CN105161144B - 一种核反应堆堆芯中子吸收材料钛酸镝芯块的制备方法 - Google Patents

一种核反应堆堆芯中子吸收材料钛酸镝芯块的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105161144B
CN105161144B CN201510481217.3A CN201510481217A CN105161144B CN 105161144 B CN105161144 B CN 105161144B CN 201510481217 A CN201510481217 A CN 201510481217A CN 105161144 B CN105161144 B CN 105161144B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ball
powder
metatitanic acid
pellet
acid dysprosium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510481217.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105161144A (zh
Inventor
冉广
黄金华
刘腾蛟
王珂
王鲁闽
冯楚蓉
李宁
张彬彬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xiamen University
Original Assignee
Xiamen University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xiamen University filed Critical Xiamen University
Priority to CN201510481217.3A priority Critical patent/CN105161144B/zh
Publication of CN105161144A publication Critical patent/CN105161144A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105161144B publication Critical patent/CN105161144B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

本发明公开了一种核反应堆堆芯中子吸收材料钛酸镝芯块的制备方法，采用球磨→冷等静压→烧结的方法制备钛酸镝芯块，制备工艺简化，经济成本低，所需设备简单，所获得的钛酸镝芯块的组织结构均匀、性能优越。

Description

一种核反应堆堆芯中子吸收材料钛酸镝芯块的制备方法
技术领域
本发明属于核电站反应堆技术领域，具体涉及一种核反应堆堆芯中子吸收材料钛酸镝芯块的制备方法。
背景技术
在核电站运行过程中，反应堆反应性的控制方式有：化学补偿控制、固体可燃毒物控制、控制棒控制。控制棒是中子强吸收体，它的移动速度快，操作可靠，使用灵活，控制反应性的准确度高。固体可燃毒物控制，主要用于补偿部分初始过剩反应性。化学补偿控制即通过改变硼浓度进行，其只能控制慢变化的反应性。因此，核电站一般采用控制棒和硼浓度作为控制变量来实现反应堆负荷跟踪控制。
核电站反应堆的开、停和核功率调节主要由控制棒控制。一旦发生事故，全部控制棒会自动快速下落，使反应堆内的链式裂变反应停止，保证核电厂的安全。常用控制棒的中子吸收材料有碳化硼(B4C)、Ag-In-Cd、Hf酸盐、B4C和Ag-In-Cd的组合体等。而以碳化硼和硼钢材料为代表的控制棒，此类吸收材料容易出现较严重的辐射损伤，这主要是由于B10的(n,α)反应、氦气的产生和肿胀所致。此类材料会在反应堆严重事故条件下与高温高压的蒸汽发生强放热性氧化反应，产生氢气，严重时发生氢爆。Ag、In、Cd具有相对较低的熔点，Cd的沸点比较低，当反应堆发生严重事故时，不锈钢包壳熔化，这将导致控制棒中子吸收材料、不锈钢包壳、锆合金导管之间发生共熔反应。
目前，已经有基于Dy、Eu、Sm、Gd、Hf、Cd及其化合物制成的多种材料，希望用来替代发生(n,α)反应的中子吸收材料，并减少通过调节硼酸浓度控制反应性带来的大量废水。镝具有五种中子吸收截面相对较大的稳定同位素，这保证了在进行核反应后热中子吸收截面不会发生突变，保证了核电站的正常运行。镝的嬗变产物的γ活性低，半衰期短，对堆芯设备的损害小。钛酸镝的熔点高于1700℃，在反应堆发生严重事故时，能保持一定的物理形状且一定时间内不会与包壳发生反应。核反应堆堆芯中子吸收材料钛酸镝芯块降低了对调节硼酸浓度设备的依赖，提高了核反应堆的安全性，降低了生产成本。钛酸镝具有优越的抗辐照性能、良好的热稳定性、热传导性以及机械强度等，同时在与中子反应后不产生气体，是作为核反应堆堆芯中子吸收材料较佳芯块。
