IDR法二氧化铀粉末制备芯块工艺中添加U<,R>O<,X>粉末对压烧性能的影响规律

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UO2芯块外表质量对芯块堆内的安全运行影响很大。在陶瓷UO2芯块制造中可能会出现各种外表缺陷,一般通过控制制造工艺确保芯块外表符合技术要求。本文针对IDR(The Integrated Dry Route)工艺所得UO2粉末在制造芯块时成型性较差、易出现外表缺陷的问题,通过添加U3O8、UROX粉末,改善颗粒间的接触,调节了生坯和烧结块的平均密度,提高了芯块的耐磨强度,制造出了具有良好化学物理性能和外表质量的燃料芯块,符合技术条件07JTT1007的要求。使用的U3O8粉末是利用生产过程中产生的UO2废芯块和磨削过程中产生的UO2磨削渣,经过氧化得到。对UO2粉末氧化制备UROX粉末的氧化温度、氧化时间等工艺条件进行了研究,考察了UO2粉末氧化工艺条件对UROX粉末O/U比、比表面积等性能的影响。将这些UROX粉末添加到UO2粉末中进行压制实验,通过考察其对生坯耐磨性的影响,确定了最佳的氧化工艺条件为:氧化温度350℃,氧化时间5小时。在固定U3O8粉末添加比例的前提下,考察了UROX粉末添加量对生坯密度、耐磨性以及烧结密度的影响,确定了UROX粉末最适宜的添加比例。添加U3O8、UROX粉末,改善了UO2粉末的压制性能,其原因可能是改变了粉体的粒度分布,使得生坯块内密度分布均匀,从而减小了脱模后的弹性后效。试验以及批量生产的统计表明,通过在IDR工艺UO2粉末中适当添加U3O8和(或)UROX粉末,所得的UO2芯块外表质量满足技术条件07JTT1007要求,表面大裂纹、掉盖等缺陷不再出现,成品率有所提高,基本解决了因外表缺陷导致产品成批报废的问题。
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