[发明专利]一种具有火花等离子体烧结的端塞的SiC基体燃料包壳管

权利要求书

1.提供加端帽的管状陶瓷复合体从而将管密闭地密封于至少一个端帽的方法，包括：

(1)提供具有管壁和圆周轴的管状陶瓷复合体(40，12)以及至少一种端塞(14)材料；

(2)将至少一种端塞(14)材料施加于管状陶瓷组合物的至少一端，该端塞具有外侧和内侧；

(3)将至少一个初级电极(22)施加于至少一个端塞(14)的外侧；

(4)任选将至少一个次级电极(24)施加于管状陶瓷复合体(40，12)的外侧(20)；

(5)将电流施加于电极，使用火花等离子体烧结装置(50)以在管状陶瓷复合体(40，12)和端塞(14)之间的接头中提供200-1500℃/min快速升温，其中在端塞与管端的接头处的接头温度为环境温度至2500℃，其中施加电流0.01-6分钟。

2.权利要求1的方法，其中端塞(14)由选自陶瓷、碳化物、氮化物、金属和金属合金的材料制成。

3.权利要求1的方法，其中端塞(14)基于SiC。

4.权利要求1的方法，其中在步骤(1)之后，将管状陶瓷复合体和端塞(14)的接头端进行抛光。

5.权利要求1的方法，其中在步骤(4)中不施加次级电极(24)。

6.权利要求1的方法，其中在步骤(4)中施加次级电极(24)。

7.权利要求1至6中任一项的方法，其中在步骤(5)中，将电流施加于电极以在管状陶瓷复合体(40，12)和端塞(14)之间的接头中提供200-1000℃/min的快速升温。

8.权利要求1至6中任一项的方法，其中在步骤(5)中，将电流施加于电极以在管状陶瓷复合体(40，12)和端塞(14)之间的接头中提供1000℃/min的快速升温。

9.提供加端帽的管状陶瓷复合体从而将管密闭地密封于至少一个端帽的方法，包括：

(1)提供具有管壁和圆周轴的管状陶瓷复合体(40，12)以及至少一种端塞(14)材料；

(2)将至少一种陶瓷端塞(14)组合物或陶瓷前体组合物材料施加于管状陶瓷组合物的至少一端，该端塞具有外侧和内侧；

(3)将至少一个初级电极(22)施加于至少一个端塞(14)的外侧；

(4)任选将至少一个次级电极(24)施加于管状陶瓷复合体的外侧(20)；

(5)将电流施加于电极，使用火花等离子体烧结装置(50)(SPS)以在管状陶瓷复合体(40，12)和端塞(14)之间的间隙中提供200-1500℃/min的速率的快速升温，其中在端塞与管端的管接头处的接头温度为环境温度至2500℃，在0.001MPa至50MPa的压力下施加5－60分钟从而将管密闭地密封于至少一个端帽，其中施加电流0.01-6分钟。

10.权利要求9的方法，其中陶瓷端帽(14)与该陶瓷复合体是相同的，或是与该陶瓷复合体相同的材料的前体。

11.权利要求9的方法，其中在1.0到5.0分钟和0.001－10MPa下，施加SPS工艺(50)的操作参数直到1500℃/分钟，和直到2500℃。

12.权利要求9的方法，其中管状陶瓷复合体和端帽(14)由SiC制成。

13.权利要求9的方法，其中在步骤(1)之后，将管状陶瓷复合体和端帽(14)的接头端进行抛光。

14.权利要求9的方法，其中在步骤(4)中不施加次级电极(24)。

15.权利要求9的方法，其中管状陶瓷复合体(40，12)由SiC复合体制成，该SiC复合体包含在内侧上的单式SiC基层或多层和在SiC基的基体中至少一个SiC基纤维层。

16.权利要求9的方法，其中管状陶瓷复合体(40，12)长2英尺到18英尺。

17.权利要求9的方法，其中在步骤(1)之后，将管状陶瓷复合体和端帽(14)的接头端进行抛光。

18.权利要求9的方法，其中在步骤(4)之后施加4至20MPa的接合压力，在步骤(5)之后施加5分钟至60分钟的保持时间。