常规制备钛酸镝芯块的方法中，把物料进行简单混合，这不利于块体致密度的提高。已有制备工艺中的预烧时间过长会使粉体活性降低，不利于后续压制块体的最终烧结，另外预烧后块体再破碎难度大。常规工艺流程中包含预烧结-破碎-过筛步骤，这不但容易引入杂质，工艺复杂化且增加了钛酸镝块体制备成本等，这都是现有制备钛酸镝Dy2TiO5芯块的难点或缺点。而脉冲激光法制备钛酸镝效果虽然较好，但制备的钛酸镝常以薄膜形式存在，难以制备得到块体态的钛酸镝。针对已有工艺的缺陷，亟需一种新的简化的成本低的钛酸镝芯块制备方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种核反应堆堆芯中子吸收材料钛酸镝芯块的制备方法，采用球磨-冷等静压-烧结的方法制备钛酸镝芯块。相对于现有的球磨混粉-预压坯-预烧结-破碎-过筛-再压坯-烧结的工艺流程，本发明利用高能球磨制备纳米晶粉体与混合粉体在纳米尺度上均匀混合的特点，省略了预压坯-预烧结-破碎-过筛等步骤，从而实现制备工艺简化，成本降低等，所需设备简单，所获得的钛酸镝芯块晶粒细小、组织结构均匀、致密度高，热传导性能、辐照性能优越等。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是：
一种核反应堆堆芯中子吸收材料钛酸镝芯块的制备方法，包括：
1)将Dy2O3粉体和TiO2粉体烘干以完全去除结晶水后，按Dy2O3粉体与TiO2粉体之摩尔比为1:1～1.2混合进行球磨，球磨装填系数为0.2～0.8，球料比为1～50:1，球磨转速100～1000rpm，球磨时间1～120小时，得到混合粉体；
2)通过冷等静压将混合粉体压制成坯体，压制参数为：液压缸缸内压力100～460MPa、保压0.2～2.5小时；
3)将坯体在1100～1450℃烧结10～150小时，即得钛酸镝芯块。
一实施例中：所述Dy2O3粉体与TiO2粉体之摩尔比为1:1～1.05，球磨装填系数0.48～0.52，球料比为9～11:1，球磨转速150～250rpm，球磨时间11.5～12.5h；冷等静压压制参数为：液压缸缸内压力250～270MPa、保压0.4～0.6小时；1250～1350℃烧结95～97小时，即得钛酸镝芯块。
一实施例中：所述Dy2O3粉体与TiO2粉体之摩尔比为1:1～1.05，球磨装填系数0.25～0.35，球料比为1～1.1:1，球磨转速100～110rpm，球磨时间23.5～24.5h,；冷等静压压制参数为：液压缸缸内压力445～455MPa、保压0.25～0.30小时；1390～1410℃烧结11～13小时，即得钛酸镝芯块。
一实施例中：所述Dy2O3粉体与TiO2粉体之摩尔比为1:1～1.05，球磨装填系数0.78～0.8，球料比为49～50:1，球磨转速990～1000rpm，球磨时间1～1.1h,；冷等静压压制参数为：液压缸缸内压力250～270MPa、保压0.4～0.6小时；1100～1120℃烧结23～25小时，即得钛酸镝芯块。
一实施例中：所述Dy2O3粉体与TiO2粉体之摩尔比为1:1～1.05，球磨装填系数0.48～0.52，球料比为9～11:1，球磨转速150～250rpm，球磨时间118～120h,；冷等静压压制参数为：液压缸缸内压力250～270MPa、保压0.4～0.6小时；1250～1350℃烧结148～150小时，即得钛酸镝芯块。
一实施例中：所述Dy2O3粉体与TiO2粉体之摩尔比为1:1～1.05，球磨装填系数0.48～0.52，球料比为9～11:1，球磨转速450～550rpm，球磨时间3.5～4.5h,；冷等静压压制参数为：液压缸缸内压力100～105MPa、保压1.8～2.2小时；1250～1350℃烧结11～13小时，即得钛酸镝芯块。
一实施例中：所述步骤1)中，球磨过程中加入不超过混合粉体总质量1.0％的硬脂酸过程控制剂，用于防止混合粉体粘附。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案之二是：
一种根据上述核反应堆堆芯中子吸收材料钛酸镝芯块的制备方法所制备的钛酸镝芯块。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案之三是：
上述钛酸镝芯块在制备核反应堆堆芯控制棒上的应用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案之四是：
一种核反应堆堆芯控制棒，所述堆芯控制棒包括上述的钛酸镝芯块。
