KR100828414B1 - Method and Furnace for Sintering of U-Zr Powder Compacts in a Low-vacuum Environment - Google Patents

Method and Furnace for Sintering of U-Zr Powder Compacts in a Low-vacuum Environment Download PDF

Info

Publication number
KR100828414B1
KR100828414B1 KR1020060091676A KR20060091676A KR100828414B1 KR 100828414 B1 KR100828414 B1 KR 100828414B1 KR 1020060091676 A KR1020060091676 A KR 1020060091676A KR 20060091676 A KR20060091676 A KR 20060091676A KR 100828414 B1 KR100828414 B1 KR 100828414B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
uranium
sintering
zirconium
vacuum
powder compact
Prior art date
Application number
KR1020060091676A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20080026741A (en
Inventor
김태규
이종탁
주근식
고영모
손동성
Original Assignee
한국원자력연구원
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 한국원자력연구원 filed Critical 한국원자력연구원
Priority to KR1020060091676A priority Critical patent/KR100828414B1/en
Publication of KR20080026741A publication Critical patent/KR20080026741A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100828414B1 publication Critical patent/KR100828414B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10Sintering only
    • B22F3/1003Use of special medium during sintering, e.g. sintering aid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/04Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity adapted for treating the charge in vacuum or special atmosphere
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2201/00Treatment under specific atmosphere
    • B22F2201/10Inert gases
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2201/00Treatment under specific atmosphere
    • B22F2201/20Use of vacuum
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2301/00Metallic composition of the powder or its coating
    • B22F2301/20Refractory metals
    • B22F2301/205Titanium, zirconium or hafnium

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

본 발명은 우라늄-지르코늄 분말 성형체의 저진공 소결 방법 및 소결로에 관한 것이다. 특히, 우라늄 및 지르코늄 분말을 혼합·성형한 후 저진공 분위기에서의 우라늄-지르코늄 혼합 분말 성형체의 소결 방법 및 소결로에 대한 것이다.The present invention relates to a low vacuum sintering method and a sintering furnace of a uranium-zirconium powder compact. In particular, the present invention relates to a sintering method and a sintering furnace of a uranium-zirconium mixed powder compact in a low vacuum atmosphere after mixing and molding uranium and zirconium powder.

본 발명에 따르면, 우라늄-지르코늄 분말 성형체를 소결하는 과정에서, 고진공 상태인 소결로 챔버 내부에 불활성 기체인 아르곤 가스를 직접 장입하거나 고진공 소결로 외부에 아르곤 가스 분위기를 유지할 수 있는 챔버를 부착하여 소결로 내부로의 공기 유입을 방지하고 진공도를 제어함으로써 우라늄-지르코늄 소결체 합금에서 Zr(O) 상 형성과 우라늄의 증발 현상을 동시에 억제하여 균질한 우라늄-지르코늄 소결체 합금을 제조하는 유용한 효과를 제공할 수 있다.According to the present invention, in the process of sintering the uranium-zirconium powder compact, the sintering furnace is sintered by directly charging an argon gas which is an inert gas into the sintering furnace chamber in a high vacuum state or by attaching a chamber capable of maintaining an argon gas atmosphere outside the high sintering furnace. By preventing the inflow of air into the furnace and controlling the degree of vacuum, it is possible to simultaneously suppress Zr (O) phase formation and uranium evaporation in the uranium-zirconium sintered alloy to provide a useful effect of producing a homogeneous uranium-zirconium sintered alloy. have.

합금 소결체, 우라늄-지르코늄 분말 성형체, 소결, 아르곤 챔버, 저진공, 진공도 조절 Alloy Sintered Body, Uranium-Zirconium Powder Compact, Sintered, Argon Chamber, Low Vacuum, Vacuum Degree Control

Description

우라늄-지르코늄 분말 성형체의 저진공 소결 방법 및 소결로{Method and Furnace for Sintering of U-Zr Powder Compacts in a Low-vacuum Environment}Method for Furnace and Sintering of U-Zr Powder Compacts in a Low-vacuum Environment

도 1은 본 발명에 의한 U-Zr 소결체 합금의 제조 공정을 나타낸 순서도; 1 is a flow chart showing a manufacturing process of the U-Zr sintered alloy according to the present invention;

도 2는 본 발명에 의한 U-Zr 소결체 합금의 미세조직을 나타낸 주사전자현미경(SEM) 사진; 2 is a scanning electron microscope (SEM) photograph showing the microstructure of the U-Zr sintered alloy according to the present invention;

도 3은 본 발명에 의한 여러 진공도에 따른 U-Zr 소결체 합금의 SEM/EDS 성분 분포를 나타낸 그래프(A: 1.0×10-4 torr, B: 1.8×10-4 torr, C: 3.0×10-4 torr, D: 6.0×10-4 torr, E: 1.0×10-3 torr); 및 3 is a graph showing SEM / EDS component distribution of U-Zr sintered alloy according to various vacuum degrees according to the present invention (A: 1.0 × 10 −4 torr, B: 1.8 × 10 −4 torr, C: 3.0 × 10 − 4 torr, D: 6.0 × 10 −4 torr, E: 1.0 × 10 −3 torr); And

도 4는 본 발명에 의한 저진공 분위기 조절이 용이한 소결로의 개략도. Figure 4 is a schematic diagram of a sintering furnace easy to control the low vacuum atmosphere according to the present invention.

본 발명은 우라늄-지르코늄 분말 성형체의 저진공 소결 방법 및 소결로에 관한 것이다. 특히, 우라늄-지르코늄 소결체 제조에 있어서, 저진공 분위기에서 소 결하므로, 고진공 분위기에서 소결하는 종래 공정에서 발생되는 Zr(O) 상의 형성과 우라늄 증발 현상을 동시에 억제함으로써 균질한 우라늄 -지르코늄 소결체 합금을 제조할 수 있는 우라늄-지르코늄 분말 성형체의 저진공 소결 방법 및 소결로에 대한 것이다.The present invention relates to a low vacuum sintering method and a sintering furnace of a uranium-zirconium powder compact. In particular, in the production of the uranium-zirconium sintered body, since it is sintered in a low vacuum atmosphere, a homogeneous uranium-zirconium sintered alloy is suppressed by simultaneously suppressing the formation of the Zr (O) phase and the uranium evaporation phenomenon generated in the conventional process of sintering in a high vacuum atmosphere. It relates to a low vacuum sintering method and a sintering furnace of a uranium-zirconium powder compact which can be produced.

