RU2504030C2 - Оболочка ядерного топлива с высокой удельной теплопроводностью и способ ее производства - Google Patents
Оболочка ядерного топлива с высокой удельной теплопроводностью и способ ее производства Download PDFInfo
- Publication number
- RU2504030C2 RU2504030C2 RU2011112480/07A RU2011112480A RU2504030C2 RU 2504030 C2 RU2504030 C2 RU 2504030C2 RU 2011112480/07 A RU2011112480/07 A RU 2011112480/07A RU 2011112480 A RU2011112480 A RU 2011112480A RU 2504030 C2 RU2504030 C2 RU 2504030C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- matrix
- nuclear fuel
- specified
- sic
- carbide
- Prior art date
Links
- 239000003758 nuclear fuel Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 10
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 71
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 45
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 claims abstract description 12
- 229910026551 ZrC Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- OTCHGXYCWNXDOA-UHFFFAOYSA-N [C].[Zr] Chemical compound [C].[Zr] OTCHGXYCWNXDOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 10
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- UGACIEPFGXRWCH-UHFFFAOYSA-N [Si].[Ti] Chemical compound [Si].[Ti] UGACIEPFGXRWCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims abstract description 3
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 75
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 19
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 15
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 11
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 6
- 229910003902 SiCl 4 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 6
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 6
- 230000016507 interphase Effects 0.000 claims description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910007926 ZrCl Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 2
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000003609 titanium compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000003755 zirconium compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 abstract description 7
- 230000004992 fission Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 abstract 1
- 239000011153 ceramic matrix composite Substances 0.000 description 25
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 19
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 8
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 8
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 6
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 6
- 229920006184 cellulose methylcellulose Polymers 0.000 description 6
- 238000012710 chemistry, manufacturing and control Methods 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 3
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 3
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 2
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 239000005055 methyl trichlorosilane Substances 0.000 description 1
- JLUFWMXJHAVVNN-UHFFFAOYSA-N methyltrichlorosilane Chemical compound C[Si](Cl)(Cl)Cl JLUFWMXJHAVVNN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001208 nuclear magnetic resonance pulse sequence Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/02—Fuel elements
- G21C3/04—Constructional details
- G21C3/06—Casings; Jackets
- G21C3/07—Casings; Jackets characterised by their material, e.g. alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/56—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
- C04B35/5607—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on refractory metal carbides
- C04B35/5611—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on refractory metal carbides based on titanium carbides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/56—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
- C04B35/5607—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on refractory metal carbides
- C04B35/5611—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on refractory metal carbides based on titanium carbides
- C04B35/5615—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on refractory metal carbides based on titanium carbides based on titanium silicon carbides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/56—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
- C04B35/5607—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on refractory metal carbides
- C04B35/5622—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on refractory metal carbides based on zirconium or hafnium carbides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/628—Coating the powders or the macroscopic reinforcing agents
- C04B35/62844—Coating fibres
- C04B35/62857—Coating fibres with non-oxide ceramics
- C04B35/6286—Carbides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/628—Coating the powders or the macroscopic reinforcing agents
- C04B35/62844—Coating fibres
- C04B35/62857—Coating fibres with non-oxide ceramics
- C04B35/62873—Carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/628—Coating the powders or the macroscopic reinforcing agents
- C04B35/62884—Coating the powders or the macroscopic reinforcing agents by gas phase techniques
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/628—Coating the powders or the macroscopic reinforcing agents
- C04B35/62894—Coating the powders or the macroscopic reinforcing agents with more than one coating layer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/628—Coating the powders or the macroscopic reinforcing agents
- C04B35/62897—Coatings characterised by their thickness
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
- C04B35/632—Organic additives
- C04B35/6325—Organic additives based on organo-metallic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/71—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
- C04B35/78—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents containing non-metallic materials
- C04B35/80—Fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C21/00—Apparatus or processes specially adapted to the manufacture of reactors or parts thereof
- G21C21/02—Manufacture of fuel elements or breeder elements contained in non-active casings
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/02—Fuel elements
- G21C3/04—Constructional details
- G21C3/16—Details of the construction within the casing
- G21C3/20—Details of the construction within the casing with coating on fuel or on inside of casing; with non-active interlayer between casing and active material with multiple casings or multiple active layers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3232—Titanium oxides or titanates, e.g. rutile or anatase
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3244—Zirconium oxides, zirconates, hafnium oxides, hafnates, or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3418—Silicon oxide, silicic acids or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/38—Non-oxide ceramic constituents or additives
- C04B2235/3804—Borides
- C04B2235/3813—Refractory metal borides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/38—Non-oxide ceramic constituents or additives
- C04B2235/3817—Carbides
- C04B2235/3826—Silicon carbides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/44—Metal salt constituents or additives chosen for the nature of the anions, e.g. hydrides or acetylacetonate
- C04B2235/444—Halide containing anions, e.g. bromide, iodate, chlorite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
- C04B2235/5208—Fibers
- C04B2235/5216—Inorganic
- C04B2235/524—Non-oxidic, e.g. borides, carbides, silicides or nitrides
- C04B2235/5244—Silicon carbide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
- C04B2235/5208—Fibers
- C04B2235/5252—Fibers having a specific pre-form
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
- C04B2235/614—Gas infiltration of green bodies or pre-forms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/74—Physical characteristics
- C04B2235/77—Density
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
Данное изобретение относится к оболочкам микротвэлов ядерного реактора. Оболочка полностью или частично изготовлена из композиционного материала с керамической матрицей, содержащей волокна карбида кремния (SiC) в качестве армирования матрицы и межфазный слой между матрицей и волокнами. Матрица содержит, по меньшей, мере один карбид, выбранный из карбида титана (TiC), карбида циркония (ZrC) или тройного карбида титана-кремния (Ti3SiC2). Способ изготовления оболочки ядерного топлива включает, в частности, изготовление волоконной предварительной формы, нанесение на нее химической паровой инфильтрацией межфазового слоя, нанесение матрицы. Технический результат - надежное механическое удержание продуктов деления ядерного топлива внутри оболочки при облучении и температурах между 800°C и 1200°C, при этом обеспечивается оптимальный перенос тепловой энергии к теплоносителю. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Данное изобретение в общем относится к области ядерного топлива и, в частности, оно относится к оболочке ядерного топлива для охлаждаемых гелием «высокотемпературных» ядерных реакторов, а также к способу ее производства.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Среди ядерных реакторов будущего можно отметить реактор на быстрых нейтронах (FNR), использующий гелий в качестве газового теплоносителя (так называемый реактор "He-GFR"). Этот реактор является так называемым «высокотемпературным» реактором, так как во время работы температура его активной зоны, как правило, находится в диапазоне между 800°C и 1200°C.