本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：
本发明采用球磨-冷等静压-烧结的方法制备钛酸镝芯块，在球磨过程中，通过球料比、球磨机的转速、球磨时间、球磨罐装填系数等因素的综合考察优化设计，并通过适当的加入硬脂酸过程控制剂，能在球磨过程不断的破碎、挤压与冷焊后，实现氧化镝粉体和二氧化钛粉体在纳米尺寸上的均匀混合，同时有效防止粉体粘附且粉体的晶粒达到纳米尺度。由于纳米颗粒的比表面积大、表面能高、活性强，减小了原子扩散距离，增加了烧结驱动力，更有利于混合粉体内组元之间的反应和化合，获得的晶粒更细小，也降低了粉末和孔洞的聚集，有助于提高芯块的致密度。采用一次球磨技术即可完成氧化镝与二氧化钛在纳米尺度上的均匀混合，避免了传统技术中二次球磨容易带来杂质的问题。球磨后进行冷等静压实现粉体制品的致密和各向同性要求，与普通轴向模压成型相比，粉体经冷等静压成型后所获得的坯体具有致密度高、各向收缩均匀一致等优点。再进行一次烧结即可获得钛酸镝芯块。本发明的球磨-冷等静压-烧结三个步骤相互配合，减少了传统技术中预压坯-预烧结-破碎-过筛带来的问题，使得制备工艺简化，成本降低等，所需设备简单，且可以获得晶粒细小、致密度高、热传导性好以及抗辐照性能优异的钛酸镝芯块。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为实施例5的钛酸镝芯块的伸长率和热膨胀系数随温度变化示意图。
图2为实施例5的钛酸镝芯块经机械加工后的示意图。
具体实施方式
下面通过实施例具体说明本发明的内容：
实施例1
1)将纯度99.6％、粒度5μm的Dy2O3粉体和纯度99.9％、粒度50nm的TiO2粉体分别在真空烘箱中70～150℃烘干10小时以上以完全去除结晶水后，按Dy2O3粉体与TiO2粉体之摩尔比为1:1混合进行球磨，球磨装填系数为0.3，球料比为1:1，球磨转速100rpm，球磨时间24小时，得到晶粒为纳米尺度的混合粉体；球磨过程中，由于粉体受到高能磨球的撞击，将发生破碎或者延展，表面能高，容易结团或者粘附在球罐壁上，从而导致粉体细化变困难，可加入不超过混合粉体总质量1％的硬脂酸过程控制剂防止粘附；
2)将上述混合粉体装入包套中，置于冷等静压机的液压缸内，通过冷等静压将混合粉体压制成坯体，压制参数为：液压缸缸内压力450MPa、保压0.2小时；
3)将坯体在管式炉中，大气环境或氩气保护下，1400℃烧结12小时，即得钛酸镝芯块。
上述钛酸镝芯块经过机械加工后，可以得到形状规则的最终芯块，将该最终芯块置于核反应堆控制棒用包壳中，与其它部件一起构成一种核反应堆堆芯控制棒，并可用于控制核电站反应堆的运行。
实施例2
1)将纯度99.6％、粒度5μm的Dy2O3粉体和纯度99.9％、粒度50nm的TiO2粉体分别在真空烘箱中70～150℃烘干10小时以上以完全去除结晶水后，按Dy2O3粉体与TiO2粉体之摩尔比为1:1混合进行球磨，球磨装填系数为0.8，球料比为50:1，球磨转速1000rpm，球磨时间1小时，得到晶粒为纳米尺度的混合粉体；球磨过程中，由于粉体受到高能磨球的撞击，将发生破碎或者延展，表面能高，容易结团或者粘附在球罐壁上，从而导致粉体细化变困难，可加入不超过混合粉体总质量1％的硬脂酸过程控制剂防止粘附；
2)将上述混合粉体装入包套中，置于冷等静压机的液压缸内，通过冷等静压将混合粉体压制成坯体，压制参数为：液压缸缸内压力260MPa、保压0.5小时；
3)将坯体在管式炉中，大气环境或氩气保护下，1100℃烧结24小时，即得钛酸镝芯块。
上述钛酸镝芯块经过机械加工后，可以得到形状规则的最终芯块，将该最终芯块置于核反应堆控制棒用包壳中，与其它部件一起构成一种核反应堆堆芯控制棒，并可用于控制核电站反应堆的运行。
实施例3
1)将纯度99.6％、粒度5μm的Dy2O3粉体和纯度99.9％、粒度50nm的TiO2粉体分别在真空烘箱中70～150℃烘干10小时以上以完全去除结晶水后，按Dy2O3粉体与TiO2粉体之摩尔比为1:1混合进行球磨，球磨装填系数为0.5，球料比为10:1，球磨转速200rpm，球磨时间120小时，得到晶粒为纳米尺度的混合粉体；球磨过程中，由于粉体受到高能磨球的撞击，将发生破碎或者延展，表面能高，容易结团或者粘附在球罐壁上，从而导致粉体细化变困难，可加入不超过混合粉体总质量1％的硬脂酸过程控制剂防止粘附；
2)将上述混合粉体装入包套中，置于冷等静压机的液压缸内，通过冷等静压将混合粉体压制成坯体，压制参数为：液压缸缸内压力260MPa、保压0.5小时；
3)将坯体在管式炉中，大气环境或氩气保护下，1300℃烧结150小时，即得钛酸镝芯块。
