[发明专利]SiCf 有效
| 申请号： | 201811119992.4 | 申请日： | 2018-09-25 |
| 公开（公告）号： | CN109336634B | 公开（公告）日： | 2021-10-22 |
| 发明（设计）人： | 范尚武;马旭;姬彪;张立同;成来飞;李晓强 | 申请（专利权）人： | 西北工业大学 |
| 主分类号： | C04B37/00 | 分类号： | C04B37/00;C03C8/24;G21C3/10 |
| 代理公司： | 西北工业大学专利中心 61204 | 代理人： | 王鲜凯 |
| 地址： | 710072 *** | 国省代码： | 陕西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | sic base sub | ||
本发明涉及一种SiCf/SiC核包壳管端口CaO‑MgO‑Al2O3‑SiO2玻璃封装方法，选取部分反应活性低，核辐照衰变率小，而且对核反应过程无副作用的原料，通过熔融‑水冷法将其制备成玻璃钎料，依靠玻璃自身的流动性及对SiCf/SiC复合材料的润湿，在国产三代SiC纤维适用温度(≤1450℃)以下且无压条件下实现SiCf/SiC复合材料核包壳管的封装/连接。有益效果：封装/连接剂原料选择为低活性元素，其核辐照衰变率小，而且对核反应过程无副作用，能够满足于苛刻的核环境。选择CMAS玻璃作为封装/连接剂，其热膨胀系数与SiC/SiC相匹配，能有效防止由于热失配而产生的界面开裂以及减少内部残余应力。此外，其封装/连接条件满足国产SiCf/SiC复合材料要求。
技术领域
本发明属于玻璃封装的制备技术，涉及一种SiCf/SiC核包壳管端口的封装及连接技术，具体涉及SiCf/SiC核包壳管端口CaO-MgO-Al2O3-SiO2玻璃封装方法，其主要应用于包壳管接头处的封装及连接。
背景技术
日本福岛核事故的主要原因：反应堆冷却系统故障导致堆芯温度迅速升高；锆包壳管在600℃以上逐渐失去力学性能而破损，造成堆芯裸露、坍塌和熔化；在1000℃时，锆-水剧烈反应释放出大量氢气，引起爆炸导致核泄漏。
福岛事故后，研制具有耐辐照、耐高温、良好的化学稳定性、良好的环境性能(与水不产生剧烈反应且产氢量少)、核事故时能保持堆芯完整，确保核燃料、裂变产物和放射性气体不泄露的新一代压水堆核燃料包壳材料成为国际上安全发展核电迫切需要解决的关键问题。连续碳化硅纤维增韧碳化硅基复合材料(SiCf/SiC)以其良好的抗辐照损伤、优良的高温化学惰性和低活化、优良的高温强度(耐高温)和结构稳定性，被公认为是解决该问题的首选材料。其中，有效的SiCf/SiC包壳端口封装可以防止壳内辐照产生的气体泄漏，是保障SiCf/SiC核燃料包壳安全服役的基础。因此其端口封装/连接技术是一个急需解决的关键问题。
核包壳为薄壁细长管，在封装/连接过程中，为了防止在包壳内部引起缺陷，封装/连接过程中不宜施加较大应力，且国产核用三代SiC纤维最高服役温度不高于 1450℃。为了适应国产核用三代SiC纤维核包壳管的封装，封装温度必须在低于 1450℃，无或小压力下进行，而且连接剂要耐辐照和冷却剂腐蚀。目前常用的SiC/SiC 材料连接方法主要有：利用Ti或Mo箔通过扩散焊实现SiCf/SiC的连接；在连接界面通过Ti-Si-C反应生成Max相，完成SiCf/SiC的连接；以Al2O3、Y2O3和SiO2为烧结助剂，通过纳米SiC瞬时共晶工艺连接SiCf/SiC。以上方法均能满足连接结构性要求，而前二者在辐照后连接界面有明显裂纹产生，无法满足包壳管气密性要求，而后者连接温度高达1800℃，已远超国产三代SiC纤维适用范围(≤1450℃)。截至目前，常用的封装/连接剂及其使用条件仍难以满足SiCf/SiC核包壳管的封装要求。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种SiCf/SiC核包壳管端口 CaO-MgO-Al2O3-SiO2玻璃封装方法，提供一种适用于国产三代SiC纤维SiCf/SiC复合材料核包壳管端口的封装方法。
技术方案
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