Как описано в заявке на патент ЕР 1913600, оболочка ядерного топлива, используемая в таких реакторах, может быть выполнена в виде пластины, цилиндра, сферы или сети полостей.
При воздействии вышеупомянутых температурных условий эта оболочка требует применения высокоплавких огнеупорных материалов (с целью обеспечения достаточной термомеханической устойчивости для удерживания топлива внутри оболочки) и должна иметь высокую удельную теплопроводность под облучением (с целью оптимально переносить сгенерированную тепловую энергию в направлении газового теплоносителя во время работы ядерного реактора).
Керамика, хотя она и удовлетворяет этим критериям, обычно является слишком хрупкой, чтобы выдержать рабочие условия оболочки ядерного топлива.
Действительно, реакции деления в ядерном топливе генерируют твердые и газообразные продукты деления, вызывающие раздувание оболочки. При воздействии таких нагрузок керамика, образующая оболочку, может разрушиться и вызвать потерю герметизации топлива.
С целью предотвращения такой потери было бы полезно применять композиционный материал на керамической матрице (CMC) типа SiCf/SiC, чтобы достигнуть улучшенных механических свойств. Такой материал обычно изготовлен из двухмерной или трехмерной структуры из волокон карбида кремния (называемых SiCf), которая вносит вклад в упрочнение керамической матрицы SiC, в которую она включена.
Однако для заданной температуры удельная теплопроводность CMC типа SiCf/SiC может значительно уменьшаться после того, как он будет подвергнут облучению.
Во время работы ядерного реактора "He-GFR", подверженного высоким температурам, такие CMC доказали, что являются непригодными для переноса тепловой энергии от оболочки ядерного топлива к газовому теплоносителю.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Соответственно одной из целей данного изобретения является обеспечить оболочку ядерного топлива, полностью или частично изготовленную из композитного материала, которая при облучении и температурах между 800°С и 1200°C способна механически удерживать топливо внутри оболочки, при этом обеспечивая оптимальный перенос сгенерированной тепловой энергии к газовому теплоносителю.
Таким образом, предмет данного изобретения относится к оболочке ядерного топлива, полностью или частично изготовленной из композиционного материала на керамической матрице, включающего карбид кремния SiC, волокна в качестве армирования для матрицы и межфазный слой, предусмотренный между матрицей и волокнами, при этом матрица включает, по меньшей мере, один карбид, выбранный из карбида титана TiC, карбида циркония ZrC или тройного карбида титана-кремния Ti3SiC2.
Как показано ниже, при облучении и температурах между 800°C и 1200°C (предпочтительно между 800°C и 1000°C, или даже равных 800°C) оболочка ядерного топлива по данному изобретению имеет удельную теплопроводность, позволяющую улучшить перенос тепла к теплоносителю, в то же время сохраняя термомеханические (высокая температура плавления) и механические (пониженная хрупкость) свойства, присущие CMC и обеспечивающие оптимальную герметизацию топлива внутри оболочки.
Согласно предпочтительному варианту осуществления композиционный материал на керамической матрице дополнительно включает карбид кремния SiC. Так, например, количество карбида кремния SiC составляет менее 50% (типично от 1% до 50%) по объему матрицы, предпочтительно менее 25% (типично от 1% до 25%), и еще более предпочтительно менее 10% (типично от 1% до 10%). Добавление варьируемых количеств SiC позволяет оптимально адаптировать свойства матрицы (такие как ее удельная теплопроводность) под преобладающие условия. Включение SiC в матрицу также позволяет улучшить ее термомеханическую совместимость с волокнами SiC: например, приведение в соответствие коэффициентов теплового расширения позволяет снижать эффекты относительного расширения между матрицей и волокнами, которые могут приводить к разрушению оболочки ядерного топлива.
В предпочтительном варианте осуществления карбид кремния SiC в матрице составляет между 5% и 15% по объему матрицы (особенно если матрица содержит TiC). Как показано ниже, такая композиция матрицы позволяет достигнуть оптимальной удельной теплопроводности.
Факультативно матрица имеет столбчатую микроструктуру.
Относительно волокон, они могут быть полностью или частично упорядочены. Так, они, как правило, происходят из волоконной предварительной формы, которая чаще всего изготовлена из волокон, которые, вместо того, чтобы находиться в случайном порядке, упорядочены. Так, в частности, волокна могут иметь форму такую, как двумерная ткань (например, плетеные изделия), псевдодвумерная ткань (такая как плетеная материя, которая затем сшита), трехмерная ткань, вязаная ткань или войлоки.
Предпочтительно волокна находятся в форме плетеных изделий или войлоков, когда оболочка ядерного топлива имеет форму трубки или пластины, соответственно.
Относительно их композиции, волокна изготовлены из SiC, так, что они особенно пригодны к ситуации данного изобретения, т.к. SiC имеет отличную устойчивость к нейтронам и нагреву.
Кроме того, между волокнами и матрицей предусмотрен межфазный слой.
Этот слой может быть полностью или частично изготовлен из соединения, включающего несколько наложенных слоев, таким соединением предпочтительно является пироуглерод.
Наложенная природа таких слоев может быть:
- вызвана структурой, присущей соединению (а именно, потому что это соединение от природы имеет этот тип структуры, как в случае пироуглерода, который обязательно составлен из графитовых плоскостей: такую структуру тогда называют пластинчатой), или
- получена посредством способа производства соединения (способ, который может быть, например, импульсным способом CVI, описанным ниже: такую структуру тогда называют структурой многослойного типа).
Межфазный слой может иметь среднюю толщину в диапазоне между 10 нм и 500 нм, предпочтительно между 10 нм и 50 нм, и еще более предпочтительно между 10 нм и 30 нм, в соответствии с чем уменьшение этой толщины чаще всего приводит к улучшению механических свойств.
Пористость композиционного материала, образующего всю или часть оболочки ядерного топлива по данному изобретение, предпочтительно составляет 10% (или даже 5%) по объему или менее, чтобы способствовать высокой удельной теплопроводности.