上述钛酸镝芯块经过机械加工后，可以得到形状规则的最终芯块，将该最终芯块置于核反应堆控制棒用包壳中，与其它部件一起构成一种核反应堆堆芯控制棒，并可用于控制核电站反应堆的运行。
实施例4
1)将纯度99.6％、粒度5μm的Dy2O3粉体和纯度99.9％、粒度50nm的TiO2粉体分别在真空烘箱中70～150℃烘干10小时以上以完全去除结晶水后，按Dy2O3粉体与TiO2粉体之摩尔比为1:1混合进行球磨，球磨装填系数为0.5，球料比为10:1，球磨转速500rpm，球磨时间4小时，得到晶粒为纳米尺度的混合粉体；球磨过程中，由于粉体受到高能磨球的撞击，将发生破碎或者延展，表面能高，容易结团或者粘附在球罐壁上，从而导致粉体细化变困难，可加入不超过混合粉体总质量1％的硬脂酸过程控制剂防止粘附；
2)将上述混合粉体装入包套中，置于冷等静压机的液压缸内，通过冷等静压将混合粉体压制成坯体，压制参数为：液压缸缸内压力100MPa、保压2小时；
3)将坯体在管式炉中，大气环境或氩气保护下，1300℃烧结12小时，即得钛酸镝芯块。
上述钛酸镝芯块经过机械加工后，可以得到形状规则的最终芯块，将该最终芯块置于核反应堆控制棒用包壳中，与其它部件一起构成一种核反应堆堆芯控制棒，并可用于控制核电站反应堆的运行。
实施例5
1)将纯度99.6％、粒度5μm的Dy2O3粉体和纯度99.9％、粒度50nm的TiO2粉体分别在真空烘箱中70～150℃烘干10小时以上以完全去除结晶水后，按Dy2O3粉体与TiO2粉体之摩尔比为1:1混合进行球磨，球磨装填系数为0.5，球料比为10:1，球磨转速200rpm，球磨时间12小时，得到晶粒为纳米尺度的混合粉体；球磨过程中，由于粉体受到高能磨球的撞击，将发生破碎或者延展，表面能高，容易结团或者粘附在球罐壁上，从而导致粉体细化变困难，可加入不超过混合粉体总质量1％的硬脂酸过程控制剂防止粘附；
2)将上述混合粉体装入包套中，置于冷等静压机的液压缸内，通过冷等静压将混合粉体压制成坯体，压制参数为：液压缸缸内压力260MPa、保压0.5小时；
3)将坯体在管式炉中，大气环境或氩气保护下，1300℃烧结96小时，即得钛酸镝芯块。
根据国家标准GB/T-5163-2006《烧结材料密度、含油率和开孔率的测定》所测试的上述钛酸镝芯块的密度为6.746g/cm3，致密度大于98％。
采用导热分析仪测试的上述钛酸镝芯块在室温、500℃和800℃的热扩展系数、热容、热导率的值列于表1中。采用热膨胀仪测试的上述钛酸镝芯块的伸长率和热膨胀系数随温度变化如图1所示。
表1实施例5的钛酸镝芯块物理性质测试结果
上述钛酸镝芯块经过机械加工后，可以得到形状规则的最终芯块，如图2所示，将该最终芯块置于核反应堆控制棒用包壳中，与其它部件一起构成一种核反应堆堆芯控制棒，并可用于控制核电站反应堆的运行。
本领域技术人员可知，当本发明的技术参数在如下范围内变化时，可以预期得到与上述实施例相同或相近的效果：
一种核反应堆堆芯中子吸收材料钛酸镝芯块的制备方法，包括：
1)将Dy2O3粉体和TiO2粉体烘干以完全去除结晶水后，按Dy2O3粉体与TiO2粉体之摩尔比为1:1～1.2混合进行球磨，球磨装填系数为0.2～0.8，球料比为1～50:1，球磨转速100～1000rpm，球磨时间1～120小时，得到混合粉体；
2)通过冷等静压将混合粉体压制成坯体，压制参数为：液压缸缸内压力100～460MPa、保压0.2～2.5小时；
3)将坯体在1100～1450℃烧结10～150小时，即得钛酸镝芯块。
所述Dy2O3粉体与TiO2粉体之摩尔比为1:1～1.05，球磨装填系数0.48～0.52，球料比为9～11:1，球磨转速150～250rpm，球磨时间11.5～12.5h；冷等静压压制参数为：液压缸缸内压力250～270MPa、保压0.4～0.6小时；1250～1350℃烧结95～97小时，即得钛酸镝芯块。
所述Dy2O3粉体与TiO2粉体之摩尔比为1:1～1.05，球磨装填系数0.25～0.35，球料比为1～1.1:1，球磨转速100～110rpm，球磨时间23.5～24.5h,；冷等静压压制参数为：液压缸缸内压力445～455MPa、保压0.25～0.30小时；1390～1410℃烧结11～13小时，即得钛酸镝芯块。
所述Dy2O3粉体与TiO2粉体之摩尔比为1:1～1.05，球磨装填系数0.78～0.8，球料比为49～50:1，球磨转速990～1000rpm，球磨时间1～1.1h,；冷等静压压制参数为：液压缸缸内压力250～270MPa、保压0.4～0.6小时；1100～1120℃烧结23～25小时，即得钛酸镝芯块。
所述Dy2O3粉体与TiO2粉体之摩尔比为1:1～1.05，球磨装填系数0.48～0.52，球料比为9～11:1，球磨转速150～250rpm，球磨时间118～120h,；冷等静压压制参数为：液压缸缸内压力250～270MPa、保压0.4～0.6小时；1250～1350℃烧结148～150小时，即得钛酸镝芯块。