핵연료는 원자연료라고도 하며, 원자로 안에 장입하여 핵분열을 연쇄적으로 일으켜서 이용 가능한 에너지를 얻을 수 있는 물질이다. 원자력 발전에서 핵연료 물질로 이루어진 수십∼수백 개의 소결체를 지르코늄 합금 피복관에 넣고 양끝을 밀봉 용접해서 연료봉을 제조하고, 연료봉을 수십∼수백 개씩 묶어서 하나의 다발을 제조한다. 이러한 다발이 경수형 및 중수형 원자로에 장전되어 사용되며 소결체에서 발생한 열은 소결체를 거쳐서 피복관을 통해서 연료봉 주위를 흐르는 냉각수로 전달되어 이루어진다.Nuclear fuel, also known as atomic fuel, is a substance that can be charged into a nuclear reactor and get available energy by cascading nuclear fission. In nuclear power generation, dozens or hundreds of sintered bodies made of nuclear fuel materials are put in a zirconium alloy cladding tube, and both ends are sealed and welded to manufacture fuel rods, and bundles of tens to hundreds of fuel rods are manufactured. These bundles are loaded and used in hard water and heavy water reactors, and the heat generated from the sintered body is transferred to the cooling water flowing around the fuel rod through the cladding pipe through the sintered body.

또한, 현재 사용되는 원자로용 핵연료는 세라믹(UO2) 핵연료 및 금속(U) 핵연료로 구분될 수 있다. 이들 중 금속 우라늄 핵연료는 세라믹 핵연료에 비해 열전도도가 우수하여 다양한 형태의 원자로에 사용되고 있다. 금속 핵연료 중의 하나인 우라늄-지르코늄 합금을 제조하는 공정은 금속 우라늄과 금속 지르코늄 분말을 서로 혼합하고 성형한 후 소결하여 소결체의 형태로 사용된다.In addition, currently used nuclear fuel for nuclear reactors may be divided into ceramic (UO 2 ) fuel and metal (U) fuel. Among them, metal uranium fuel is used in various types of nuclear reactors due to its excellent thermal conductivity compared to ceramic nuclear fuel. The process for producing the uranium-zirconium alloy, which is one of the metal nuclear fuels, is used in the form of a sintered body by mixing, molding and sintering metal uranium and metal zirconium powder with each other.

핵연료 소결체를 제조하는 단계는 크게 혼합, 성형, 소결의 세 단계로 구분할 수 있다. 첫 번째 혼합 단계는 제품 생산을 위한 주원료 및 첨가물의 배합이나 윤활제의 첨가를 목적으로 더블 콘(Double Cone) 혹은 V-콘(V-Cone)과 같은 혼합기를 사용하며 적절한 회전 속도 및 혼합시간을 조정하여 성형을 하기 위한 준비 단계로, 성형할 때 품질의 균일화를 위해서 매우 중요한 공정이다. 두 번째 성형 단계는 혼합공정을 거친 분말을 반제품의 형태로 만들어지는 최초의 공정이며 분말 입자들이 충분히 결합을 해서 다음 공정을 처리할 때까지 안정할 정도의 기계적인 강도까지를 부여해 주는 과정이다. 즉, 높은 압력을 가하여 성형시킨 성형체라 하더라도 소결 전의 상태만으로는 분말 입자 간의 결합력은 아주 낮은 개개 분말입자의 집합체로서 작은 응력으로도 쉽게 파괴될 수 있는 상태이다. 마지막 소결 단계는 분말 중의 각 입자들이 가열에 의해서 원자 간의 접착력으로 결합하고, 이에 따라서 분말 전체의 강도가 증가하며 물질이동에 의해서 밀도의 증가와 재결정을 일으키는 것으로, 2개 또는 그 이상의 분말입자가 그 계의 어느 한 성분에 융점보다 낮은 온도에서 가열만으로 결합하는 단계이다. 즉, 기지금속의 용융점 이하의 온도에서 행해지는 일종의 열처리로서 분말 입자 상호 간의 확산이 일어나서 화학적인 결합을 하여 요구되는 기계적인 성질을 갖게 되는데 이러한 열처리가 바로 소결이다. 이때, 소결온도와 소결시간에 따라 소결밀도가 결정된다.The step of producing the nuclear fuel sintered body can be largely divided into three stages of mixing, molding, and sintering. The first mixing step uses a mixer such as Double Cone or V-Cone to blend the main raw materials and additives for the production of the product or to add lubricant, adjusting the appropriate rotation speed and mixing time. It is a very important process for the uniformity of quality during molding. The second molding step is the first process in which the mixed powder is produced in the form of a semifinished product, and the powder particles are sufficiently bonded to give a stable mechanical strength until the next process. That is, even in a molded article formed by applying high pressure, the bonding force between the powder particles is very low as a collection of individual powder particles only in a state before sintering, and can be easily broken even with a small stress. The final sintering step is that each particle in the powder is bonded by the adhesion between atoms by heating, thus increasing the strength of the whole powder and causing an increase in density and recrystallization by mass transfer. It is a step of combining only one component of the system with heating at a temperature lower than the melting point. That is, as a kind of heat treatment performed at a temperature below the melting point of the base metal, diffusion between the powder particles occurs and chemical bonding results in the required mechanical properties. This heat treatment is sintering. At this time, the sintering density is determined according to the sintering temperature and the sintering time.

한편, 핵연료 소결체는 기술 시방서에 소결체의 밀도와 결정립의 크기가 규정되어 있으며, 구체적으로 소결체의 밀도가 95±1% TD 이고 결정립의 크기는 5㎛ 이상이다. 이러한 조건을 만족시키고 경제적으로 핵연료 소결체를 제조하기 위해 많은 연구가 진행되고 있다. On the other hand, the nuclear fuel sintered body has a sintered body density and grain size defined in the technical specifications, specifically, the density of the sintered body is 95 ± 1% TD and the grain size is 5㎛ or more. In order to satisfy these conditions and to manufacture fuel sinters economically, much research is being conducted.

이러한 혼합 핵연료 소결체인 우라늄-지르코늄 소결체 합금 제조공정에서는 소결온도와 소결시간에 따라 우라늄-지르코늄 소결체의 소결밀도가 결정되는데, 금속 우라늄과 금속 지르코늄은 산화성이 강하기 때문에 종래의 환원 소결 과정에서는 산화를 억제하기 위하여 성형체를 고진공 분위기에서 소결한다. 그러나, 고진공에서 소결하는 경우 소결로 내부로 공기가 유입(leak)되고, 소결로 내부로 유입된 공기는 우라늄-지르코늄 분말 성형체를 산화시키므로 소결체 합금 내에 산화에 의해 Zr(O) 상이 형성하게 된다. 또한, 고진공에서 소결하기 때문에 우라늄-지르코늄 분말 성형체 표면에 있는 우라늄의 증발 현상이 일부 발생하게 된다.In the manufacturing process of uranium-zirconium sintered alloy, which is a mixed fuel sintered body, the sintering density of the uranium-zirconium sintered body is determined according to the sintering temperature and the sintering time. In order to do so, the molded body is sintered in a high vacuum atmosphere. However, when sintering at high vacuum, air is leaked into the sintering furnace, and the air introduced into the sintering furnace oxidizes the uranium-zirconium powder compact, thereby forming a Zr (O) phase in the sintered alloy. In addition, since the sintering at a high vacuum, the phenomenon of evaporation of uranium on the surface of the uranium-zirconium powder compact occurs.