Дополнительной целью данного изобретения является обеспечение способа производства оболочки ядерного топлива по данному изобретению. Этот способ включает приготовление композиционного материала согласно следующим последовательным этапам:
a) изготовление волокнистой предварительной формы из волокон,
b) нанесение указанного межфазного слоя посредством химической паровой инфильтрации на предварительную форму,
c) нанесение указанной матрицы посредством химической паровой инфильтрации на указанную предварительную форму, покрытую указанным межфазным слоем.
Предварительная форма волокна, как правило, имеет геометрию, близкую к геометрии оболочки ядерного топлива, которая должна быть произведена. Поэтому после того, как осуществлен способ производства по данному изобретению, эта оболочка чаще всего находится в своей окончательной форме или требует максимум нескольких операций перешлифовки.
Предпочтительно, химическую паровую инфильтрацию этапа с) осуществляют, применяя смесь исходных веществ, включающих i) по меньшей мере, одно соединение, выбранное из соединений на основе титана, циркония или кремния, ii) углеводород и iii) водород.
Более предпочтительно эти исходные вещества являются таковыми, что:
- соединение титана является, по меньшей мере, одним соединением, выбранным из TiCl4, TiBr4 или Ti[СН2С(СН3)3]4,
- соединение циркония является, по меньшей мере, одним соединением, выбранным из ZrCl4, ZrBr4 или Zr[СН2С(СН3)3]4,
- соединение кремния является, по меньшей мере, одним соединением, выбранным из SiCl4, SiH2Cl4 или CH3SiCl3,
- углеводород является, по меньшей мере, одним соединением, выбранным из CCl4H2, CH4, С4Н10 или С3Н8.
Предпочтительно, по меньшей мере, одна из химических паровых инфильтраций (а именно, инфильтрация, осуществляемая для изготовления межфазного слоя согласно этапу b) или осуществляемая для нанесения матрицы согласно этапу с)) является импульсного типа.
Другие объекты, особенности и преимущества данного изобретения станут более очевидными из следующего описания, которое дано посредством неограничивающего примера.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР
Фиг.1 показывает изменение удельной теплопроводности керамических материалов на основе TiC как функцию температуры для различных долей SiC.
Фиг.2 показывает изменение удельной теплопроводности при 800°С облученных керамических материалов на основе TiC как функцию доли SiC.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ОТДЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Следующие примеры иллюстрируют ту часть способа производства по данному изобретению, в которой приготавливают композиционный материал на керамической матрице (CMC), предназначенный для введения в композицию оболочки ядерного топлива.
Как обсуждалось выше, применение волоконной предварительной формы, имеющей форму и размеры, близкие или идентичные таковым оболочки ядерного топлива, позволяет получать в конце способа производства по данному изобретению такую оболочку в форме заготовки или даже в ее конечной форме.
За этими примерными вариантами осуществления следует характеристика, до и после облучения, термических свойств керамических материалов (без волокон или межфазового слоя), которые являются типичными представителями приготовленных CMC.
1 - Производство композиционных материалов на керамической матрице (CMC) для введения в композицию оболочки ядерного топлива по данному изобретению
Осуществляют следующие производственные операции, применяя способ, известный специалистам в данной области, а именно способ химической паровой инфильтрации, известный как CVI.
Применяя CVI, карбид может быть сформирован из исходных веществ и затем нанесен на волоконную предварительную форму. Такие исходные вещества обычно доступны в газообразной форме.
Частным случаем CVI является импульсная CVI, такая, как описана, например, в ЕР 0385869 или "Т.М. Besmann, Ceram. Trans., том 58, страницы 1-12, 1995".
В импульсной CVI исходные вещества переносят последовательностью импульсов в реакционный сосуд (например, печь). Для каждого импульса давление исходных веществ внутри печи изменяется со временем согласно следующим трем фазам:
- фаза 1: увеличение давления до рабочего давления (как правило, несколько кПа), чтобы ввести исходные вещества;
- фаза 2: поддерживание рабочего давления (стадия, во время которой наносят карбид);
- фаза 3: снижение давления с целью выгрузки избытка исходных веществ.
1.1 - Производство CMC типа SiCf/TiC
Применяя способ CVI, волоконную предварительную форму, изготовленную из упорядоченных волокон карбида кремния SiC, покрывают межфазным слоем, имеющим среднюю толщину от нескольких десятков до нескольких сотен нанометров, состоящим из пластинчатого соединения, такого как пироуглерод (РуС).
Волоконную предварительную форму затем помещают в печь при 1050°С с нагреваемыми стенками и подвергают действию форвакуума.
После этого, применяя импульсную CVI, изготовляют CMC матрицу посредством нанесения под рабочим давлением 5 кПа карбида титана Т1С посредством парофазной реакции, начинающейся с газообразных исходных веществ TiCl4, CH4 и Н2, изначально содержащихся в сосуде для смеси под давлением 40 кПа.
Для получения как можно более однородного покрытия карбида в зависимости от композиции и микроструктуры предпочтительно ограничивать скорость нанесения работой при низкой температуре (типично в диапазоне между 900°C и 1200°C) и под низким рабочим давлением (типично в диапазоне между 1 кПа и 10 кПа).
Следует отметить, что параметры отличные от температуры и давления, могут также оказывать влияние на однородность карбидного покрытия. В частности, это природа углеводорода, доля углерода и коэффициент разбавления.
Так, например, для нанесения TiC:
- доля углерода mC/Ti, соответствующая соотношению количества атомов углерода к количеству атомов титана в газообразной смеси исходных веществ, хотя она варьируется в зависимости от используемого углеводорода, в общем должна находиться в диапазоне между 1 и 18;
- коэффициент разбавления а, соответствующий соотношению общей концентрации исходных веществ к концентрации TiCl4, выраженный в моль/л (или α=([TiCl4]+[CH4]+[H2])/[TiCl4]), обычно должен находиться в диапазоне между 15 и 100.
Расход газов-носителей, CH4 и, особенно, Н2, и управление температурой кипения TiCl4 позволяют управлять расходом TiCl4 и, таким образом, α коэффициентом разбавления а и долей углерода mC/Ti.
Давление в печи также зависит от этого расхода, а также от времени открытия запорного клапана.