所述Dy2O3粉体与TiO2粉体之摩尔比为1:1～1.05，球磨装填系数0.48～0.52，球料比为9～11:1，球磨转速450～550rpm，球磨时间3.5～4.5h,；冷等静压压制参数为：液压缸缸内压力100～105MPa、保压1.8～2.2小时；1250～1350℃烧结11～13小时，即得钛酸镝芯块。
所述步骤1)中，球磨过程中加入不超过混合粉体总质量1.0％的硬脂酸过程控制剂，用于防止混合粉体粘附。
一种根据上述核反应堆堆芯中子吸收材料钛酸镝芯块的制备方法所制备的钛酸镝芯块。
上述钛酸镝芯块在制备核反应堆堆芯控制棒上的应用。
一种核反应堆堆芯控制棒，所述堆芯控制棒包括上述的钛酸镝芯块。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (10)

1.一种核反应堆堆芯中子吸收材料钛酸镝芯块的制备方法，其特征在于：包括：
1)将Dy2O3粉体和TiO2粉体烘干以完全去除结晶水后，按Dy2O3粉体与TiO2粉体之摩尔比为1:1～1.2混合进行球磨，球磨装填系数为0.2～0.8，球料比为1～50:1，球磨转速100～1000rpm，球磨时间1～120小时，得到混合粉体；
2)通过冷等静压将混合粉体压制成坯体，压制参数为：液压缸缸内压力100～460MPa、保压0.2～2.5小时；
3)将坯体在1100～1450℃烧结10～150小时，即得钛酸镝芯块。
2.根据权利要求1所述的一种核反应堆堆芯中子吸收材料钛酸镝芯块的制备方法，其特征在于：所述Dy2O3粉体与TiO2粉体之摩尔比为1:1～1.05，球磨装填系数0.48～0.52，球料比为9～11:1，球磨转速150～250rpm，球磨时间11.5～12.5h；冷等静压压制参数为：液压缸缸内压力250～270MPa、保压0.4～0.6小时；1250～1350℃烧结95～97小时，即得钛酸镝芯块。
3.根据权利要求1所述的一种核反应堆堆芯中子吸收材料钛酸镝芯块的制备方法，其特征在于：所述Dy2O3粉体与TiO2粉体之摩尔比为1:1～1.05，球磨装填系数0.25～0.35，球料比为1～1.1:1，球磨转速100～110rpm，球磨时间23.5～24.5h,；冷等静压压制参数为：液压缸缸内压力445～455MPa、保压0.25～0.30小时；1390～1410℃烧结11～13小时，即得钛酸镝芯块。
4.根据权利要求1所述的一种核反应堆堆芯中子吸收材料钛酸镝芯块的制备方法，其特征在于：所述Dy2O3粉体与TiO2粉体之摩尔比为1:1～1.05，球磨装填系数0.78～0.8，球料比为49～50:1，球磨转速990～1000rpm，球磨时间1～1.1h,；冷等静压压制参数为：液压缸缸内压力250～270MPa、保压0.4～0.6小时；1100～1120℃烧结23～25小时，即得钛酸镝芯块。
5.根据权利要求1所述的一种核反应堆堆芯中子吸收材料钛酸镝芯块的制备方法，其特征在于：所述Dy2O3粉体与TiO2粉体之摩尔比为1:1～1.05，球磨装填系数0.48～0.52，球料比为9～11:1，球磨转速150～250rpm，球磨时间118～120h,；冷等静压压制参数为：液压缸缸内压力250～270MPa、保压0.4～0.6小时；1250～1350℃烧结148～150小时，即得钛酸镝芯块。
6.根据权利要求1所述的一种核反应堆堆芯中子吸收材料钛酸镝芯块的制备方法，其特征在于：所述Dy2O3粉体与TiO2粉体之摩尔比为1:1～1.05，球磨装填系数0.48～0.52，球料比为9～11:1，球磨转速450～550rpm，球磨时间3.5～4.5h,；冷等静压压制参数为：液压缸缸内压力100～105MPa、保压1.8～2.2小时；1250～1350℃烧结11～13小时，即得钛酸镝芯块。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的一种核反应堆堆芯中子吸收材料钛酸镝芯块的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，球磨过程中加入不超过混合粉体总质量1.0％的硬脂酸过程控制剂，用于防止混合粉体粘附。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的一种核反应堆堆芯中子吸收材料钛酸镝芯块的制备方法所制备的钛酸镝芯块。
9.根据权利要求8所述的钛酸镝芯块在制备核反应堆堆芯控制棒上的应用。
10.一种核反应堆堆芯控制棒，其特征在于：所述堆芯控制棒包括根据权利要求8所述的钛酸镝芯块。
