大晶粒UO2-SiC燃料芯块制备及高温氧化性能研究

通过在UO2基体中添加第二相来提高燃料热导率是耐事故燃料的一个重要研究方向.该研究以大晶粒UO2颗粒为原料,采用放电等离子烧结(Spark Plasma Sintering,SPS)工艺在较低烧结温度下获得高密度的大晶粒UO2-SiC复合燃料芯块,对复合燃料芯块的性能进行了表征,并研究了其在空气环境中的抗高温氧化性能.结果显示:SPS低温烧结可有效避免高温下发生的UO2-SiC界面反应,制备出的芯块密度>95％TD(理论密度).与传统UO2燃料芯块及常规UO2粉末SPS烧结的UO2-SiC芯块相比,大晶粒复合燃料芯块热导率明显提高.复合燃料芯块在高温氧化初期的氧化增重相较传统芯块明显减弱,但当氧化温度达到350℃时,SiC无法进一步阻止UO2氧化.