PL45873B1 - - Google Patents

Description

dnia 14 lipca 1962 r.^A JU rzed v r'o+ e n l owego| POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 45S73 VEB Hartmetallwerk Immelborn *) Immejborn, Niemiecka Republika Demokratyczna Sposób wytwarzania monoweglika uranu Patent trwa od dnia 6 lutego 1960 r.KI JJ-4r4T A2«\' Zbf Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwa¬ rzania monoweglika uranu, umozliwiajacy otrzymywanie czystego monowegliwa w stosun¬ kowo niskich temperaturach.Momoweglik uranu znajduje ostatnio wieksze zastosowanie gospodarcze, zwlaszcza jako pali¬ wa jadrowe w nowoczesnych typach reaktorów.Dzieki swoim wlasciwosciom mechanicznym, termicznym i chemicznym wykazuje on jako pa¬ liwo jadrowe szereg zalet w porównaniu z czy¬ stym uranem. Wada czystego uranu przy stoso¬ waniu go do wspomnianego celu jest miedzy innymi duza zdolnosc ulegania korozji pod wplywem, powietrza i wody, która wystepuje juz w temperaturze pokojowej. W przypadku sto¬ sowania uranu jako paliwa jadrowego szczegól¬ nie szkodliwe sa duze zmiany objetosciowe siat¬ ki, które uwarunkowane sa tym, ze czysty uran w zaleznosci od temperatury wystepuje w trzech trwalych odmianach. W celu usuniecia tych wad próbowano stosowac jako paliwo jadrowe *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze wspól¬ twórcami wynalazku sa inz. Rudolf Kohlerman, inz. Walter Dufoel i inz. Walter Flurschutz. dwutlenek uranu. Wada jednak dwutlenku ura¬ nu jest jego mala odpornosc na zmiany tempe¬ ratury, stosunkowo zle przewodnictwo cieplne i odmienny wspólczynnik rozszerzalnosci w sto¬ sunku do materialu obudowy.Dzieki zastosowaniu monoweglika uranu jako paliwa jadrowego unika sie wad zwiazanych ze stosowaniem czystego uranu. Juz dawniej pro¬ wadzone byly próby wytwarzania do tego celu monoweglika uranu o dostatecznej czystosci.Proponowano nip. przy otrzymywaniu weglika uranu wychodzic z proszku meta^^noR^ WPf"!r zmieszac z tym proszkiem wyjsciowyrw Wftf*** z cukru; mieszanine proszków sprasowac i w koncu ksztaltke ogrzewac w lódeczkach weglowy en w atmosferze argonu w temperatu¬ rze 1800°C w weglowym piecu rurowym. Znane jest równiez wytwarzanie monoweglika uranu z tlenku uranu przy zastosowaniu normalnych sposobów przyjetych w metalurgii proszków, po- legajacych na tym, ze np. tlenek uranu sie z gegiem i mieszanine poddaje sie reakcji w wysokiej temperaturze w atmosferze gazu nffhrnnnA|fll%ift'w pnSyni w uryrHfty c^ego^tle- nek uranu redukuje sie i nawegla. W dotychczasstosowanych sposobach wytwarzania monowegli¬ ka uranu niekorzystne jest to, ze wyma¬ gane sa tempp^ tury n QwP 1700—200tf°C. Niezaleznie jednak od tego, ze tak wysokie temperatury w praktyce przemy- slowej mozna osiagnac przy zastosowaniu bar¬ dzo kosztownych pieców, to warunki te prowa¬ dza do powstawania niepozadanej zawartosci UC2. W dotychczas znanych sposobach poza tym niekorzystne gest to, ze mimo stosowania dosc wysokich temperatur naweglania weglik nie jest calkowicie zwiazany z weglem i czesc wegla wystepuje w postaci wolnej.Celem wynalazku jest usuniecie tyfch -Wad i