В данном случае параметры нанесения следующие:
- средний расход газов-носителей=30 л/час,
- время открытия запорного клапана (фаза 1)=от 0,2 до 0,3 секунды,
- время выдержки (фаза 2)=от 4 до 5 секунд,
- время откачки (фаза 3)=1 секунда,
- толщина нанесения на импульс=1,5 нм,
- α=50,
- mC/Ti =9,
- скорость нанесения=приблизительно 1 мкм/час.
Так получен CMC типа SiCf/TiC, в котором матрица изготовлена из стехиометрического TiC и имеет столбчатую микроструктуру и среднюю толщину 40 мкм.
1.2 - Производство CMC типа SiCf/ZrC
Рабочие условия, подобные описанным в предыдущем примере, могут быть использованы для приготовления CMC, в котором матрица содержит карбид циркония ZrC. Единственными специфическими параметрами в этом случае являются следующие:
- ZrCl4, С3Н6, газ Н2 и Ar в эквивалентных количествах /1600°С/ mC/Zr=0,5 (скорость нанесения менее 14 мкм/час); или
- ZrBr4, CH4, Н2, Ar / 1000°C-1500°C / 1-10 кПа.
1.3 - Производство CMC типа SiC/TiC-SiC.
В этом случае готовят CMC, в котором матрица имеет смешанную композицию, такую, что она содержит и карбид титана TiC, и карбид кремния SiC.
Импульсная CVI особенно хорошо подходит для производства смешанных матриц вследствие возможности легкого изменения доли TiC к SiC посредством изменения, например, количества импульсов в зависимости от исходных веществ для каждого из этих карбидов. Эта особенность использована для приготовления трех смешанных SiCf/TiC-SiC CMC, в которых матрица имела следующие композиции TiC/SiC в объемных процентах: 90/10, 75/25, 50/50.
Можно рассмотреть несколько режимов нанесения импульсной CVI.
В первом варианте осуществления количество импульсов в каждой из последовательностей нанесения TiC и SiC снижают так, чтобы нанесенный слой не был сплошным.
Условия нанесения TiC те же, что упомянуты в предыдущем примере.
Для нанесения SiC условия также аналогичны таковым нанесения TiC, за исключением следующих параметров:
- газообразные исходные вещества: Н; и MTS (метилтрихлорсилан формулы CH3SiCl3),
- температура от 900°C до 1050°C,
- рабочее давление от 1,5 кПа до 5 кПа,
- αSiC (PH2/PMTS) от 1/4 до 5 (от 1/4 до 1/2 видно образование остаточного углерода, и выше 3 больше нет остаточного углерода. Однако скорость нанесения возрастает при увеличении αsic).
Следует отметить, что скорость нанесения слоя SiC пропорциональна показанным значениям температуры и давления.
В данном случае параметрами, эффективно используемыми для нанесения SiC, являются следующие:
- температура = 1050°C,
- рабочее давление=4 кПа,
- αsic (PH2/PMTS) = 0,5,
- средняя толщина нанесения на импульс = 3 нм,
- скорость нанесения = приблизительно от 0,3 до 1 мкм/час.
Структура последовательности импульсов следующая: 2 импульса для нанесения TiC, после чего один импульс для нанесения SiC.
Полученная смешанная матрица изготовлена из стехиометрических SiC и TiC и имеет среднюю толщину 40 мкм.
Во втором варианте осуществления производятся последовательные нанесения нанослоев, а именно нанесения, в которых слои с различными характеристиками, имеющие среднюю толщину от 10 до 100 нм, наносят последовательно. С этой целью последовательно производят импульсы исходных веществ, отдельно предназначенных либо для TiC, либо для SiC (например, 40 импульсов для SiC и 80 импульсов для TiC, или 20 импульсов для SiC и 40 импульсов для TiC).
В третьем варианте осуществления исходные вещества для SiC и TiC вводят вместе. Как правило, исходные вещества и рабочие условия в этом случае выбирают из следующих:
- TiCl4, SiCl4, CCl4H2/950°-1150°C/100 кПа,
- TiCl4, SiCl4, C3H8, Н2/950°-1150°C/4-40 кПа,
- TiCl4, SiCl4, CH4, H2/950°-1150°C/7 кПа,
- TiCl4, SiH2Cl4, С4Н10, Н2/ 950°-1150°C/100 кПа,
- TiCl4, CH3SiCl3, H2/ 950°-1150°C/1 кПа-100 кПа,
- TiCl4, SiCl4, C3H8, H2 / 950°-1150°C/100 кПа.
2 - Термические свойства композиционных материалов на керамической матрице (CMC), содержащих TiC
Керамические материалы (без волокон и межфазного слоя) с той же композицией, что и матрица из четырех CMC на основе TiC, изготовленных ранее, производят спеканием под давлением.
Четыре керамических материала имеют следующую композицию TiC/SiC в объемных процентах: 100/0, 90/10, 75/25, 50/50.
Эти керамические материалы позволяют определять относительные удельные теплопроводности четырех изготовленных ранее CMC на основе TiC, так как даже несмотря на то, что абсолютное значение их удельных теплопроводностей отличается от такового соответствующих CMC, их относительные значения сравнимыми. Другими словами, поведения удельной теплопроводности этих керамических материалов по отношению друг к другу похожи и указывают на поведения четырех ранее приготовленных CMC.
На практике измеряют температуропроводность керамических материалов при различных температурах.
Если даны плотность и массовая теплоемкость (обозначенная Ср) этих керамических материалов, то удельную теплопроводность вычисляют по формуле k=α·ρ·Cp, где:
- k - это удельная теплопроводность (Вт·м-1K-1),
- α - это температуропроводность (м2·с-1),
- ρ - это плотность (кг·м-3),
- Cp - это удельная теплоемкость (Дж·кг-1·К-1).
Формулы Cp(Т) для TiC и SiC являются следующими:
(с Т в K)
Ср=0,7415+0,00114T-1,57655×10-6T2+1,14714×10-10T3+7,05467×10-13T4
(с Т в K).
Если керамический материал имеет смешанную композицию (например, 75% TiC + 25% SiC), его массовая теплоемкость является средневзвешенным массовых теплоемкостей каждого из карбидов.
После вычисления получают изменение удельной теплопроводности (кривые тренда) в зависимости от температуры, как изображено, например, на Фиг.1.
Из Фиг.1 можно сделать вывод, что добавление возрастающего количества карбида титана TiC в матрицу из необлученного CMC типа SiCf/TiC-SiC позволяет удельной теплопроводности такого CMC возрастать, несмотря на повышение температуры, в частности для температур в диапазоне между 800°С и 1200°С и для содержания TiC более 50%.
