核反应堆用碳化硼芯块常压烧结工艺研究

Study on pressless sintering of B4C pellets used in nuclear reactors

摘要: 以核级碳化硼粉为原料,酚醛树脂作粘结剂与助烧剂,用钢模成形方法制备出碳化硼生坯,在碳管炉中用常压烧结方法在2250℃保温40 min,制备出高温气冷堆控制棒用碳化硼环形芯块.用化学分析方法分析了原料粉与碳化硼烧结体的化学成分,用排水法对芯块的密度进行测试,研究了碳质量分数对碳化硼芯块密度的影响,用扫描电镜对生坯与芯块的微观结构进行研究,对1:1大尺寸碳化硼芯块的变形量进行统计.结果表明:碳对碳化硼具有很好的助烧作用,碳化硼的密度随碳含量的增加而增加,当碳质量分数为5％时,最高密度达到2.35 g/cm3;碳掺量为3％时,制得的1:1碳化硼芯块的密度为2.0 g/cm3,化学成分等各项指标均满足反应堆用核级碳化硼芯块的技术条件要求.