따라서, 본 발명은 고진공에 따른 공기의 유입으로 소결 과정 중에 형성되는 Zr(O) 상과 우라늄의 증발을 막아 균질한 소결체 금속을 만들기 위한 우라늄-지르코늄 혼합 분말 성형체의 저진공 소결 방법 및 소결로를 제공하는 데 목적이 있다.Accordingly, the present invention provides a low vacuum sintering method and a sintering furnace of a uranium-zirconium mixed powder compact for forming a homogeneous sintered metal by preventing the evaporation of uranium and the Zr (O) phase formed during the sintering process due to the inflow of air according to the high vacuum. The purpose is to provide.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 10~90 중량%의 지르코늄과 잔부의 우라늄을 함유하는 우라늄-지르코늄 분말 성형체를 저진공의 불활성 분 위기에서 소결하는 단계를 포함하는 우라늄-지르코늄 분말 성형체의 저진공 소결 방법을 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention is a uranium-zirconium powder compact comprising the step of sintering a uranium-zirconium powder compact containing 10 to 90% by weight of zirconium and the balance of uranium in a low vacuum inert powder It provides a low vacuum sintering method of.

또한, 본 발명은 우라늄-지르코늄 분말 성형체를 제조하기 위한 도가니와 상기 도가니의 외주변에 배치되어 상기 도가니에 상기 우라늄-지르코늄 분말 성형체를 소결처리하기 위해 열을 공급하기 위한 히터를 수용하는 하우징, 상기 하우징의 저부 일측 개구부와 연통되며 상기 하우징의 진공도를 조절하기 위한 진공 시스템, 및 상기 하우징을 수용하며, 상하 측면 소정의 위치에 불활성 기체의 유입구 및 유출구가 구비된 불활성 챔버를 포함하여 구성되는 우라늄-지르코늄 분말 성형체를 소결하는 소결로를 제공한다.In addition, the present invention is a housing for receiving a heater for supplying heat for sintering the uranium-zirconium powder compact, the crucible for producing a uranium-zirconium powder compact and the outer periphery of the crucible, the A uranium, which is in communication with an opening at one side of the bottom of the housing, includes a vacuum system for adjusting the degree of vacuum of the housing, and an inert chamber accommodating the housing, the inlet and outlet having an inlet and outlet of an inert gas at predetermined positions on the upper and lower sides thereof. Provided is a sintering furnace for sintering zirconium powder compacts.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 우라늄-지르코늄 분말 성형체의 저진공 소결방법을 포함한다.The present invention includes a low vacuum sintering method of a uranium-zirconium powder compact.

구체적으로, 본 발명은 본 발명은 10~90 중량%의 지르코늄과 잔부의 우라늄을 함유하는 우라늄-지르코늄 분말 성형체를 저진공의 불활성 분위기에서 소결하는 단계를 포함한다.Specifically, the present invention includes the step of sintering a uranium-zirconium powder compact containing 10 to 90% by weight of zirconium and the balance of uranium in a low vacuum inert atmosphere.

혼합 핵연료 소결체의 제조에 있어서, 본 발명은 소결체의 밀도와 미세조직을 제어할 목적으로 저진공에서 소결체를 제조한다. 본 발명의 저진공 환원 소결 공정은 분말 성형체를 소결로에 장입하고, 저진공/환원기체 분위기에서 소결하여 소결체의 산소 조성을 제어할 수 있다. 더욱 구체적으로, 혼합 핵연료 소결체의 저진공 환원 소결 공정은 저진공/불활성 기체 분위기에서 분말 성형체를 일정 시간 동안 소결하여 소결체를 제조한 후 온도를 내리는 과정을 거쳐 이뤄진다.In the production of a mixed fuel sintered body, the present invention manufactures the sintered body in low vacuum for the purpose of controlling the density and microstructure of the sintered body. In the low vacuum reduction sintering process of the present invention, the powder compact is charged into a sintering furnace, and the oxygen composition of the sintered compact can be controlled by sintering in a low vacuum / reducing gas atmosphere. More specifically, the low-vacuum reduction sintering process of the mixed fuel sintered compact is performed by sintering the powder compact in a low vacuum / inert gas atmosphere for a predetermined time to produce a sintered compact and then lowering the temperature.

본 발명은 먼저 우라늄-지르코늄 분말 성형체를 제조하기 위해 우라늄 분말 및 지르코늄 분말을 혼합 및 압분하는 과정을 선행한다. 성형제의 제조공정은 본 발명 분야에서 통상적인 방법에 의해 제조될 수 있으며, 본 발명은 이를 한정하는 것은 아니다. 혼합 공정은 소결체의 균일화를 결정하는 매우 중요한 공정으로, 본 발명에서 금속 원료로부터 금속 분말을 제조하는 공정으로 우라늄의 경우는 원심분무공정(atomizing process)을 통해 제조될 수 있으며, 예컨대 불활성 기체 분위기에서 고속을 회전하는 원판 위에 용융금속을 적하시켜 원심력을 이용하여 미세 분말을 제조할 수 있다.The present invention first precedes the process of mixing and compacting uranium powder and zirconium powder to produce a uranium-zirconium powder compact. The manufacturing process of the molding agent may be prepared by a conventional method in the field of the present invention, the present invention is not limited thereto. The mixing process is a very important process for determining the uniformity of the sintered body. In the present invention, the mixing process is a process for preparing metal powder from metal raw materials. The molten metal may be dropped onto the disk rotating at high speed to produce fine powder using centrifugal force.

