專利名稱:Al₂O₃-B₄C材料的注凝成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于核燃料及材料制備方法，具體涉及一種用于核電站壓水堆的Al2O3-B4C 可燃毒物陶瓷材料的制備方法。
背景技術(shù)：
Al2O3-B4C多以燒結(jié)陶瓷部件的形式，用在壓水堆中作中子吸收材料，其目的是展平初始裝料堆芯功率分布，延長燃料壽期。國內(nèi)外采用干法粉末混料、模壓或者熱壓工藝制備Al2O3-B4C陶瓷部件，如1993年第5期《核動力工程》第437-439頁公開的"Al2O3-B4C彌散陶瓷芯塊的研制”，1983年第18期《Journal of Materials kience》第669-677頁公開的"SinteringAl2O3-B4C Ceramics",采用模壓或者熱壓工藝生產(chǎn)Al2O3-B4C彌散陶瓷部件， 其缺陷在于采用模壓或者熱壓工藝生產(chǎn)Al2O3-B4C彌散陶瓷部件，模具費高，生產(chǎn)效率低， 產(chǎn)品后加工余量大，尺寸精度不能保證。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種Al2O3-B4C材料的注凝成型方法，該方法可以克服 Al2O3-B4C材料制備中采用模壓或者熱壓工藝具有模具費高，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品后加工余量大，尺寸精度不能保證等缺點。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種Al2O3-B4C材料的注凝成型方法，步驟是
第一步，將有機單體N-羥甲基丙烯酰胺、交聯(lián)劑亞基雙丙烯酰胺和分散劑聚丙烯酸銨與去離子水混和制備出預(yù)混液，其中去離子水用量為100ml，所述有機單體與交聯(lián)劑用量以克計量的重量比為20 50 1 ；分散劑聚丙烯酸銨的用量為3 8克；
步驟二，在球磨罐中加入Al2O3粉末、B4C粉末和磨球，將配制的預(yù)混液加入其中， 球磨分散2 6小時，制備出固相含量彡50Vol%、粘度彡IPa · s的漿料；
步驟三，往漿料中加入0.5 2ml的引發(fā)劑過硫酸銨，0. 2 Iml的催化劑四甲基乙二胺，混合均勻；
步驟四，將混合均勻的漿料灌注到模具中，室溫下靜置30分鐘，漿料完全凝固，脫去模具，得到Al2O3-B4C材料生坯。
附加技術(shù)特征是步驟二中所用Al2O3粉末和B4C粉末的重量比例為10 50 1。
本發(fā)明的效果在于按照本發(fā)明方法制備的Al2O3-B4C材料生坯，具有坯體密度均勻，相對密度達 65%;有機物含量< 5wt%，抗彎強度> 15MPa，B4C分布均勻等優(yōu)點， 初坯可經(jīng)受機械加工，對尺寸進行精確控制，將燒結(jié)體的加工余量降到最低。
具體實施方式
實施例1
1.在IOOml去離子水中加入N-羥甲基丙烯酰胺10g、亞基雙丙烯酰胺0. 5g，聚丙烯酸銨3g，制備出預(yù)混液；其中N-羥甲基丙烯酰胺與亞基雙丙烯酰胺的重量比為20 1 ；
2.在球磨罐中加入500gAl203球、500gAl203粉末、50g B4C粉末，將配制的預(yù)混液加入其中，球磨2小時，將漿料與Al2O3球分離，制備出Al2O3-B4C料漿；其中=Al2O3粉末與B4C 粉末的重量比為10 1 ；
3.在Al2O3-B4C料漿加入過硫酸銨0. 5ml、四甲基乙二胺0. 2ml，混合均勻；
4.將混合均勻的料漿灌注到成型模具中，室溫下靜置30分鐘，料漿完全凝固，脫去模具，得到Al2O3-B4C材料生坯。
實施例2