opracowanie sposobu, za pomoca którego moz¬ liwe jest wytwarzanie w prózni w stosunkowo niskich temperaturach bez stapiania z miesza¬ niny tlenku uranu i wegla, wzglednie uranu i wegla, odpowiadajacej stosunkowi stechiome- trycznemu, ubogiego w grafit monoweglika ura¬ nu zwiazanego z weglem. Niespodziewanie stwierdzono, ze mozna rozwiazac to zadanie, je¬ zeli mieszanine tlenku uranu i wegla, wzglednie uranu i wegla doprowadzi sie do reakcji w tem¬ peraturach ponizej 1600°C, w tyglach wykona¬ nych z wysokotopliwych tlenków metali, poni¬ zej 1600°C - slabo reagujacych z tlenkiem uranu, uranem i weglem, wzglednie weglikiem uranu, np. w tyglach z tlenku glinowego, tlenku mag¬ nezowego, tlenku cyrkonowego, tlenku berylo¬ wego lub z mieszanin tych tlenków metali, ewen¬ tualnie z zastosowaniem dodatku tlenku -krze¬ mowego albo tlenku tytanowego. Okazalo sie, ze sposób wedlug wynalazku daje szczególnie do¬ bre wyniki, jezeli naweglanie prowadzi sie w prózni.Monoweglik uranu otrzymany sposobem we¬ dlug wynalazku odznacza sie wysoka czystoscia.Placek weglika, który ze wzgledu na niskie tem¬ peratury naweglania jest tylko luzno spieczony daje sie be^Jtru^nosci^rozdroihnic^Oprócz tego korzystne jest to, ze monoweglik uranu wytwo¬ rzony sposobem wedlug wynalazku wykazuje bardzo wysoka zawartosc zwiazanego wegla, która bardzo zblizona jest do zawartosci ste- chiometrycznej, a zawartosc niezwiazanego we- _gla wynosi ponizej 0,05°/«. Badania rentgeno- graficzne wykazaly, ze monoweglik uranu otrzy- . imany sposobem wedlug wynalazku nie zawiera innych .zwiazków wegla z uranem.Przyklad: Tlenek uranu o stosunku tlenu do uranu 2,035 miesza sie w stosunku stechio- metrycznym z sadza w mlynach kulowych przez kitka godzin. Mieszanine te wprowadza sie do i zbiornika z korundu spiekanego. Naweglanie prowadzi sie w piecu prózniowym ogrzewanym indukcyjnie. Ciszenie w* piecu prózniowym nie powinno przekraczac w czasie naweglania 5 : l0-}^tOTT, Czas naweglania wynosi 2 godziny w temperaturze lSO^d W celu ochlodzenia piec prózniowy napelnia sie wodorem po przewidzia¬ nym okresie czasu naweglania. Tak wytworzony monoweglik uranu wykazuje calkowita zawar¬ tosc wegla co najmniej 4,759/§. Zawartosc wegla niezwiazanego wynosi ponizej 0,05%, PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania monoweglika uranu w prózni bez stapiania z mieszaniny tlenku uranu i wegla, wzglednie uranu i wegla, odpo¬ wiadajacej stosunkowi stechiometrycznemu, znamienny tym, ze mieszanine tlenku uranu i wegla, wzglednie uranu i wegla, doprowadza sie do reakcji w temperaturach ponizej 1600PC, w tyglach wykonanych z wysokotopliwych tlen¬ ków metali, ponizej 1600°C slabo reagujacych z tlenkiem uranu, uranem i weglem, wzglednie weglikiem uranu, np. w tyglach z tlenku glino¬ wego, tlenku magnezowego, tlenku cyrkonowe¬ go, tlenku berylowego lub z mieszanin tych tlenków metali, ewentualnie z zastosowaniem dodatku tlenku krzemowego albo tlenku tyta¬ nowego. VEB Hartmetallwerk Immelborn Zastepca: Józef Kaminski rzecznik patentowy Jrzedu *« ZG „Ruch" W~war zam. 359-62 B« — 100 egz. PL