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核科学与工程2024年第04期:ZrO_2和UO_2芯块表面CeB_6涂层的制备和表征

来源:期刊VIP网 时间:


作者:王晓姣;范武刚;陈向阳;卢俊强;朱丽兵;张兆泉;

单位:中国科学院上海硅酸盐研究所;上海核工程研究设计院有限公司;

摘要:CeB_6涂层作为适用先进反应堆燃料型号的自主化整体型可燃毒物材料,具有展平堆芯中子注量分布,实现长周期反应性控制和慢化剂负温度系数控制的功能,可集成在可燃毒物燃料元件中应用于压水堆反应堆堆芯。本研究采用磁控溅射方法在ZrO_2和UO_2圆柱芯块表面涂覆了CeB_6涂层。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对涂层物相、结构和成分进行了表征,采用热循环及划痕法对涂层与基体的结合性能进行了考核。结果表明,ZrO_2和UO_2芯块表面制备的涂层为CeB_6且膜层较为纯净;CeB_6膜层与ZrO_2、UO_2基体结合性能良好,膜层生长致密均匀;ZrO_2基底上CeB_6膜层破坏的临界载荷为8.25 N;UO_2芯块基底上CeB_6膜层破坏的临界载荷为17.6 N。

关键词:UO_2芯块;;CeB_6涂层;;磁控溅射

基金资助:国家重大科技专项(2017ZX06002004,大型先进压水堆及高温气冷堆核电站)