流化床-化学气相沉积制备核燃料颗粒铝金属包覆层
刘马林
杨旭
刘荣正
邵友林
刘兵
清华大学核能与新能源技术研究院,北京 100084
摘要：[目的]针对金属基燃料元件中铀核芯与外部金属基体间的相容性不好,运行过程中核芯与基体界面处易出现空隙导致燃料元件失效的问题,设计含有铝金属包覆层的包覆颗粒,通过金属包覆层提升核芯与金属基体间的界面相容性.[方法]采用流化床-化学气相沉积技术,以三异丁基铝为前驱体在颗粒表面沉积铝包覆层,设计铝包覆层的前驱体输运与包覆层沉积装置,研究铝包覆层包括前驱体输运条件、沉积温度参数、颗粒流化参数等的制备工艺.[结果]通过对设备与工艺参数的调节,可以提升铝包覆层的沉积效率与包覆质量,最终获得金属铝包覆层的制备工艺与参数,在球形颗粒和非球形颗粒表面均制备得到厚度约8 μm且均匀的铝包覆层,包覆层生长速率约2.6μm/h,内部致密并且实现与核芯间的紧密结合.[结论]流化床-化学气相沉积法适宜于铝金属包覆层的制备,可以用于下一步的金属基核燃料研究,但在包覆速率和宏量生产工艺方面还有值得继续优化.
关键词：包覆颗粒先进核燃料铝包覆层流化床化学气相沉积
分类号：TB43(工业通用技术与设备)
资助基金：国家自然科学基金(22478220)国家“万人计划”青年拔尖人才(20224723061)
论文发表日期：2025-09-01
在线出版日期：2026-05-22（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 102-110 )
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