Следующие измерения удельной теплопроводности подтвердили такое поведение керамического материала после облучения.
Эти измерения были осуществлены согласно тем же процедурам на пяти облученных керамических материалах, а именно четырех предыдущих керамических материалах и одном керамическом материале, изготовленном из 100% SiC (то есть, на керамических материалах, имеющих следующие объемные композиции TiC/SiC: 100/0, 90/10, 75/25, 50/50, 0/100).
Облучение состояло в моделировании потока нейтронов посредством внедрения ионов Kr, имеющих энергию 74 МэВ, так, чтобы достигнуть дозы облучения 1 dpa (замещение на атом), с целью создать две зоны повреждения, а именно, одну для ядерных взаимодействий (что моделирует повреждение нейтроном) и одну для электронных взаимодействий. Удельную теплопроводность измеряли при 800°C в области ядерных взаимодействий.
Результаты обобщены на Фиг.2. Они показывают, что удельная теплопроводность при 800°C облученных керамических материалов, содержащих TiC и SiC, улучшается, если увеличивается доля TiC. Обнаружено, что керамический материал, имеющий объемную композицию 90% TiC + 10% SiC (типично, материал, включающий 95%-85% TiC, при этом остаток - это SiC, по объему) имеет оптимальную удельную теплопроводность.
Дополнительные результаты также показали, что после облучения ионами Au (4 МэВ, 8 dpa) удельная теплопроводность при 800°C керамического материала, изготовленного из TiC, больше, чем керамического материала, изготовленного из SiC.
Таким образом, оказывается, что для производства оболочки ядерного топлива применение композиционного материала на керамической матрице, содержащего волокна SiC, межфазовый слой и матрицу, включающую, по меньшей мере, один карбид, выбранный из карбида титана TiC, карбида циркония ZrC или тройного карбида кремния-титана Ti3SiC2, позволяет улучшить удельную теплопроводность указанной оболочки под воздействием облучения при температурах, как правило, находящихся в диапазоне между 800°C и 1200°C.
Во время работы реактора "He-GFR" оболочка ядерного топлива по данному изобретению соответственно может, таким образом, механически удерживать ядерное топливо и обеспечивать перенос тепла к газовому теплоносителю более эффективно, чем в случае оболочки, изготовленной из CMC типа SiCf/SiC.
Claims (15)
1. Оболочка ядерного топлива, полностью или частично изготовленная из композиционного материала на керамической матрице, включающего карбид кремния SiC, волокна в качестве армирования для указанной матрицы и межфазовый слой, предусмотренный между указанной матрицей и указанными волокнами, при этом указанная матрица содержит, по меньшей мере, один карбид, выбранный из карбида титана TiC, карбида циркония ZrC или тройного карбида титана-кремния Ti3SiC2.
2. Оболочка ядерного топлива по п.1, где указанная матрица дополнительно содержит карбид кремния SiC.
3. Оболочка ядерного топлива по п.2, где указанный карбид кремния SiC составляет менее 25% от объема указанной матрицы.
4. Оболочка ядерного топлива по п.3, где указазнный карбид кремния SiC составляет менее 10% от объема указанной матрицы.
5. Оболочка ядерного топлива по п.3, где указанный карбид кремния SiC составляет между 5 и 15% от объема указанной матрицы.
6. Оболочка ядерного топлива по п.1, где указанная матрица имеет столбчатую микроструктуру.
7. Оболочка ядерного топлива по п.1, где указанные волокна полностью или частично упорядочены.
8. Оболочка ядерного топлива по п.1, где указанный межфазовый слой полностью или частично состоит из соединения, содержащего несколько наложенных слоев.
9. Оболочка ядерного топлива по п.1, где указанный межфазовый слой имеет среднюю толщину между 10 и 500 нм.
10. Оболочка ядерного топлива по п.1, где указанный композиционный материал имеет пористость 10 об.% или менее.
11. Способ производства оболочки ядерного топлива по любому из пп.1-10, включающий приготовление указанного композиционного материала согласно следующим последовательным этапам:
a) изготавливают волоконную предварительную форму из указанных волокон,
b) наносят указанный межфазовый слой посредством химической паровой инфильтрации на указанную предварительную форму,
c) наносят указанную матрицу посредством химической паровой инфильтрации на указанную предварительную форму, покрытую указанным межфазовым слоем.
a) изготавливают волоконную предварительную форму из указанных волокон,
b) наносят указанный межфазовый слой посредством химической паровой инфильтрации на указанную предварительную форму,
c) наносят указанную матрицу посредством химической паровой инфильтрации на указанную предварительную форму, покрытую указанным межфазовым слоем.
12. Способ производства по п.11, где указанную химическую паровую инфильтрацию этапа c) осуществляют, применяя смесь исходных веществ, содержащую
i) по меньшей мере, одно соединение, выбранное из соединения на основе титана, циркония или кремния,
ii) углеводород и
iii) водород.
i) по меньшей мере, одно соединение, выбранное из соединения на основе титана, циркония или кремния,
ii) углеводород и
iii) водород.
13. Способ производства по п.12, где:
- указанное соединение титана является, по меньшей мере, одним соединением, выбранным из TiCl4, TiBr4 или Ti[СН2С(СН3)3]4,
- указанное соединение циркония является, по меньшей мере, одним соединением, выбранным из ZrCl4, ZrBr4 или Zr[СН2С(СН3)3]4,
- указанное соединение кремния является, по меньшей мере, одним соединением, выбранным из SiCl4, SiH2Cl4 или CH3SiCl3.
- указанное соединение титана является, по меньшей мере, одним соединением, выбранным из TiCl4, TiBr4 или Ti[СН2С(СН3)3]4,
- указанное соединение циркония является, по меньшей мере, одним соединением, выбранным из ZrCl4, ZrBr4 или Zr[СН2С(СН3)3]4,
- указанное соединение кремния является, по меньшей мере, одним соединением, выбранным из SiCl4, SiH2Cl4 или CH3SiCl3.
14. Способ производства по п.12, где указанный углеводород является, по меньшей мере, одним соединением, выбранным из CCl4H2, СН4, С4Н10 или С3Н8.
