核芯,对传统的溶胶-凝胶法进行优化和改进。主要对改进后的外胶凝工艺的湿法部分进行介绍,包括U3O8粉的溶解即欠酸硝酸铀酰(ADUN)溶液的制备、胶液的制备、胶液的分散和胶凝及凝胶球的陈化、洗涤和干燥等,并对湿法过程的机理进行了探讨。采用这一工艺,所得重铀酸铵微球的球形度好、尺寸分布均匀且具有良好空隙结构,经过后续的干法工艺如焙烧、还原和烧结,可制备出合格的高温气冷堆用燃料致密UO2核芯。     

添加Cr2O3对Al2O3-TiC陶瓷烧结及纳米结构形成的影响

研究了Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ陶瓷材料中Ｃｉ２Ｏ３添加剂对该陶瓷材料烧结致密度和力学性能的影响。Ｃｒ２Ｏ３与ＴｉＣ在高度有化学反应发生,反应产物在高温产生的液相有助于陶瓷材料的烧结。Ｃｒ２Ｏ３与Ａｌ２Ｏ３形成的连续固溶体,使Ａ２ｌＯ３晶格的活化从而也促进了Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ陶瓷材料的烧结。ＴＥＭ研究表明：Ｃｒ离子高温时在ＴｉＣ中具有较高的溶解度,降温后淀析出许多纳米级含Ｃｒ的颗粒,使Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ陶     

硅溶胶-凝胶化反应在陶瓷胶态成型中的应用

研究了一种新的凝胶成型工艺,将硅溶胶-凝胶特性成功运用于陶瓷部件胶态成型.该成型过程是正硅酸乙酯(TEOS)在强碱性条件下水解得到硅溶胶,硅溶胶通过凝胶化反应生成Si-O-Si网络空间结构的凝胶,进而固定悬浮体中陶瓷颗粒形成陶瓷坯体.运用该方法成型得到的坯体具有较高的强度,均匀的显微结构.此外,该方法具有毒性低,固化速度快等优点.     

利用毛细管微流体装置辅助内凝胶工艺制备小尺寸ZrO2微球

寻找到一种室温(25℃)下稳定15 h不固化且成球较好的胶液配方,利用毛细管微流体装置辅助内凝胶工艺制备出小尺寸(<120μm)的ZrO2陶瓷微球,并对影响ZrO2微球尺寸的因素进行分析。结果表明:其它条件相同的情况下,硅油的流量或者粘度越大,ZrO2微球尺寸越小。胶液的流量越大或者毛细管微流体装置喉口尺寸越大,ZrO2微球尺寸越大;通过图像识别发现,ZrO2陶瓷微球的CV值都小于5%,说明该方法制备出的ZrO2陶瓷微球尺寸均一;通过SEM和XRD发现ZrO2陶瓷微球致密,呈立方相。     

硼硅玻璃—SiO2系统的介电性能研究

对硼硅玻璃－ＳｉＯ２系统的介电性能进行了研究，通过调整配比，得出４０ｗｔ％硼硅玻璃－６０ｗｔ％ＳｉＯ２的玻璃陶瓷在８５０℃烧结样品的介电常数εｒ为４．８０。并研究了不同频率下硼硅玻璃－ＳｉＯ２玻璃陶瓷的介电性能。     

ADU凝胶球干燥设备的研制与应用

为解决ADU凝胶球在低温干燥过程中的温度不均匀、温度控制不准确,以及干燥过程中水分释放速率不均匀等难题,吸取国内外先进技术,结合电阻真空干燥设备的特点,提出了滚筒式干燥结构,实现ADU凝胶球批次连续生产。该设备方便实用、安全可靠、性能良好,设备主要由上料装置、加热炉体、出料装置、旋转装置、倾翻装置、真空系统和底座等组成,前期通过设备设计和建模验证等方式确定了该设备的最佳结构型式,后期在试验阶段,干燥效果达到了理想的工艺要求,炉温均匀性达到±5℃,符合ADU凝胶球加热均匀性的工艺要求,成功研制ADU凝胶球干燥设备,实现了设备产能提高和低温恒压干燥的目标。