СПОСОБ СПЕКАНИЯ ТАБЛЕТОК ИЗ ОКСИДА ЦИНКА Российский патент 2013 года по МПК B22F1/00 B22F3/10 

Описание патента на изобретение RU2483834C2

Изобретение относится к технологии получения таблеток из шихты оксида цинка методом прессования, а в частности к его промежуточной стадии - спеканию. Изобретение может быть использовано в технологии получения таблеток из оксида цинка, обедненного по изотопу 64Zn. Таблетки из оксида цинка, обедненного по изотопу 64Zn менее 1%, в настоящее время используются в качестве добавки в водный теплоноситель первого контура атомных реакторов. Использование технологии дозирования цинка способствует снижению мощности дозы излучения при плановых ремонтах, уменьшению накопления в оборудовании радиоактивных отходов, улучшению коррозионного состояния и увеличению срока службы трубопроводов первого контура за счет уменьшения коррозии и, в конечном итоге, повышению надежности работы атомных реакторов.

К готовым таблеткам предъявляются определенные требования, касающиеся как физических параметров, так и химической чистоты. К контролируемым физическим параметрам относятся высота 10±1 мм, диаметр 10±1 мм, плотность не менее 4,77 г/см3, масса не менее 3,75 г, белый цвет. Суммарное содержание примесей в таблетках не должно превышать 0,02 мас.%.

Известен способ спекания изделий из металлических порошков в проходной печи и проходная печь для его осуществления (Патент РФ №2024356, МПК B22F 3/10, заявка №4757127/02 от 09.11.1989).

Недостатками известного способа являются использование газообразного азота в качестве среды для спекания, что влечет за собой дополнительные экономические затраты, сложность конструкции печи.

Известен способ прокаливания керамических форм (Патент РФ №2221670, МПК В22С 9/12, заявка №2002111301/02 от 25.04.2002).

Недостатками известного способа являются многочисленность технологических операций, дополнительные энергетические и экономические затраты на создание вакуума в печи.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ спекания порошков твердых веществ (Патент РФ №598305, МПК С01 В31/06, заявка №1529020/26 от 21.01.1971). Недостатками прототипа являются многочисленность технологических операций, дополнительные энергетические и экономические затраты на создание вакуума и высокого давления, невозможность получения таблеток из оксида цинка с заданными параметрами. Ввиду высокой температуры спекания 1200°С таблетки оксида цинка приобретают недопустимый желтый оттенок.

Задачей указанного изобретения является упрощение стадии спекания, снижение энергетических и финансовых затрат, получение таблеток оксида цинка, обедненного по изотопу 64Zn, с заданными геометрическими размерами, плотностью и химической чистотой.

Заявленный способ отличается от прототипа тем, что спекание таблеток проводят в муфельной печи в атмосфере воздуха, в два этапа: предварительное спекание, предназначенное для снижения содержания примесей, при температуре 500-600°С в течение 2-3 часов и собственно спекание, предназначенное для достижения таблетками необходимых физических параметров, при температуре 1050-1100°С в течение 1-2 часов. В результате удается получить таблетки из оксида цинка со следующими физическими параметрами: высота 10±1 мм, диаметр 10±1 мм, плотность не менее 4,77 г/см3, белый цвет, а суммарное содержание примесей не более 0,02 мас.%. За счет отсутствия необходимости в вакуумировании и создания высокого давления в печи снижаются энергетические и экономические затраты стадии спекания.

Пример 1. Таблетки из оксида цинка спекают в атмосфере воздуха при температуре 500°С в течение 2 часов, далее увеличивают температуру спекания до 1050°С и выдерживают в течение 1 часа. В результате удается получить таблетки из оксида цинка со следующими физическими параметрами: высота 10±1 мм, диаметр 10±1 мм, плотность не менее 4,77 г/см3, белый цвет, а суммарное содержание примесей не более 0,02 мас.%. За счет отсутствия необходимости в вакуумировании и создания высокого давления в печи снижаются энергетические и экономические затраты стадии спекания.