15. Способ производства по п.11, где, по меньшей мере, одна из химических паровых инфильтраций является инфильтрацией импульсного типа.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR08/05127 | 2008-09-18 | ||
FR0805127A FR2936088B1 (fr) | 2008-09-18 | 2008-09-18 | Gaine de combustible nucleaire a haute conductivite thermique et son procede de fabrication. |
PCT/FR2009/001105 WO2010031925A2 (fr) | 2008-09-18 | 2009-09-18 | Gaine de combustible nucleaibe a haute conductivite thermique et son procede de fabrication |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011112480A RU2011112480A (ru) | 2012-10-10 |
RU2504030C2 true RU2504030C2 (ru) | 2014-01-10 |
Family
ID=40679541
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011112480/07A RU2504030C2 (ru) | 2008-09-18 | 2009-09-18 | Оболочка ядерного топлива с высокой удельной теплопроводностью и способ ее производства |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9031184B2 (ru) |
EP (1) | EP2335250B1 (ru) |
JP (1) | JP5318214B2 (ru) |
KR (1) | KR20110056417A (ru) |
CN (1) | CN102203879B (ru) |
AT (1) | ATE544158T1 (ru) |
FR (1) | FR2936088B1 (ru) |
PL (1) | PL2335250T3 (ru) |
RU (1) | RU2504030C2 (ru) |
WO (1) | WO2010031925A2 (ru) |
ZA (1) | ZA201102878B (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11976354B2 (en) | 2020-11-10 | 2024-05-07 | Bochvari High-Tech. Res. Inst. For Inorg. Materials | Method for producing ceramic multilayered tube used as cladding for fuel element in nuclear power plant |
Families Citing this family (41)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012129677A1 (en) * | 2011-03-28 | 2012-10-04 | Torxx Group Inc. | Ceramic encapsulations for nuclear materials and systems and methods of production and use |
FR2978697B1 (fr) | 2011-08-01 | 2014-05-16 | Commissariat Energie Atomique | Tube multicouche ameliore en materiau composite a matrice ceramique, gaine de combustible nucleaire en resultant et procedes de fabrication associes |
CN104204315B (zh) | 2012-01-20 | 2019-03-15 | 自由形态纤维有限公司 | 高强度陶瓷纤维及其制造方法 |
CN103295652B (zh) * | 2012-02-24 | 2017-02-08 | 上海核工程研究设计院 | 采用陶瓷包壳金属芯块的核燃料棒 |
CN103578575B (zh) * | 2012-07-25 | 2016-08-31 | 李正蔚 | 球形燃料反应堆 |
US8971476B2 (en) | 2012-11-07 | 2015-03-03 | Westinghouse Electric Company Llc | Deposition of integrated protective material into zirconium cladding for nuclear reactors by high-velocity thermal application |
CN103044054A (zh) * | 2012-12-11 | 2013-04-17 | 中南大学 | 一种锆钛碳化物改性抗烧蚀炭/炭复合材料及其制备方法 |
WO2014150777A2 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Rolls-Royce Corporation | Sic based ceramic matrix composites with layered matrices and methods for producing sic based ceramic matrix composites with layered matrices |
US10020078B2 (en) | 2013-04-10 | 2018-07-10 | Framatome Inc. | Composite fuel rod cladding |
CN104628395B (zh) * | 2013-11-07 | 2017-09-26 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种核燃料包壳元件的制备方法 |
CN104637551B (zh) * | 2013-11-07 | 2017-10-03 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | Ti3SiC2基陶瓷材料作为耐熔融氟盐腐蚀材料的应用 |
EP2905271A1 (en) * | 2014-02-11 | 2015-08-12 | Alstom Technology Ltd | Ceramic matrix composite for high temperature application containing ceramic fibers coated with a MAX phase |
JP6352711B2 (ja) | 2014-07-22 | 2018-07-04 | 株式会社東芝 | チャンネルボックス及びチャンネルボックスの製造方法 |
RU2578680C1 (ru) * | 2015-02-12 | 2016-03-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Микротвэл ядерного реактора |
CA2939288A1 (en) * | 2015-08-28 | 2017-02-28 | Rolls-Royce High Temperature Composites, Inc. | Ceramic matrix composite including silicon carbide fibers in a ceramic matrix comprising a max phase compound |
CN105537578A (zh) * | 2015-12-21 | 2016-05-04 | 无锡科莱欣机电制造有限公司 | 一种用于真空干燥机的金属复合材料 |
CN105504806A (zh) * | 2015-12-21 | 2016-04-20 | 无锡科莱欣机电制造有限公司 | 一种用于冷冻干燥机的金属复合材料 |
US9997406B2 (en) | 2016-02-04 | 2018-06-12 | International Business Machines Corporation | Columnar interconnects and method of making them |
US10872701B2 (en) * | 2016-06-10 | 2020-12-22 | Westinghouse Electric Company Llc | Zirconium-coated silicon carbide fuel cladding for accident tolerant fuel application |
CN105925872B (zh) * | 2016-06-21 | 2017-08-25 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种碳化硅作为增强相的金属基复合材料及其制备方法 |
US9748173B1 (en) | 2016-07-06 | 2017-08-29 | International Business Machines Corporation | Hybrid interconnects and method of forming the same |
US9875966B1 (en) | 2016-08-01 | 2018-01-23 | International Business Machines Corporation | Method and structure of forming low resistance interconnects |
US9793156B1 (en) | 2016-09-12 | 2017-10-17 | International Business Machines Corporation | Self-aligned low resistance metallic interconnect structures |
EP3548451A4 (en) | 2016-11-29 | 2020-06-17 | Free Form Fibers LLC | FIBER WITH ELEMENTAL ADDITIVES AND METHOD FOR THE PRODUCTION |
CN106747453B (zh) * | 2016-12-07 | 2020-02-21 | 中核北方核燃料元件有限公司 | 一种SiC复合纤维缠绕包壳的高温裂解处理方法 |
WO2019005525A1 (en) | 2017-06-26 | 2019-01-03 | Free Form Fibers, Llc | HIGH-TEMPERATURE VITRO CERAMIC MATRIX WITH INCORPORATED FIBER REINFORCEMENT FIBERS |
US11362256B2 (en) | 2017-06-27 | 2022-06-14 | Free Form Fibers, Llc | Functional high-performance fiber structure |
EP3438990B1 (en) * | 2017-07-31 | 2021-09-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of repairing fuel assembly, method of producing fuel assembly, and fuel assembly |
