[发明专利]一种低浓化微堆用UO2

权利要求书

1.一种低浓化微堆用UO₂燃料芯块生坯的自动成型方法，其特征在于：

该方法包括以下步骤：

步骤1，将UO₂粉末压制成块；然后使用颗粒机破碎，再使用筛分机筛分，获得100～500μm粒度的UO₂粉末；添加润滑剂，添加量为UO₂粉末质量的0.1～0.5wt％，均匀混料；

步骤2，采用机械压机进行芯块成型，生坯高度控制在4～7mm，生坯密度控制在5.2～5.4g/cm³；将压块模具置于压机全自动机械上，压机上、下冲头的固定方式为T型槽，上冲头尺寸Φ18～24mm及Φ8～12mm，厚度各为3～8mm，阴模为上下卡槽设计，卡槽距离阴模端部为12～18mm，阴模外径为Φ60～70mm，卡槽外径为Φ55～65mm；调整压机凸轮转速为10～15r/min，保证芯块成型速率控制在10～15块/min；通过调整料靴振动填装，并在填装位置暂停1～3s，保证UO₂粉末充分填装空腔，填装重量偏差控制在±0.01～0.03g；通过调整上冲头上下位置精确控制成型后芯块高度，高度偏差为±0.01mm；

步骤3，UO₂燃料芯块烧结属于固相烧结，在氢气气氛下还原烧结。

2.根据权利要求1所述的低浓化微堆用UO₂燃料芯块生坯的自动成型方法，其特征在于：芯块直径为Φ4.3+0.060mm，芯块高度为5±0.2mm，芯块垂直度偏差≤0.04mm，芯块表面粗糙度优于Ra0.5μm；芯块密度10.41～10.74g/cm³。

3.根据权利要求1所述的低浓化微堆用UO₂燃料芯块生坯的自动成型方法，其特征在于：所述的步骤1中通过内部直径为30～70mm的压块模具将UO₂粉末压制成块，压制压力为10～55T。

4.根据权利要求1所述的低浓化微堆用UO₂燃料芯块生坯的自动成型方法，其特征在于：所述的步骤1中润滑剂为阿克蜡或硬脂酸锌。

5.根据权利要求1所述的低浓化微堆用UO₂燃料芯块生坯的自动成型方法，其特征在于：所述的步骤1中使用V型混料机或三维混料机均匀混料，混料时间为0.5～5h。

6.根据权利要求1所述的低浓化微堆用UO₂燃料芯块生坯的自动成型方法，其特征在于：所述的步骤3中烧结温度控制在1600～1850℃，保温时间控制在3～8h。