Пример 2. Таблетки из оксида цинка спекают в атмосфере воздуха при температуре 550°С в течение 2,5 часов, далее увеличивают температуру спекания до 1075°С и выдерживают в течение 1,5 часа. В результате удается получить таблетки из оксида цинка со следующими физическими параметрами: высота 10±1 мм, диаметр 10±1 мм, плотность не менее 4,77 г/см3, белый цвет, а суммарное содержание примесей не более 0,02 мас.%. За счет отсутствия необходимости в вакуумировании и создания высокого давления в печи снижаются энергетические и экономические затраты стадии спекания.

Пример 3. Таблетки из оксида цинка спекают в атмосфере воздуха при температуре 600°С в течение 3 часов, далее увеличивают температуру спекания до 1100°С и выдерживают в течение 2 часов. В результате удается получить таблетки из оксида цинка со следующими физическими параметрами: высота 10±1 мм, диаметр 10±1 мм, плотность не менее 4,77 г/см, белый цвет, а суммарное содержание примесей не более 0,02 мас.%. За счет отсутствия необходимости в вакуумировании и создания высокого давления в печи снижаются энергетические и экономические затраты стадии спекания.

Все значения температур и времени спекания подобраны экспериментальным путем. В случае использования температур и времени спекания меньше заявленных значений полученные таблетки не достигнут необходимых геометрических размеров и плотности, суммарное содержание примесей будет превышать 0,02 мас.%, повысится количество отбраковки.

В случае использования температур и времени спекания больше заявленных значений полученные таблетки приобретают недопустимый желтый оттенок.

Похожие патенты RU2483834C2

название год авторы номер документа
ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТАБЛЕТОК ИЗ ОКСИДА ЦИНКА 2009
  • Кононов Дмитрий Борисович
  • Гилев Александр Николаевич
  • Смирнов Дмитрий Васильевич
  • Морозов Олег Анатольевич
  • Тимофеев Дмитрий Васильевич
RU2389583C1
ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТАБЛЕТОК ИЗ ОКСИДА ЦИНКА 2006
  • Скорынин Геннадий Михайлович
  • Гузеева Татьяна Ивановна
  • Кононов Дмитрий Борисович
  • Морозов Олег Анатольевич
  • Тимофеев Дмитрий Васильевич
  • Дикарев Дмитрий Александрович
RU2333074C2
СПОСОБ ПРЕССОВАНИЯ ТАБЛЕТОК ИЗ ШИХТЫ ОКСИДА ЦИНКА 2011
  • Тимофеев Дмитрий Васильевич
  • Кононов Дмитрий Борисович
  • Гилев Александр Николаевич
  • Морозов Олег Анатольевич
  • Смирнов Дмитрий Васильевич
RU2470393C1
Способ изготовления таблетированного топлива из порошка дисилицида триурана для тепловыделяющих элементов ядерных реакторов (варианты) 2022
  • Карпюк Леонид Александрович
  • Новиков Владимир Владимирович
  • Михеев Евгений Николаевич
  • Сивов Роман Борисович
  • Лысиков Александр Владимирович
  • Миссорин Денис Сергеевич
  • Рысев Никита Михайлович
  • Дегтярев Никита Александрович
  • Бахтеев Олег Александрович
RU2803469C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТАБЛЕТОК ЯДЕРНОГО КЕРАМИЧЕСКОГО ТОПЛИВА С РЕГУЛИРУЕМОЙ МИКРОСТРУКТУРОЙ 2013
  • Баранов Виталий Георгиевич
  • Хлунов Александр Витальевич
  • Петров Игорь Валентинович
  • Иванов Иван Михайлович
  • Тенишев Андрей Вадимович
  • Кондратюк Юрий Борисович
  • Тимошин Игнат Сергеевич
  • Русанюк Дмитрий Васильевич
  • Михеев Евгений Николаевич
RU2525828C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТАБЛЕТОК СМЕШАННОГО ОКСИДНОГО УРАН-ПЛУТОНИЕВОГО ТОПЛИВА 2022
  • Колупаев Дмитрий Никифорович
  • Баранов Олег Геннадьевич
  • Карпенко Александр Александрович
  • Рассамагин Станислав Викторович
  • Падалкин Петр Александрович
  • Апальков Глеб Алексеевич
  • Никитин Сергей Сергеевич
RU2785819C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТАБЛЕТИРОВАННОГО ТОПЛИВА ДЛЯ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА 2007
  • Аброськин Игорь Евгеньевич
  • Чапаев Игорь Геннадьевич
  • Филиппов Евгений Александрович
  • Вергазов Константин Юрьевич
  • Лузин Александр Михайлович
RU2360311C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ УРАН-ГАДОЛИНИЕВЫХ ТАБЛЕТОК 2005
  • Бирюкова Алла Геннадьевна
  • Варывдин Юрий Васильевич
  • Гильзидинов Рашид Минахатович
  • Коробейников Игорь Владимирович
  • Кучковский Анатолий Андреевич
  • Маннапов Марсель Мулашович
  • Руфин Андрей Юрьевич
  • Шевченко Галина Михайловна
RU2340020C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТАБЛЕТИРОВАННОГО УРАН-ПЛУТОНИЕВОГО ТОПЛИВА ДЛЯ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ ЯДЕРНЫХ РЕАКТОРОВ 2021
  • Баранов Олег Геннадьевич
  • Карпенко Александр Александрович
  • Апальков Глеб Алексеевич
  • Ильиных Юрий Сергеевич
  • Никитин Сергей Сергеевич
  • Бычков Сергей Иванович
RU2772886C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКСИДА ЦИНКА 2009
  • Кононов Дмитрий Борисович
  • Гилев Александр Николаевич
  • Тимофеев Дмитрий Васильевич
  • Морозов Олег Анатольевич
  • Губанов Олег Витальевич
RU2420458C2