지르코늄 분말은 지르코늄 스폰지(sponge)를 수소화-탈수소화 공정(hydride-dehydride process)으로 제조될 수 있으며, 예컨대 용매 내에서 수소촉매를 이용하여 수소를 가하여 환원시키는 침전반응에 의해 제조될 수 있다. 이들 얻어진 우라늄 및 지르코늄 분말은 125 메쉬 이하, 바람직하게는 50~125 메쉬 범위의 체(sieve)에 통과시켜 혼합 분말을 얻을 수 있다. 상기 혼합 공정에서 우라늄-지르코늄 분말 성형체는 10~90 중량%의 Zr과 잔부의 우라늄을 함유하도록 혼합하는 것이 바람직한바, 이는 우라늄의 농축도가 20% 이하인 저농축 우라늄을 제조하기 위한 것으로 본 발명의 일 실시예에서는 38%의 우라늄을 혼합하였는데 농축도 19.75%의 저농축 우라늄에 해당한다. Zirconium powder may be prepared by a hydrogenation-dehydride process of a zirconium sponge, for example, by a precipitation reaction in which a hydrogen catalyst is added to reduce hydrogen in a solvent. These obtained uranium and zirconium powders can be passed through a sieve of 125 mesh or less, preferably 50 to 125 mesh, to obtain a mixed powder. In the mixing process, the uranium-zirconium powder compact is preferably mixed so as to contain 10 to 90% by weight of Zr and the balance of uranium, which is to prepare low enriched uranium having a concentration of 20% or less of uranium. In the example, 38% of uranium was mixed, which corresponds to a low concentration of uranium of 19.75%.

압분 공정은 원하는 형상으로 분말 입자들이 충분히 결합하게 하여 다음 공정 처리를 위한 최소한의 안정성을 부여해 주는 역할을 수행한다.The compacting process serves to allow the powder particles to sufficiently bind in the desired shape to impart minimal stability for subsequent processing.

다음으로, 본 발명은 상기 성형체를 저진공의 불활성 기체 분위기에서 소결는 과정을 포함한다. 소결은 소결체 합금의 제조에 있어서 가장 중요한 단계로, 이 단계의 공정 조건에 의해서 균질한 우라늄-지르코늄 분말 성형체를 만들 수 있고, 목적하는 소결체의 소결 밀도가 결정된다.Next, the present invention includes a step of sintering the molded body in a low vacuum inert gas atmosphere. Sintering is the most important step in the production of sintered alloys, and the process conditions of this step can produce homogeneous uranium-zirconium powder compacts, and the sintered density of the desired sintered compact is determined.

소결 시 적합한 상기 공정 조건으로, 소결온도는 1300~1500 ℃이고 유지시간은 1~5시간인 것이 바람직한데, 특히, 온도는 1400~1500 ℃인 것이 더욱 바람직하다. 이 범위의 공정 조건에서 소결했을 경우 95% TD 이상의 높은 이론밀도를 나타내어 기술 시방서에 규정된 범위(95±1% TD)를 만족한다. As suitable process conditions for sintering, the sintering temperature is preferably 1300 ~ 1500 ℃ and the holding time is 1 ~ 5 hours, in particular, the temperature is more preferably 1400 ~ 1500 ℃. When sintered under the process conditions in this range, it shows high theoretical density of 95% TD or more, and satisfies the range (95 ± 1% TD) specified in the technical specification.

상기 불활성 기체는 그 유출입을 통하여 도가니의 저진공 분위기를 형성시키고, 또한 소결체의 산화를 막기 위한 환경을 만들어 주는 것으로, 아르곤 가스 또는 질소 가스를 사용할 수 있다. 상기 도가니의 저진공 상태는 1.0×10-4 ~ 1.0×10-1 torr 범위로 유지시키는 것이 바람직한바, 상기 범위에서 공기의 유입(leak) 속도가 감소되어 Zr(O) 상의 형성과 우라늄의 증발 현상을 동시에 억제할 수 있다.The inert gas forms a low vacuum atmosphere of the crucible through the inflow and outflow thereof, and creates an environment for preventing oxidation of the sintered body, and argon gas or nitrogen gas can be used. The low vacuum state of the crucible is preferably maintained in the range of 1.0 × 10 −4 to 1.0 × 10 −1 torr. In this range, the rate of air leakage is reduced to form Zr (O) and evaporate uranium. The phenomenon can be suppressed at the same time.

본 발명에 있어서, 상기 저진공 분위기는 도가니 내에 아르곤 가스를 포함하 는 불활성 기체를 연속적으로 직접 장입하는 방법, 또는 고진공의 도가니 외부에 아르곤 가스 분위기를 유지할 수 있는 챔버를 부착하여 도가니 내로 불활성 기체를 연속적으로 장입되게 하는 방법을 이용하여 저진공 상태를 유지시킬 수 있다. 저진공 분위기에서 소결체를 제조하는 경우, 종래의 고진공에서 소결하는 방식에서 발생하는 Zr(O) 상의 형성과 우라늄의 증발을 동시에 억제할 수 있다. In the present invention, the low vacuum atmosphere is a method of continuously charging an inert gas containing argon gas directly into the crucible, or by attaching a chamber capable of maintaining an argon gas atmosphere to the outside of the high vacuum crucible to inert gas into the crucible It is possible to maintain a low vacuum state by using a continuous charging method. When manufacturing a sintered compact in a low vacuum atmosphere, the formation of the Zr (O) phase and the evaporation of uranium which occur in the conventional high sintering system can be suppressed simultaneously.

이를 위해, 본 발명은 진공 소결로 외부에 불활성 분위기를 유지할 수 있는 저진공/불활성 기체 분위기 조절이 용이한 우라늄-지르코늄 분말 성형체를 소결하는 소결로를 포함한다.To this end, the present invention includes a sintering furnace for sintering the uranium-zirconium powder compacts that can easily control the low vacuum / inert gas atmosphere that can maintain an inert atmosphere outside the vacuum sintering furnace.

구체적으로, 본 발명은 우라늄-지르코늄 분말 성형체를 제조하기 위한 도가니와 상기 도가니의 외주변에 배치되어 상기 도가니에 상기 우라늄-지르코늄 분말 성형체를 소결처리하기 위해 열을 공급하기 위한 히터를 수용하는 하우징, 상기 하우징의 저부 일측 개구부와 연통되며 상기 하우징의 진공도를 조절하기 위한 진공 시스템, 및 상기 하우징을 수용하며, 상하 측면 소정의 위치에 불활성 기체의 유입구 및 유출구가 구비된 불활성 챔버를 포함하여 구성되는 우라늄-지르코늄 분말 성형체를 소결하는 소결로를 포함한다.Specifically, the present invention is a housing for accommodating a crucible for producing a uranium-zirconium powder compact and a heater for supplying heat for sintering the uranium-zirconium powder compact to the crucible, Uranium is in communication with the bottom side opening of the housing and comprises a vacuum system for adjusting the degree of vacuum of the housing, and an inert chamber for accommodating the housing, the inlet and outlet of the inert gas in a predetermined position on the upper and lower sides A sintering furnace for sintering zirconium powder compacts.

상기 하우징은 상기 진공 시스템에 의해 1.0×10-4 ~ 1.0×10-1 torr 범위의 저진공 분위기로 유지되도록 하는 것이 바람직하고, 특히, 3.0×10-4 torr로 유지되 도록 하는 것이 더욱 바람직하다.Preferably, the housing is maintained by the vacuum system in a low vacuum atmosphere in the range of 1.0 × 10 −4 to 1.0 × 10 −1 torr, particularly preferably at 3.0 × 10 −4 torr. .