US10224242B1 (en) | 2017-11-14 | 2019-03-05 | International Business Machines Corporation | Low-resistivity metallic interconnect structures |
CN110164573B (zh) * | 2018-02-13 | 2023-12-12 | 韩国原子力研究院 | 导热率提高的核燃料粒料及其制备方法 |
US10600686B2 (en) | 2018-06-08 | 2020-03-24 | International Business Machines Corporation | Controlling grain boundaries in high aspect-ratio conductive regions |
US11404175B2 (en) * | 2018-07-16 | 2022-08-02 | Westinghouse Electric Company Llc | Silicon carbide reinforced zirconium based cladding |
KR102567434B1 (ko) * | 2018-11-20 | 2023-08-16 | 유티-배텔, 엘엘씨 | 내화 매트릭스 재료를 이용한 복잡한 물체의 적층 제조 |
CN109467450B (zh) * | 2018-12-13 | 2021-09-24 | 湖南泽睿新材料有限公司 | 一种含Ti3SiC2界面层的SiCf/SiC复合材料的制备方法 |
US12006605B2 (en) | 2019-09-25 | 2024-06-11 | Free Form Fibers, Llc | Non-woven micro-trellis fabrics and composite or hybrid-composite materials reinforced therewith |
CN110903091B (zh) * | 2019-12-06 | 2021-12-07 | 燕山大学 | 一种SiC-Ti3SiC2复合材料及其制备方法 |
CN111623957B (zh) * | 2020-05-11 | 2022-03-25 | 中国科学院光电技术研究所 | 一种用于x射线聚焦镜拼接干涉检测的点云配准拼接方法 |
CN111704475B (zh) * | 2020-07-08 | 2022-05-06 | 山东合创明业精细陶瓷有限公司 | 短切碳化硅纤维增强ZrC多层包壳材料及其制备方法 |
US11761085B2 (en) | 2020-08-31 | 2023-09-19 | Free Form Fibers, Llc | Composite tape with LCVD-formed additive material in constituent layer(s) |
CN112876257B (zh) * | 2021-01-27 | 2022-05-17 | 中国核动力研究设计院 | 一种SiCf/SiC复合材料两层复合包壳管及其制备方法 |
CN115650751B (zh) * | 2022-10-13 | 2023-10-31 | 广东核电合营有限公司 | 纤维强韧化的碳化硅包壳及其制备方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03108692A (ja) * | 1989-09-22 | 1991-05-08 | Nuclear Fuel Ind Ltd | 被覆燃料粒子 |
US6190725B1 (en) * | 1997-12-02 | 2001-02-20 | Korea Atomic Energy Research Institute | Coating method for the preparation of coated nuclear fuels with carbides borides or nitrides by using high temperature and high pressure combustion synthesis |
US20060039524A1 (en) * | 2004-06-07 | 2006-02-23 | Herbert Feinroth | Multi-layered ceramic tube for fuel containment barrier and other applications in nuclear and fossil power plants |
RU2333553C1 (ru) * | 2007-03-23 | 2008-09-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "Луч" | Микротвэл ядерного реактора |
Family Cites Families (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07106943B2 (ja) * | 1987-05-08 | 1995-11-15 | 松下電器産業株式会社 | 強靭性焼結体の製造方法 |
US5254397A (en) * | 1989-12-27 | 1993-10-19 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Carbon fiber-reinforced composite material having a gradient carbide coating |
US5122509A (en) * | 1990-04-30 | 1992-06-16 | Advanced Technology Materials, Inc. | High temperature superconductor/diamond composite article, and method of making the same |
FR2668480B1 (fr) * | 1990-10-26 | 1993-10-08 | Propulsion Ste Europeenne | Procede pour la protection anti-oxydation d'un materiau composite contenant du carbone, et materiau ainsi protege. |
JPH04243971A (ja) * | 1991-01-25 | 1992-09-01 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 被覆繊維強化傾斜機能材料 |
JP3031730B2 (ja) * | 1991-03-25 | 2000-04-10 | 本田技研工業株式会社 | セラミックス成形体およびセラミックス成形体の製造方法 |
JP3034084B2 (ja) * | 1991-08-12 | 2000-04-17 | 川崎重工業株式会社 | 耐酸化性炭素繊維強化炭素複合材料及びその製造方法 |
JPH07209464A (ja) * | 1994-01-19 | 1995-08-11 | Nuclear Fuel Ind Ltd | 軽水炉用核燃料 |
US6733907B2 (en) * | 1998-03-27 | 2004-05-11 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Hybrid ceramic material composed of insulating and structural ceramic layers |
JP2002080280A (ja) * | 2000-06-23 | 2002-03-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 高熱伝導性複合材料及びその製造方法 |
US6783824B2 (en) * | 2001-01-25 | 2004-08-31 | Hyper-Therm High-Temperature Composites, Inc. | Actively-cooled fiber-reinforced ceramic matrix composite rocket propulsion thrust chamber and method of producing the same |
CN101019193A (zh) * | 2004-06-07 | 2007-08-15 | 西屋电气有限责任公司 | 在核和化石发电厂中用于燃料安全壳屏蔽和其它应用的多层陶瓷管 |
US7899146B1 (en) * | 2004-06-29 | 2011-03-01 | Sandia Corporation | Porous nuclear fuel element for high-temperature gas-cooled nuclear reactors |
JP2006078401A (ja) * | 2004-09-10 | 2006-03-23 | Nuclear Fuel Ind Ltd | 高温ガス炉用ペブルベット型核燃料とその製造方法 |
US20060227924A1 (en) * | 2005-04-08 | 2006-10-12 | Westinghouse Electric Company Llc | High heat flux rate nuclear fuel cladding and other nuclear reactor components |
FR2889765B1 (fr) * | 2005-08-10 | 2011-06-24 | Commissariat Energie Atomique | Element combustible de type plaque macrostructuree |
JP2007121128A (ja) * | 2005-10-28 | 2007-05-17 | Nuclear Fuel Ind Ltd | ガドリニウム含有重ウラン酸アンモニウム粒子およびその製造方法、並びに高温ガス炉燃料用の燃料核、高温ガス炉用の被覆粒子および高温ガス炉用燃料。 |
US7700202B2 (en) * | 2006-02-16 | 2010-04-20 | Alliant Techsystems Inc. | Precursor formulation of a silicon carbide material |
US8409491B1 (en) * | 2007-09-28 | 2013-04-02 | The United States of America as represented by the Administrator of the National Aeronautics & Space Administration (NASA) | In-situ formation of reinforcement phases in ultra high temperature ceramic composites |
JP2009210266A (ja) * | 2008-02-29 | 2009-09-17 | Ibiden Co Ltd | 管状体 |
-
2008
- 2008-09-18 FR FR0805127A patent/FR2936088B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2009
- 2009-09-18 AT AT09740177T patent/ATE544158T1/de active