1.在IOOml去離子水中加入N-羥甲基丙烯酰胺10g、亞基雙丙烯酰胺0.33g， 聚丙烯酸銨5g，制備出預(yù)混液；其中N-羥甲基丙烯酰胺與亞基雙丙烯酰胺的重量比為 30. 3 1 ；
2.在球磨罐中加入500gAl203球、300gAl203粉末、IOg B4C粉末，將配制的預(yù)混液加入其中，球磨4小時，將漿料與Al2O3球分離，制備出Al2O3-B4C料漿；其中=Al2O3粉末與B4C 粉末的重量比為30 1 ；
3.在Al2O3-B4C料漿加入過硫酸銨1. Oml、四甲基乙二胺0. 5ml，混合均勻；
4.將混合均勻的料漿灌注到成型模具中，室溫下靜置30分鐘，料漿完全凝固，脫去模具，得到Al2O3-B4C材料生坯。
實施例3
1.在IOOml去離子水中加入N-羥甲基丙烯酰胺10g、亞基雙丙烯酰胺0. 2g，聚丙烯酸銨8g，制備出預(yù)混液；其中N-羥甲基丙烯酰胺與亞基雙丙烯酰胺的重量比為50 1 ；
2.在球磨罐中加入500gAl203球、400g Al2O3粉末、8g B4C粉末，將配制的預(yù)混液加入其中，球磨6小時，將漿料與Al2O3球分離，制備出Al2O3-B4C料漿；其中Al2O3粉末與B4C 粉末的重量比為50 1 ；
3.在Al2O3-B4C料漿加入過硫酸銨2ml、四甲基乙二胺Iml，混合均勻；
4.將混合均勻的Al2O3-B4C料漿灌注到成型模具中，室溫下靜置30分鐘，料漿完全凝固，脫去模具，得到Al2O3-B4C材料生坯。
權(quán)利要求
1.一種Al2O3-B4C材料的注凝成型方法，步驟是第一步，將有機單體N-羥甲基丙烯酰胺、交聯(lián)劑亞基雙丙烯酰胺和分散劑聚丙烯酸銨與去離子水混和制備出預(yù)混液，其中去離子水用量為100ml，所述有機單體與交聯(lián)劑用量， 以克計量的重量比為20 50 1 ；分散劑聚丙烯酸銨的用量為3 8克；步驟二，在球磨罐中加入Al2O3粉末、B4C粉末和磨球，將配制的預(yù)混液加入其中，球磨分散2 6小時，制備出固相含量彡50Vol%、粘度彡IPa · s的漿料；步驟三，往漿料中加入0. 5 2ml的引發(fā)劑過硫酸銨，0. 2 Iml的催化劑四甲基乙二胺，混合均勻；步驟四，將混合均勻的漿料灌注到模具中，室溫下靜置30分鐘，漿料完全凝固，脫去模具，得到Al2O3-B4C材料生坯。
2.按照權(quán)利要求
1所述的Al2O3-B4C材料的注凝成型方法，其特征在于步驟二中所用 Al2O3粉末和B4C粉末的重量比為10 50 1。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種Al2O3-B4C材料的注凝成型方法，該材料屬于核燃料，用于核電站壓水堆。該方法將N-羥甲基丙烯酰胺、亞基雙丙烯酰胺和聚丙烯酸銨與去離子水混和制備預(yù)混液；在球磨罐中加入Al2O3粉末、B4C粉末和預(yù)混液，球磨分散制備出固相含量≥50vol％、粘度≤1Pa·s的漿料；往漿料中加入過硫酸銨、四甲基乙二胺，混合均勻；將混合均勻的漿料灌注到模具中，漿料完全凝固，脫去模具，得到Al2O3-B4C材料生坯。優(yōu)點是制備的Al2O3-B4C材料生坯，密度均勻，有機物含量＜5wt％，抗彎強度＞15MPa，初坯可經(jīng)受機械加工，對尺寸進行精確控制，將燒結(jié)體的加工余量降到最低。
文檔編號C04B35/10GKCN101740151 B發(fā)布類型授權(quán) 專利申請?zhí)朇N 200910263466
公開日2012年5月30日 申請日期2009年12月17日
發(fā)明者喬慧武, 代勝平, 左國平, 李印, 楊勇飛, 楊靜, 王曉敏, 許奎, 黃華偉 申請人:中國核動力研究設(shè)計院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (4), 非專利引用 (3),