상기 불활성 챔버는 아르곤의 유출입으로 인해 상기 하우징의 저진공을 더욱 유지시키는 장치로, 외부의 공기가 유입되는 것을 막는 완충공간 역할을 한다. 상기 하우징 내에 질소 또는 아르곤 가스를 포함하는 불활성 기체를 연속적으로 장입되게 하여 저진공 상태가 유지되게 하거나, 고진공 하우징 외부에 불활성 기체 챔버를 부착시켜 공기의 유입을 방지하고 진공도를 조절할 수 있게 한다. 따라서, 우라늄-지르코늄 분말 성형체를 고진공 분위기에서 소결하는 경우 발생하는 Zr(O) 상의 형성과 우라늄 증발을 동시에 억제할 수 있다.The inert chamber is a device for further maintaining the low vacuum of the housing due to the inflow and outflow of argon, and serves as a buffer space to prevent outside air from entering. The inert gas containing nitrogen or argon gas is continuously charged in the housing to maintain a low vacuum state, or an inert gas chamber is attached to the outside of the high vacuum housing to prevent the inflow of air and to control the degree of vacuum. Therefore, formation of the Zr (O) phase and uranium evaporation which occur when the uranium-zirconium powder compact is sintered in a high vacuum atmosphere can be suppressed at the same time.

상기 히터는 상기 우라늄-지르코늄 분말 성형체의 소결처리를 위해 열을 상기 도가니에 공급하는 장치로, 1300~1500 ℃, 바람직하게는 1400~1500 ℃ 범위의 열로 가열하는 것이 바람직하다. 이 범위의 공정 조건에서 소결했을 경우 95% TD 이상의 높은 이론밀도를 나타낸다.The heater is a device for supplying heat to the crucible for the sintering treatment of the uranium-zirconium powder compact, it is preferably heated to a heat of 1300 ~ 1500 ℃, preferably 1400 ~ 1500 ℃ range. When sintered under the process conditions in this range, it shows a high theoretical density of 95% or more TD.

본 발명에 있어서, 우라늄-지르코늄 소결체 합금의 제조를 위한 상기 소결로의 작동 과정은 다음과 같다. In the present invention, the operation of the sintering furnace for the production of uranium-zirconium sintered alloy is as follows.

제조된 우라늄-지르코늄 분말 성형체를 소결로의 도가니에 장입하고 히터를 작동시켜 도가니의 온도를 1300~1500 ℃로 가열하고, 하우징은 저부 일측 개구부에 연통된 진공 시스템(예컨대, 진공 펌프)을 이용하여 10×10-4 ~ 1.0×10-1 torr 범위의 진공 상태로 유지한 채 소결한다. 이때, 하우징 외부에 부착된 불활성 기체 챔 버에 질소 또는 아르곤 가스를 포함하는 불활성 기체를 연속적으로 장입되게 하여 하우징 내부로 외부 공기의 유입을 막아 소결체 내의 Zr(O) 상 형성 및 우라늄의 증발을 억제할 수 있다.The manufactured uranium-zirconium powder compact is charged into a crucible of a sintering furnace and a heater is operated to heat the temperature of the crucible to 1300-1500 ° C., and the housing is connected to a bottom side opening by using a vacuum system (for example, a vacuum pump). Sintering is carried out in a vacuum in the range of 10 × 10 −4 to 1.0 × 10 −1 torr. At this time, the inert gas containing nitrogen or argon gas is continuously charged into the inert gas chamber attached to the outside of the housing to prevent the inflow of external air into the housing, thereby suppressing the formation of Zr (O) phase in the sintered body and the evaporation of uranium. can do.

이하, 본 발명을 실시예 및 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예 및 도면들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것으로 본 발명의 내용이 하기 도면의 일 실시예에 의해 제한되거나 한정되지 않음은 물론이다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and the accompanying drawings. However, the following examples and drawings are provided to aid the understanding of the present invention, and the contents of the present invention are not limited or limited by the embodiments of the following drawings.

<제조예> U-Zr 혼합 분말 성형체의 제조Preparation Example Manufacture of U-Zr Mixed Powder Compact

우라늄-지르코늄 금속연료 소결체의 원료로 사용되는 금속 우라늄 분말은 우라늄 덩어리(lump)로부터 원심분무 공정(atomizing process)방법을 통해 제조할 수 있다. 지르코늄 분말은 지르코늄 스폰지(sponge)를 수소화-탈수소화 공정(hydride-dehydride process)으로 제조하였다. 이러한 공정으로 제조된 우라늄 및 지르코늄 분말은 체(sieve)를 통과시키고, 체를 통과한 분말은 일정 무게 비율(38 무게% 우라늄 및 62 무게% 지르코늄)로 칙량하였다. 칙량된 분말은 혼합기에서 균질 혼합하였는데, 이는 V-타입의 혼합용기에 분말을 장입한 다음, 아르곤 분위기에서 75 분당회전(revolutions per minute ; rpm)의 회전속도로 2 시간 동안 수행하였다. 우라늄 및 지르코늄 혼합 분말을 성형기 내의 성형 금형 장치(mold 및 punch) 내에 장입한 다음 약 428 MPa의 압력으로 성형체(green pellet)를 제조하였다. Metal uranium powder, which is used as a raw material of the uranium-zirconium metal fuel sintered body, may be manufactured from a uranium lump through a centrifugal atomization process. Zirconium powder was prepared by the zirconium sponge (hydride-dehydride process). Uranium and zirconium powders produced in this process were passed through a sieve, and the powder passed through the sieve was weighed at a constant weight ratio (38 wt% uranium and 62 wt% zirconium). The weighted powder was mixed homogeneously in a mixer, which was charged to a V-type mixing vessel and then carried out for 2 hours at a rotational speed of 75 revolutions per minute (rpm) in an argon atmosphere. Uranium and zirconium mixed powder was charged into a molding mold apparatus (mold and punch) in a molding machine, and then a green pellet was prepared at a pressure of about 428 MPa.