- 2009-09-18 CN CN200980136879.XA patent/CN102203879B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2009-09-18 KR KR1020117008696A patent/KR20110056417A/ko not_active Application Discontinuation
- 2009-09-18 JP JP2011527369A patent/JP5318214B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2009-09-18 WO PCT/FR2009/001105 patent/WO2010031925A2/fr active Application Filing
- 2009-09-18 US US13/119,469 patent/US9031184B2/en active Active
- 2009-09-18 EP EP09740177A patent/EP2335250B1/fr active Active
- 2009-09-18 RU RU2011112480/07A patent/RU2504030C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2009-09-18 PL PL09740177T patent/PL2335250T3/pl unknown
-
2011
- 2011-04-18 ZA ZA2011/02878A patent/ZA201102878B/en unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03108692A (ja) * | 1989-09-22 | 1991-05-08 | Nuclear Fuel Ind Ltd | 被覆燃料粒子 |
US6190725B1 (en) * | 1997-12-02 | 2001-02-20 | Korea Atomic Energy Research Institute | Coating method for the preparation of coated nuclear fuels with carbides borides or nitrides by using high temperature and high pressure combustion synthesis |
US20060039524A1 (en) * | 2004-06-07 | 2006-02-23 | Herbert Feinroth | Multi-layered ceramic tube for fuel containment barrier and other applications in nuclear and fossil power plants |
RU2333553C1 (ru) * | 2007-03-23 | 2008-09-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "Луч" | Микротвэл ядерного реактора |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КУРБАКОВ С.Д. Формирование многофункциональных барьеров для повышения радиационно-химической стабильности защитных покрытий микротвэлов ВТГР // Атомная энергия. - 2009, т.106, вып.6, с.303-314. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11976354B2 (en) | 2020-11-10 | 2024-05-07 | Bochvari High-Tech. Res. Inst. For Inorg. Materials | Method for producing ceramic multilayered tube used as cladding for fuel element in nuclear power plant |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ATE544158T1 (de) | 2012-02-15 |
US9031184B2 (en) | 2015-05-12 |
RU2011112480A (ru) | 2012-10-10 |
EP2335250A2 (fr) | 2011-06-22 |
US20110170653A1 (en) | 2011-07-14 |
EP2335250B1 (fr) | 2012-02-01 |
JP2012503193A (ja) | 2012-02-02 |
WO2010031925A2 (fr) | 2010-03-25 |
FR2936088B1 (fr) | 2011-01-07 |
WO2010031925A3 (fr) | 2010-07-01 |
CN102203879B (zh) | 2015-07-01 |
JP5318214B2 (ja) | 2013-10-16 |
ZA201102878B (en) | 2011-12-28 |
FR2936088A1 (fr) | 2010-03-19 |
KR20110056417A (ko) | 2011-05-27 |
PL2335250T3 (pl) | 2012-07-31 |
CN102203879A (zh) | 2011-09-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2504030C2 (ru) | Оболочка ядерного топлива с высокой удельной теплопроводностью и способ ее производства | |
WO2021027469A1 (zh) | 一种SiCf/SiC复合材料火焰筒及其自动化制备方法 | |
Naslain | Design, preparation and properties of non-oxide CMCs for application in engines and nuclear reactors: an overview | |
Naslain et al. | Single‐and multilayered interphases in SiC/SiC composites exposed to severe environmental conditions: an overview | |
US9611180B2 (en) | Method for manufacturing a part made of CMC | |
Fitzgerald et al. | Review of SiCf/SiCm corrosion, erosion and erosion-corrosion in high temperature helium relevant to GFR conditions | |
RU2668431C2 (ru) | Способ получения деталей из композитного материала путем пропитки композицией с низкой температурой плавления | |
JPH0570289A (ja) | 耐食性の耐火性複合材料の製造方法 | |
Luan et al. | Wet oxidation behavior of SiC/(SiC‐SiBCN) x composites prepared by CVI combined with PIOP process | |
NO342062B1 (no) | Fremgangsmåte for fremstilling av en del laget av ugjennomtrengelig termostrukturell komposittmateriale. | |
CN109912313A (zh) | 一种新型多元单相超高温陶瓷改性碳/碳复合材料及其制备方法 | |
CA3130500C (en) | Modified polymer derived ceramics for additive manufacturing, additive manufacturing using same, and ceramic bodies manufactured thereby | |
Wang et al. | Oxidation and ablation resistant properties of pack-siliconized Si-C protective coating for carbon/carbon composites | |
Luan et al. | Oxidation behavior of C/SiC-SiBCN composites at high temperature | |
Lyu et al. | Microstructural regulation, oxidation resistance, and mechanical properties of C f/SiC/SiHfBOC composites prepared by chemical vapor infiltration with precursor infiltration pyrolysis | |
Zhou et al. | Microstructure and mechanical properties of Si3N4f/Si3N4 composites with different coatings | |
CN109415269A (zh) | 一种由陶瓷基质复合材料制造部件的方法 | |
Yan et al. | Mechanical properties and microstructure of Cf/ZrC-SiC and Cf/SiC composites produced by precursor infiltration and pyrolysis combined with gaseous silicon infiltration | |
Zhong et al. | Ablation behavior of the ZrC coating on C/C composite with the construction of thermal dispersal network | |
Wu et al. | Oxidation behavior of 3D Hi-Nicalon/SiC composite exposed in wet and simulated air environments | |
RU2738718C2 (ru) | Способ химической инфильтрации или осаждения из паровой фазы | |
US11802089B2 (en) | Method for manufacturing a part made of a composite material | |
Qiu et al. | High-temperature oxidation resistance behavior and mechanism of HfSiO4-modified C/SiC composites | |
Wu et al. | Recent advances in interphase engineering for improved behavior of SiCf/SiC composites | |
Naslain | Processing of non-oxide ceramic matrix composites: an overview |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160919 |