[发明专利]UO2-金属燃料芯块及其制造方法

权利要求书

1.一种UO₂-金属燃料芯块的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据质量百分比称取以下各原料：Cr₂O₃ 0-2%、MoO₂ 0-2%、ZrO₂ 0-2%，余量为UO₂；所述Cr₂O₃、MoO₂和ZrO₂中至少一种质量不为0；

S2、将所述原料球磨混合均匀，形成混合粉末；

S3、将所述混合粉末压制形成坯体并进行高温预烧，获得固溶体；

S4、将固溶体进行破碎、过筛，球磨形成颗粒混料；

S5、在颗粒混料中掺入金属粉末，混合，使得颗粒混料中每一个颗粒的表面包覆有所述金属粉末；所述金属粉末包括Mo、Cr、Zr中至少一种；

S6、将掺有金属粉末的颗粒混料模压成型并进行致密化烧结，制得UO₂-金属燃料芯块。

2.根据权利要求1所述的UO₂-金属燃料芯块的制造方法，其特征在于，所述Cr₂O₃的粒径为20nm-20μm；所述MoO₂的粒径为10nm-30μm；所述ZrO₂的粒径为10nm-50μm；所述UO₂的粒径为0.5μm-50μm。

3.根据权利要求1所述的UO₂-金属燃料芯块的制造方法，其特征在于，步骤S3中，压制的压力为50-400Mpa。

4.根据权利要求1所述的UO₂-金属燃料芯块的制造方法，其特征在于，步骤S3中，形成的坯体半径为10mm-100mm，高度为10-100mm。

5.根据权利要求1所述的UO₂-金属燃料芯块的制造方法，其特征在于，步骤S3中，高温预烧的温度为600℃-1500℃，保温时间1-8h。

6.根据权利要求1所述的UO₂-金属燃料芯块的制造方法，其特征在于，步骤S5中，所述金属粉末的质量百分比为1-10%。

7.根据权利要求1所述的UO₂-金属燃料芯块的制造方法，其特征在于，步骤S6中，模压成型的压力为100-400MPa。

8.根据权利要求1所述的UO₂-金属燃料芯块的制造方法，其特征在于，步骤S6中，致密化烧结在惰性或还原气氛下进行，烧结的温度为1600℃-1800℃。

9.根据权利要求1所述的UO₂-金属燃料芯块的制造方法，其特征在于，步骤S6中，致密化烧结采用无压烧结或放电等离子烧结。

10.一种UO₂-金属燃料芯块，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的UO₂-金属燃料芯块的制造方法制得。