<실시예 1> 고진공 분위기 하에서 U-Zr 소결체 합금의 제조Example 1 Preparation of U-Zr Sintered Alloy in High Vacuum Atmosphere

제조예에 따라 제조된 우라늄-지르코늄 혼합 분말 성형체를 아르곤 가스의 유입으로 저진공 상태를 유지시킨 환경에서 여러 진공도 범위의 저진공 분위기 하 1100 ℃ 내지 1500 ℃ 온도 범위에서, 2 내지 100시간 동안 소결하여 우라늄-지르코늄 소결체 합금을 제조하였다. 실시예 1에 따른 우라늄-지르코늄 분말 성형체를 소결한 결과로, 1.0×10-4 torr의 고진공에서 소결온도와 소결시간에 따른 소결밀도를 표 1에 나타내었다.The uranium-zirconium mixed powder compact prepared according to the preparation example was sintered for 2 to 100 hours at a temperature range of 1100 ° C. to 1500 ° C. under a low vacuum atmosphere of various vacuum ranges in an environment in which low vacuum was maintained by inflow of argon gas. A uranium-zirconium sintered alloy was produced. As a result of sintering the uranium-zirconium powder compact according to Example 1, the sintering density according to the sintering temperature and the sintering time in a high vacuum of 1.0 × 10 -4 torr is shown in Table 1 .

<실시예 2> 저진공 분위기 하에서 U-Zr 소결체 합금의 제조Example 2 Preparation of U-Zr Sintered Alloy in Low Vacuum Atmosphere

제조예에 따라 제조된 우라늄-지르코늄 혼합 분말 성형체를 1.8×10-4~1.0×10-3 torr 범위의 저진공 분위기 하 1450 ℃ 온도에서, 3시간 동안 소결하여 우라늄-지르코늄 소결체 합금을 제조하였다.The uranium-zirconium mixed powder compact prepared according to the preparation example was sintered at a temperature of 1450 ° C. for 3 hours under a low vacuum atmosphere ranging from 1.8 × 10 −4 to 1.0 × 10 −3 torr to prepare a uranium-zirconium sintered alloy.

<실험예> SEM 및 SEM/EDS를 이용한 분석 실험Experimental Example Analysis Using SEM and SEM / EDS

본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 소결체의 미세조직 및 성분 함량을 알아보기 위하여 하기와 같은 분석실험을 수행하였다. 제조된 소결체의 종단면을 채취한 후 시편 외부에서 내부 방향으로 일정한 면적 (300×300 μm)에 대해 우라늄 및 지르코늄의 표면 미세조직 모습 및 성분분포를 평가하였다. 주사전자현미 경(scanning electron microscope; SEM) 및 SEM/EDS(SEM/energy dispersive spectroscopy) 장비를 이용하여 분석을 수행하였다. In order to determine the microstructure and the content of the sintered body prepared according to an embodiment of the present invention, the following assay was performed. After the longitudinal section of the prepared sintered body was taken, the surface microstructure and component distribution of uranium and zirconium were evaluated for a constant area (300 × 300 μm) in the inner direction from the outside of the specimen. Analysis was performed using a scanning electron microscope (SEM) and SEM / EDS (SEM / energy dispersive spectroscopy) equipment.

소결온도(℃)Sintering Temperature (℃) 소결시간(h)Sintering time (h) 소결밀도(g/㎤)Sintered Density (g / cm3) 이론밀도(% TD)Theoretical density (% TD) 11001100 100100 8.048.04 92.792.7 13001300 3030 8.188.18 94.394.3 13501350 3030 8.448.44 97.397.3 14001400 1010 8.478.47 97.797.7 14501450 33 8.508.50 98.098.0 15001500 22 8.568.56 98.798.7

표 1에서 보는 바와 같이, 1100 ℃ 소결에서는 100시간 동안 소결 후 소결밀도는 8.04 g/㎤ (92.7% TD - 이론밀도), 1300 ℃에서 30시간 소결 후에도 95% TD 이하를 나타내어 매우 낮은 이론밀도를 보였다. 그러나, 1350 ℃ 이상의 온도에서 소결하는 경우에 95% TD 이상의 높은 이론밀도를 나타내었다.As shown in Table 1 , the sintered density after sintering for 100 hours at 1100 ℃ sintered 8.04 g / cm 3 (92.7% TD-theoretical density), 95% TD or less even after 30 hours at 1300 ℃ sintered very low Seemed. However, when sintered at a temperature of more than 1350 ℃ exhibited a high theoretical density of more than 95% TD.

도 1은 본 발명에 의한 우라늄-지르코늄 소결체 합금의 제조 공정을 나타낸 순서도이다. 도 1에서 보는 바와 같이, 우라늄-지르코늄 소결체 합금의 제조 과정은 먼저, 우라늄 및 지르코늄 분말을 혼합하고 가압·성형한 후 환원성 기체 분위기 하에서 소결하는 단계로 구성되어 있다. 1 is a flow chart showing the manufacturing process of the uranium-zirconium sintered alloy according to the present invention. As shown in FIG. 1 , the manufacturing process of the uranium-zirconium sintered alloy consists of first mixing, pressing and molding uranium and zirconium powder, followed by sintering under a reducing gas atmosphere.

도 2는 본 발명에 의한 우라늄-지르코늄 소결체 합금의 미세조직을 나타낸 전자현미경 사진이다. 도 2에서 보는 바와 같이, 각각 고진공(도 2a) 또는 저진공(도 2b) 분위기에서 1450 ℃에서 3시간 동안 소결하여 제조한 우라늄-지르코늄 소결체의 현미경 사진을 관찰하였다. 소결체는 밝은 색 기지인 δ-UZr2 상에 회색의 α-Zr 상이 석출된 미세조직을 나타내었다. 또한 미세한 기공이 일정하게 분포하여 있다. 고진공 분위기에서 소결한 경우에서는 소결체 합금 외부에 짙은 회색을 띈 괴상의 Zr(O) 상들이 관찰되었다. 반면, 저진공을 유지하여 제조한 소결체 금속에서는 Zr(O) 상들이 거의 관찰되지 않았다. Zr(O) 상은 공기의 유입에 의해 챔버 내부로 들어온 산소와 Zr이 결합하여 형성된 것으로, 불순물인 산소(O)가 10~20 무게%로 포함되어 구성된 것이다. 따라서, 저진공 소결 공정에서 Zr(O) 상이 관찰되지 않은 것은 소결로의 진공도를 낮춤에 따라 공기의 유입 속도가 감소되어 지르코늄의 산화가 억제되었기 때문이다. Figure 2 is an electron micrograph showing the microstructure of the uranium-zirconium sintered alloy according to the present invention. As shown in FIG. 2 , microscopic images of the uranium-zirconium sintered bodies prepared by sintering at 1450 ° C. for 3 hours in a high vacuum ( FIG. 2A ) or low vacuum ( FIG. 2B ) atmosphere were observed. The sintered compact exhibited a microstructure in which a gray α-Zr phase was deposited on δ-UZr 2 , which is a light matrix. In addition, fine pores are uniformly distributed. In the case of sintering in a high vacuum atmosphere, a dark gray mass of Zr (O) phases was observed outside the sintered alloy. On the other hand, almost no Zr (O) phases were observed in the sintered metal produced by maintaining a low vacuum. The Zr (O) phase is formed by combining Zr with oxygen introduced into the chamber by the inflow of air, and is composed of 10 to 20 wt% of oxygen (O) as an impurity. Therefore, the Zr (O) phase was not observed in the low vacuum sintering process because the inflow rate of air was decreased as the vacuum degree of the sintering furnace was lowered, thereby suppressing the oxidation of zirconium.