CN201510481217.3A 2015-08-07 2015-08-07 一种核反应堆堆芯中子吸收材料钛酸镝芯块的制备方法 Active CN105161144B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510481217.3A CN105161144B (zh) 2015-08-07 2015-08-07 一种核反应堆堆芯中子吸收材料钛酸镝芯块的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510481217.3A CN105161144B (zh) 2015-08-07 2015-08-07 一种核反应堆堆芯中子吸收材料钛酸镝芯块的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105161144A CN105161144A (zh) 2015-12-16
CN105161144B true CN105161144B (zh) 2017-09-08

Family

ID=54801972

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510481217.3A Active CN105161144B (zh) 2015-08-07 2015-08-07 一种核反应堆堆芯中子吸收材料钛酸镝芯块的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105161144B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105734385B (zh) * 2016-04-08 2017-07-11 厦门大学 一种铁基铁酸镝材料及其应用
CN106282713B (zh) * 2016-09-14 2018-06-19 厦门大学 一种核反应堆灰控制棒用钼基氧化镝材料及其应用
CN106381433B (zh) * 2016-09-14 2018-07-10 厦门大学 一种核反应堆灰控制棒用钼基氧化铥材料及其应用
CN110818414A (zh) * 2019-09-27 2020-02-21 厦门大学 一种铪酸铕中子吸收材料及其应用
CN113213916B (zh) * 2021-05-19 2022-02-11 山东大学 一种萤石结构钛酸镝反应堆控制棒及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6482387B1 (en) * 1996-04-22 2002-11-19 Waltraud M. Kriven Processes for preparing mixed metal oxide powders
CN102701273A (zh) * 2012-05-22 2012-10-03 山东大学 一种纳米钛酸镝粉体的制备方法
CN103773984A (zh) * 2014-01-23 2014-05-07 上海交通大学 一种微纳米叠片制备超细晶合金的粉末冶金方法
CN104477977A (zh) * 2014-12-11 2015-04-01 山东大学 一种熔盐法合成Dy2TiO5粉体的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6482387B1 (en) * 1996-04-22 2002-11-19 Waltraud M. Kriven Processes for preparing mixed metal oxide powders
CN102701273A (zh) * 2012-05-22 2012-10-03 山东大学 一种纳米钛酸镝粉体的制备方法
CN103773984A (zh) * 2014-01-23 2014-05-07 上海交通大学 一种微纳米叠片制备超细晶合金的粉末冶金方法
CN104477977A (zh) * 2014-12-11 2015-04-01 山东大学 一种熔盐法合成Dy2TiO5粉体的方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Dysprosium titanate as an absorber material for control rods;V.D. Risovany et al.;《journal of nuclear materials》;20001231(第281期);第84-89页全文 *
Synthesis and sintering studies on Dy2TiO5 prepared by polymer carrier chemical process;Choong-Hwan Jung et al.;《journal of nuclear materials》;20061231(第354期);第137–142页，尤其是第137页第1节，第138页第2节第2段、图1b *