Реферат патента 2013 года СПОСОБ СПЕКАНИЯ ТАБЛЕТОК ИЗ ОКСИДА ЦИНКА

Изобретение относится к технологии получения таблеток из шихты оксида цинка методом прессования, а в частности к его промежуточной стадии - спеканию. Спекание проводят в муфельной печи в атмосфере воздуха, в два этапа: предварительное спекание, предназначенное для снижения содержания примесей, при температуре 500-600°С в течение 2-3 часов, собственно спекание, предназначенное для достижения таблетками необходимых физических параметров, при температуре 1050-1100°С в течение 1-2 часов. Техническим результатом изобретения является получение таблеток из оксида цинка с заданными физическими параметрами и химической чистотой. 2 пр.

Формула изобретения RU 2 483 834 C2

Способ спекания таблеток из оксида цинка, отличающийся тем, что спекание проводят в муфельной печи в атмосфере воздуха в два этапа: предварительное спекание, предназначенное для снижения содержания примесей при температуре 500-600°С в течение 2-3 ч, собственно спекание при температуре 1050-1100°С в течение 1-2 ч.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2013 года RU2483834C2

ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТАБЛЕТОК ИЗ ОКСИДА ЦИНКА 2006
  • Скорынин Геннадий Михайлович
  • Гузеева Татьяна Ивановна
  • Кононов Дмитрий Борисович
  • Морозов Олег Анатольевич
  • Тимофеев Дмитрий Васильевич
  • Дикарев Дмитрий Александрович
RU2333074C2
ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТАБЛЕТОК ИЗ ОКСИДА ЦИНКА 2009
  • Кононов Дмитрий Борисович
  • Гилев Александр Николаевич
  • Смирнов Дмитрий Васильевич
  • Морозов Олег Анатольевич
  • Тимофеев Дмитрий Васильевич
RU2389583C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОКСИДНО-ЦИНКОВЫХ ВАРИСТОРОВ 1991
  • Попова Т.Ю.
  • Медведев Ф.К.
  • Горбунова Л.Д.
RU2046417C1
JP 60089504 A, 20.05.1985
JP 2004168575 A, 17.06.2004.

RU 2 483 834 C2

Авторы

Тимофеев Дмитрий Васильевич

Кононов Дмитрий Борисович

Гилев Александр Николевич

Морозов Олег Анатольевич

Смирнов Дмитрий Васильевич

Даты

2013-06-10Публикация

2011-07-08Подача