도 3은 본 발명에 의한 진공도에 따른 우라늄-지르코늄 소결체 합금의 성분 분포를 나타낸 그래프이다. 도 3에서 보는 바와 같이, 우라늄-지르코늄 분말 성형체를 소결하는 과정에서 진공도에 따른 소결거동을 관찰하였다. 소결은 1450 ℃에서 3시간 동안 수행하였으며, 이 과정에서 진공도의 조절은 소결로 챔버 내부에 아르곤 기체를 연속적으로 장입하여 진공도를 조절하였다. 3 is a graph showing the distribution of components of the uranium-zirconium sintered alloy according to the degree of vacuum according to the present invention. As shown in FIG. 3 , the sintering behavior of the uranium-zirconium powder compact was observed according to the degree of vacuum. Sintering was performed at 1450 ° C. for 3 hours, and in this process, the degree of vacuum was controlled by continuously charging argon gas into the sintering chamber.

우라늄-지르코늄 분말 성형체를 소결하는 과정에서 여러 진공도 조건(A, B, C, D, 및 E)에서 얻어진 우라늄-지르코늄 소결체의 성분분포를 볼 수 있다. 고진공에서 소결하여 제조된 소결체에서는 표면에서 우라늄의 증발현상이 일어나므로 우라늄 농도가 매우 낮고 상대적으로 지르코늄의 함량이 높게 나타났다. 반면, 소결하는 과정에서 아르곤 가스를 장입하여 진공도를 낮춘 결과 우라늄의 증발현상이 억제되어 소결체 표면에서 우라늄의 농도가 증가하는 것으로 나타났다. In the process of sintering the uranium-zirconium powder compact, the component distribution of the uranium-zirconium sintered body obtained under various vacuum conditions (A, B, C, D, and E) can be seen. In the sintered body manufactured by sintering at high vacuum, uranium evaporated on the surface, so the uranium concentration was very low and the content of zirconium was relatively high. On the other hand, as a result of lowering the degree of vacuum by charging argon gas during the sintering process, the concentration of uranium on the surface of the sintered body was increased by suppressing evaporation of uranium.

도 4는 본 발명에 의한 저진공/아르곤 분위기 조절이 용이한 소결로의 개략도이다. 도 4에서 보는 바와 같이, 진공 소결로 내부의 아르곤 분위기를 유지할 수 있는 저진공 분위기 조절이 용이한 소결로의 도면을 볼 수 있다. 저진공 분위기의 조절이 용이한 소결로에서 우라늄-지르코늄 분말 성형체를 소결하면 소결과정에서 공기의 유입을 억제하므로, 우라늄-지르코늄 소결체 합금에서 Zr(O) 상의 형성을 억제시킬 수 있다. 또한 저진공에서의 소결이므로, 소결과정에서 우라늄의 증발을 억제시킬 수 있다. Figure 4 is a schematic diagram of a sintering furnace easy to control the low vacuum / argon atmosphere according to the present invention. As shown in Figure 4 , it can be seen a view of the sintering furnace easy to control the low vacuum atmosphere that can maintain the argon atmosphere inside the vacuum sintering furnace. Sintering the uranium-zirconium powder compact in a sintering furnace that can easily control a low vacuum atmosphere suppresses the inflow of air during the sintering process, thereby suppressing the formation of the Zr (O) phase in the uranium-zirconium sintered alloy. In addition, since the sintering in low vacuum, it is possible to suppress the evaporation of uranium during the sintering process.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면, 우라늄-지르코늄 분말 성형체를 소결하는 과정에서, 고진공 상태인 소결로 챔버 내부에 불활성 기체인 아르곤 가스를 직접 장입하거나 고진공 소결로 외부에 아르곤 가스 분위기를 유지할 수 있는 챔버를 부착하여 소결로 내부로의 공기 유입을 방지하고 진공도를 제어함으로써 우라늄-지르코늄 소결체 합금에서 Zr(O) 상 형성과 우라늄의 증발 현상을 동시에 억제하여 균질한 우라늄-지르코늄 소결체 합금을 제조하는 유용한 효과를 제공할 수 있다.As described above, according to the present invention, in the process of sintering the uranium-zirconium powder compact, the inert gas argon gas may be directly charged into the high vacuum sintering chamber or the argon gas atmosphere may be maintained outside the high vacuum sintering furnace. By attaching a chamber to prevent the inflow of air into the sintering furnace and controlling the degree of vacuum, thereby suppressing Zr (O) phase formation and evaporation of uranium in the uranium-zirconium sintered alloy, thereby producing a homogeneous uranium-zirconium sintered alloy. It can provide a useful effect.

Claims (5)