冷等静压成形及烧结温度对超细WC-TiC-Co硬质合金性能的影响;盛智勇 等;《西华大学学报(自然科学版》;20080731;第27卷(第4期);第69-71页，尤其是第69页左栏第2段以及第1.1节 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN105161144A (zh) 2015-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105161144B (zh) 一种核反应堆堆芯中子吸收材料钛酸镝芯块的制备方法
CN103214231B (zh) 用于热中子反应堆的改进性能氧化物陶瓷芯体及制备方法
US11049625B2 (en) Nuclear fuel pellet with central burnable absorber
EP2622607A2 (en) Ceramic-ceramic composites and process therefor, nuclear fuels formed thereby, and nuclear reactor systems and processes operated therewith
CN105185424B (zh) 一种核反应堆堆芯中子吸收材料钛酸铽芯块及其的制备方法
CN105734385B (zh) 一种铁基铁酸镝材料及其应用
CN105377763B (zh) 由铀、钆和氧形成的新型材料及其作为可消耗的中子毒物的用途
Kutty et al. Characterization of (Th, U) O2 fuel pellets made by impregnation technique
CN114044672B (zh) 控制棒吸收体材料及其制备方法
CN105803305A (zh) 一种铁基铁酸铽材料及其应用
CN108182979A (zh) 掺杂碳化硼的燃料芯块及其制造方法
CN106282713B (zh) 一种核反应堆灰控制棒用钼基氧化镝材料及其应用
Lu et al. Effect of soft-mould pressing method on anisotropy of the graphitic matrix spheres: Dry-bag isostatic vs. Quasi-isostatic
KR100812952B1 (ko) 지르코니아가 첨가된 중성자 흡수 소결체 및 이의 제조방법
CN114300163B (zh) 一种球床式高温气冷堆控制棒用吸收体材料及其制备方法
CN106381433B (zh) 一种核反应堆灰控制棒用钼基氧化铥材料及其应用
Wang et al. Research on the grain growth and the mechanism of (U, Ti) O2 dispersion fuel microspheres
Yaylı Production of annular and compact type burnable absorber nuclear fuel pellets by powder metallurgy and sol gel route
CN106297910B (zh) 一种核反应堆灰控制棒用钼基氧化铽材料及其应用
Majumdar et al. Experience of thorium fuel development in India
Karpyuk et al. Investigation of the Properties of Uranium-Molybdenum Pellet Fuel for VVER.
Naestren et al. Synthesis route for the safe production of targets for transmutation of plutonium and minor actinides
CN104934091B (zh) 选择性通过材料及其制备方法
KR101586877B1 (ko) 입자형 금속 핵연료용 펠렛 및 이의 제조방법
Durmazuçar et al. Burnup characteristics and performance of boron nitride and boron coated urania and urania-gadolinia fuels

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant