模拟核芯FCM燃料的振荡烧结行为研究

作     者：何宗倍 陈放 刘佃光 李统业 曾强 HE Zongbei;CHEN Fang;LIU Dianguang;LI Tongye;ZENG Qiang

作者机构：中国核动力研究设计院核燃料元件及材料研究所成都610213 西南交通大学材料科学与工程学院成都610031 

基　　金：装备预研重点实验室基金项目(6142A06200108) 中核集团基础研究项目(CNNC-JCYJ-202218) 

出 版 物：《无机材料学报》 (Journal of Inorganic Materials)

年 卷 期：2024年第39卷第5期

页      码：501-508页

摘      要：全陶瓷微封装弥散(FCM)燃料以其较好的固有安全性而成为核能领域研究的重点。针对SiC基体难以烧结的问题,本研究利用振荡烧结具有加速传质和降低烧结温度的优势,开展了模拟核芯FCM燃料振荡烧结行为研究,重点考察了振荡烧结温度、振荡时间与振荡压力等参数对基体致密化行为的影响,并与热压烧结结果进行了对比。结果表明,振荡烧结温度、保温时间以及中值压力对基体致密化有重要影响,而振荡压力的振幅对基体致密化影响不大。相比于热压烧结,振荡烧结可以提高材料的致密度,振荡烧结试样的致密度更高,1850℃振荡烧结试样的致密度为99.99%;振荡烧结试样的晶粒尺寸更小,1850℃振荡烧结试样的晶粒尺寸为(284±4)nm,比同等温度下热压烧结试样的晶粒尺寸减小~27%;振荡烧结试样的硬度更高,1850℃振荡烧结试样的硬度为(26.7±0.4)GPa。借助改进的热压烧结本构方程,计算得到试样在致密度为90%时的应力指数n=1,活化能Q=430 kJ/mol,致密化的主导机制为晶界扩散协调的晶界滑移。

主 题 词：FCM燃料 SiC基体 振荡烧结 致密化机理 

学科分类：08[工学] 0805[工学-能源动力学] 082701[082701] 0827[工学-食品科学与工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.15541/jim20230492

馆 藏 号：203126110...