10~90 중량%의 지르코늄과 잔부의 우라늄을 함유하는 우라늄-지르코늄 분말 성형체를 1.0×10-4 ~ 1.0×10-1 torr 범위의 저진공의 불활성 분위기에서 소결하는 단계를 포함하는 우라늄-지르코늄 분말 성형체의 저진공 소결 방법.Uranium-zirconium powder comprising the step of sintering a uranium-zirconium powder compact containing 10 to 90% by weight of zirconium and the balance of uranium in a low vacuum inert atmosphere in the range of 1.0 × 10 −4 to 1.0 × 10 −1 torr Low vacuum sintering method of molded body. 제1항에 있어서, 상기 저진공은 1.0×10-3 torr 범위로 유지됨을 특징으로 하는 우라늄-지르코늄 분말 성형체의 저진공 소결 방법.The low vacuum sintering method of uranium-zirconium powder compact according to claim 1, wherein the low vacuum is maintained in a range of 1.0 × 10 −3 torr. 제1항에 있어서, 상기 소결온도는 1300~1500 ℃이고, 유지시간은 1~5시간을 더욱 포함함을 특징으로 하는 우라늄-지르코늄 분말 성형체의 저진공 소결 방법.The method of claim 1, wherein the sintering temperature is 1300 ~ 1500 ℃, the holding time is low vacuum sintering method of the uranium-zirconium powder compact, characterized in that it further comprises 1 to 5 hours. 우라늄 함유 분말 성형체를 제조하기 위한 도가니와 상기 도가니의 외주변에 배치되어 상기 도가니에 상기 우라늄-지르코늄 분말 성형체를 소결처리하기 위해 열을 공급하기 위한 히터를 수용하는 하우징;A housing for preparing a uranium-containing powder compact and a heater disposed at an outer periphery of the crucible for receiving a heater for supplying heat to the crucible for sintering the uranium-zirconium powder compact; 상기 하우징의 저부 일측 개구부와 연통되며 상기 하우징의 진공도를 조절하기 위한 진공 시스템; 및A vacuum system in communication with the bottom side opening of the housing and adapted to adjust the degree of vacuum of the housing; And 상기 하우징을 수용하며, 상하 측면에 불활성 기체의 유입구 및 유출구가 구비된 불활성 챔버An inert chamber accommodating the housing and provided with an inlet and an outlet of an inert gas on upper and lower sides 를 포함하여 구성되는 우라늄-지르코늄 분말 성형체를 1.0×10-4 ~ 1.0×10-1 torr 범위의 저진공의 불활성 분위기에서 소결하는 소결로.Sintering furnace for sintering the uranium-zirconium powder compacts comprising a in a low vacuum inert atmosphere in the range of 1.0 × 10 -4 ~ 1.0 × 10 -1 torr. 제4항에 있어서, 상기 하우징은 상기 진공 시스템에 의해 1.0×10-4 ~ 1.0×10-1 torr 범위의 저진공 분위기로 유지되고, 상기 분말 성형체의 소결처리를 위해 1300~1500 ℃ 범위의 열이 상기 도가니에 의해 공급되는 것임을 특징으로 하는 우라늄-지르코늄 분말 성형체를 저진공의 불활성 분위기에서 소결하는 소결로.The method of claim 4, wherein the housing is maintained in a low vacuum atmosphere in the range of 1.0 × 10 −4 to 1.0 × 10 −1 torr by the vacuum system, and heat in the range of 1300 ° C. to 1500 ° C. for sintering the powder compact. A sintering furnace for sintering a uranium-zirconium powder compact, characterized in that supplied by the crucible in a low vacuum inert atmosphere.
KR1020060091676A 2006-09-21 2006-09-21 Method and Furnace for Sintering of U-Zr Powder Compacts in a Low-vacuum Environment KR100828414B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060091676A KR100828414B1 (en) 2006-09-21 2006-09-21 Method and Furnace for Sintering of U-Zr Powder Compacts in a Low-vacuum Environment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060091676A KR100828414B1 (en) 2006-09-21 2006-09-21 Method and Furnace for Sintering of U-Zr Powder Compacts in a Low-vacuum Environment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080026741A KR20080026741A (en) 2008-03-26
KR100828414B1 true KR100828414B1 (en) 2008-05-09

Family

ID=39413978

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060091676A KR100828414B1 (en) 2006-09-21 2006-09-21 Method and Furnace for Sintering of U-Zr Powder Compacts in a Low-vacuum Environment

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100828414B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104651587A (en) * 2015-02-13 2015-05-27 戴长虹 Vacuum furnace and continuous vacuum furnace
US20230317306A1 (en) * 2019-10-15 2023-10-05 Nuscale Power, Llc Heat pipe networks for heat removal, such as heat removal from nuclear reactors, and associated systems and methods

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01197652A (en) * 1988-02-02 1989-08-09 Nuclear Fuel Ind Ltd Method for dissolving uranium/zirconium alloy
KR19990047158A (en) * 1997-12-02 1999-07-05 이종훈 Method for producing carbide, boride or nitride coated nuclear fuel using high temperature and high pressure combustion synthesis

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01197652A (en) * 1988-02-02 1989-08-09 Nuclear Fuel Ind Ltd Method for dissolving uranium/zirconium alloy
KR19990047158A (en) * 1997-12-02 1999-07-05 이종훈 Method for producing carbide, boride or nitride coated nuclear fuel using high temperature and high pressure combustion synthesis

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104651587A (en) * 2015-02-13 2015-05-27 戴长虹 Vacuum furnace and continuous vacuum furnace
US20230317306A1 (en) * 2019-10-15 2023-10-05 Nuscale Power, Llc Heat pipe networks for heat removal, such as heat removal from nuclear reactors, and associated systems and methods

Also Published As

Publication number Publication date
KR20080026741A (en) 2008-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108372294A (en) A kind of high-entropy alloy powder and preparation method thereof
CN107130125A (en) A kind of preparation method of high-entropy alloy
CN114956826B (en) (TiNbCrWTA) C x High-entropy ceramic and preparation method thereof
CN114605154B (en) High-entropy ceramic material based on metal pre-alloying and preparation method thereof
CN108330408B (en) A kind of high intensity alferric ferritic ODS steel and preparation method thereof
CN108374113A (en) A kind of preparation method of TaTiZrAlSi high-entropy alloys and its powder
CN108330484A (en) A kind of preparation method of laser cladding forming refractory element high-entropy alloy coat
CN110306074B (en) Discharge plasma sintering preparation method of CERMET fuel pellet
Li et al. Porous Nb-Ti based alloy produced from plasma spheroidized powder
CN110408833A (en) A kind of preparation method of NbTaTiZr high-entropy alloy and its powder
KR101144884B1 (en) Tungsten Nanocomposites Reinforced with Nitride Ceramic Nanoparticles and Fabrication Process Thereof
KR100828414B1 (en) Method and Furnace for Sintering of U-Zr Powder Compacts in a Low-vacuum Environment
KR100764902B1 (en) Uranium aluminide nuclear fuel and preparation method thereof
CN110205537A (en) The high-entropy alloy powder and preparation method thereof of magnalium lithium titanium composition
CN105803283A (en) Nb-Si-Ti-W-Cr alloy bar and production method thereof
KR101195066B1 (en) Tungsten Nanocomposites Reinforced with Nitride Ceramic Nanoparticles and Fabrication Process Thereof
CN106694897B (en) A method of preparing tungsten Penetrator block materials
KR101195448B1 (en) Preparation method of sintered porous plate using spent nuclear fuel, and the sintered porous plate thereby
Tanhaei et al. Porosity, microstructure and mechanical behavior of NiO–YSZ composite anode for solid oxide fuel cells
JP5308296B2 (en) Method for producing titanium silicon carbide ceramics
CN108396174B (en) Ti-22Al-25Nb/Al2O3The preparation method of composite material
Imam et al. Consolidation of cristal metals powder of titanium and its alloys by microwave energy to near‐net shape
CN106810236B (en) Preparation method of superfine (Ti, Mo, W) (C, N) composite solid solution powder
KR20150033828A (en) Magnesium based hydrogen storage material and the fabrication method thereof
JP2001509843A (en) Corrosion resistant alloys, methods of manufacture and products made from the alloys

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120330

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130327

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141230

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160324

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170329

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180406

Year of fee payment: 11