Tm2TiO5中子吸收材料的制备及性能研究

作者：卢俊强; 李继威; 黄金华; 张飞飞; 汤春桃; 冉广

来源：稀有金属, 2018, 42(02): 191-198.

DOI：10.13373/j.cnki.cjrm.xy16110032

• 灰控制棒
• 中子吸收材料
• 钛酸铥
• 热物理性能
• 离子辐照

采用粉末冶金工艺制备了Tm2TiO5中子吸收材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析了球磨参数和烧结参数分别对混合粉末微观组织和烧结块体微观组织的影响规律,对Tm2TiO5烧结块体材料开展了热导率、热膨胀系数、耐腐蚀性能和离子辐照性能的测试和分析。实验结果表明:Tm2O3和TiO2的颗粒和晶粒尺寸随球磨时间的增加而减小,球磨转速越高非晶化程度越高。通过球磨可获得组织结构混合均匀的Tm2O3-TiO2纳米晶混合粉末。烧结块体中的Tm2TiO5物相占比随烧结温度的升高和烧结时间的增加而增加,在1300℃烧结96 h可获得高密度、单一立方结构的Tm2TiO5块体材料。在500℃的热导率和热膨胀系数分别为2.1 W·(m·K)-1和9.1×10-6K-1。在100℃/大气压和360℃/18.6 MPa去离子水中的腐蚀增重速率随时间增加而增大,温度和氧环境对其腐蚀速率的影响不大。在400700℃离子辐照至30 d Pa,在辐照区仅观察到极少数的空位团,辐照肿胀率远低于0.01%。Tm2TiO5块体表现出高的热导率和低的热膨胀系数,以及良好的耐腐蚀性能和耐辐照肿胀性能。

• 单位
  上海核工程研究设计院有限公司; 厦门大学