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UN-U_(3)Si_(2)复合芯块放电等离子体烧结制备工艺与性能表征研究
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作者 孙启明 姬鹏波 +3 位作者 王纪钧 曹军文 李昱 李宗书 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第S2期340-347,共8页
为进一步提升核燃料的安全性和可靠性,本文以UN-U_(3)Si_(2)复合芯块为研究对象,采用放电等离子体烧结技术,结合微观形貌观察、化学成分测试、热物理和力学性能测量等表征方法开展系统研究。通过正交试验研究了烧结温度、保温时间、烧... 为进一步提升核燃料的安全性和可靠性,本文以UN-U_(3)Si_(2)复合芯块为研究对象,采用放电等离子体烧结技术,结合微观形貌观察、化学成分测试、热物理和力学性能测量等表征方法开展系统研究。通过正交试验研究了烧结温度、保温时间、烧结压力对复合芯块致密度的影响,通过UN和U_(3)Si_(2)粉末不同粒径之间的组合,研究粉末粒径对复合芯块致密度的影响,通过调整混合比例,研究不同U_(3)Si_(2)含量对复合芯块的热导率、硬度和抗压强度等性能的影响。结果表明,UN-20%U_(3)Si_(2)复合芯块最佳烧结参数为:烧结温度1650℃、保温时间30 min、烧结压力50 MPa,制备得到的复合芯块密度为13.60 g/cm^(3),相对密度为98.30%,3种因素对复合芯块密度影响的显著程度为烧结温度>烧结压力>保温时间。细UN-粗U3Si2制备的UN-20%U_(3)Si_(2)复合芯块的密度最大,为13.60 g/cm^(3),相对密度为98.31%。UN-20%U_(3)Si_(2)的复合芯块综合性能最优,热导率达到29.0 W/(m·K)@900℃,热膨胀系数达到8.90×10^(-6)K^(-1)@600℃,硬度为637 HV1,抗压强度为331.0 MPa。本文的试验结果能够为后续UN-U_(3)Si_(2)复合芯块的研究和应用提供一定的基础。 展开更多
关键词 UN-U_(3)Si_(2)复合芯块 放电等离子体烧结 热物理性能 力学性能
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