[发明专利]一种MOX燃料芯块湿氢烧结方法

权利要求书

1.一种MOX燃料芯块湿氢烧结方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：生坯装炉

将烧结炉内气压恢复到常压，取出炉底部的金属钼烧结舟，将压制合格的MOX燃料生坯放入烧结舟内，并做好标记；

然后将烧结舟排放炉底中心位置后，将炉底缓慢置入烧结炉内；

步骤二：气体置换洗炉

打开冷却水系统，待冷却水路正常后，打开二级泵装置，将烧结炉内真空度降至0.1～20Pa之间，然后打开混合气氛控制系统，通入Ar+6％H₂混合气体以置换烧结炉内气氛，并使得气压保持在正压3～25KPa；

步骤三：进行湿氢烧结

通过加热系统使烧结炉内开始升温，在室温～400℃过程中烧结气氛为流动的含氢6％的氢氩混合气；

当升温至400～1400℃时，烧结气氛切换为含氢6％的流动湿氢气氛；

继续升温至1400～1900℃后进入保温阶段，保温过程中烧结气氛为流动湿氢气氛；

当高温烧结完成后，开始降温；

当降温至600～1300℃时，烧结气氛切换为含氢6％的流动干氢气氛，然后开始带功率降温；

当温度降至300～550℃时，关闭电源，保持自然降温速率，直至自然降温至20～80℃时，关闭冷却水系统；

步骤四：开炉

打开烧结炉，转运烧结舟，取出MOX燃料芯块，进行分析检测。

2.如权利要求1所述的一种MOX燃料芯块湿氢烧结方法，其特征在于：步骤一中，所述的MOX燃料生坯密度为35～55％.TD，生坯数量为10～400块。

3.如权利要求1所述的一种MOX燃料芯块湿氢烧结方法，其特征在于：步骤二中，重复气体置换1～10次，以使得烧结炉内气氛置换完全。

4.如权利要求1所述的一种MOX燃料芯块湿氢烧结方法，其特征在于：步骤三中，在室温～400℃过程中，气体流速控制为1～10L/min，炉压保持在1～25KPa。

5.如权利要求4所述的一种MOX燃料芯块湿氢烧结方法，其特征在于：步骤三中，当升温至400～1400℃时，气体流速控制为0.5～3.5L/min，炉压保持在3～25KPa。

6.如权利要求5所述的一种MOX燃料芯块湿氢烧结方法，其特征在于：步骤三中，当升温至400～1400℃时，露点发生器露点温度为0～40℃。

7.如权利要求6所述的一种MOX燃料芯块湿氢烧结方法，其特征在于：步骤三中，保温阶段，气体流速控制为2～4.5L/min，炉压保持在3～25KPa。

8.如权利要求7所述的一种MOX燃料芯块湿氢烧结方法，其特征在于：步骤三中，保温阶段，露点发生器露点温度为0～40℃。

9.如权利要求8所述的一种MOX燃料芯块湿氢烧结方法，其特征在于：步骤三中，当降温至600～1300℃时，流速控制为0.5～4.5L/min，炉压保持在3～25KPa。

10.如权利要求1～9任一项所述的一种MOX燃料芯块湿氢烧结方法，其特征在于：采用上述烧结工艺制备的MOX芯块密度分布在6.37～13.27g/cm³、O/M比在0.56～4.03之间，观察芯块金相显微结构，芯块晶粒晶界表征清晰，晶粒大小约5～2μm，符合MOX燃料芯块研制的需求。