Способ получения спеченных таблеток двуокиси урана Советский патент 1975 года по МПК G21C3/00 

счет этого удешевляется оборудоваиие и энергетические затраты становятся меньшими.

Помимо используемой обычно -среды газообразиого водорода применяется инертная атмосфера и вакуум.

Итак, процесс получения спеченных таблеток состоит из формования таблеток путем непосредственного прессования без какоголибо предварительного добавления связуюш его или смазочного веществ, с последуюш,нм спеканием (без предварительного спекания) в атмосфере водорода или инертного газа (азот, аргоя) или в некоторых случаях с применением динамяческого вакуума.

Для прессования ло;рош:ка применяются ирессы обычной конструкции. Конструкция пр&оса должна «оключать возможность попадания смазки от движущихся частей пресса к порошку, подлежащему прессованию.

В случаях нрименения двуокиси-трехокиси урана последнюю получают из ураната аммония путем прокаливания на воздухе при 600 до 800° С.

В массе спекшихся комков может находиться двуокись-трехокись урана, которую можно высвобождать также, как предусм атривалось для двуокиси урана.

Полученный таким путем продукт подвергается непосредственному прессованию под давлением в пределах 1,5-7 т/см. Полученные таблетки затем спекают в инертной атмосфере азота, аргона или в вакууме при температурах 1150-1300°С в течение 2-8 час при температурных градиентах до 400° С/час. Содержание кислорода в атмосфере азота или аргона не должно превышать нескольких сотых долей одной части на миллион. Содержание водорода в этой же атмосфере не должно превышать также нескольких сотых долей одной части на миллион.

При таком процессе получаются таблетки двуокиси урана с плотностью выше 95% рассчетной. Есл:и этот процесс происходит при температурах выше 1300° С, то такие таблетки можно получать, «спользуя в качестве исходного материала UsOa. При этом физические свойства получаемых таблеток отличаются от физических СБОЙ1СТВ таблеток, которые производятся при температурах от 1150 до 1300° С, т. е. физические свойства их зависят от температуры спекания.

В целом можно сказать, что, проводя процесс при температурах от 1150 до 1600° С с продолжительностью периода спекания 1-8 час и используя в качестве исходных материалов те окиси урана, пропорциональность 0/U в которых лежит в пределах от 2,00-2,67 включительно, получать таблетки двуокиси урана можно при любом сочетании температуры и продолжительности периода спекания, находящегося в указанных дределах.

Приводится несколько примеров практического осуществления предлагаемого способа. Пример 1. Таблетки из двуокиси урана изготавливают непосредственно прессованием

двуокиси-трехокиси урана без смешения с связующими и смазочными веществами, что исключает операции смешения, высушивания и гранулирования. Операция спекания О1существляется в атмосфере азота.

Порошкообразную двуокись -- трехокись урана получают прокаливанием ураната аммония при 700° С. Порошок с удельной поверхностью 3 прессуется под давление.

2 т/см. Полученные таблетки имеют плотность в их «зеленом состоянии 5 г/см. Спекание проводится в атмосфере азота. Содержание водорода в азоте не превышает 300 частей на миллион, а содержание кислорода в

азоте не превышает 100 частей на миллион. Спекание проводилось по следующему термическому циклу: нагревание при 200° С; выдержка при 1250° С в течение 6 час. Плотность полученных таблеток стехиометрической двуокиси урана 10,57 г/см, что соответствует 96,4i% от теоретической плотности. Пример 2. Таблетки из двуокиси урана изготавливаются без смешения порошкообразной двуокиси урана с связуюшими и смазочными веществами, что исключает операции смешения, высушивания и гранулирования; спекание таблеток осуществляется в атмосфере аргона.

Такой же порошок, как в примере 1, после

прессования при таких же условиях, как в приме1ре 1, спекается в атмосфере аргона (содержание водорода не превышает 3ии частей на миллион, а содержание кислорода не превышает 100 частей на миллион) при соблюдеНИИ термического цикла, соответствующего примеру 1.

Полученные таблетки стехиометрической двуокиси урана имеют плотность «зеленом состоянии 10,53 г/см, что соответствует 96,2%

теоретической плотности.

Пример 3. Таблетки двуокиси урана изготавливаются без смешения порошкообразной двуокиси урана с связующими и смазывающими веществами, что исключает операции смешения, высушивания я гранулирования; операции спекания осуществляются в вакууме.

Из порошка, полученного по примеру 1, после прессования при условиях, оп исанных в

этом примере, и спекания на воздухе под давлением 10 мм рт. ст., при соблюдении термического цикла по примеру 1, были получены таблетки стехиометрической двуокиси урана, имеющие плотность 10,66 г/см соответствующую 97,2% теоретической плотности.

Предмет изобретения

Способ получения спеченных таблеток двуокиси урана U2O2 стехиометрического состава, основанный на применении в качестве исходного сырья порошка окиси урана с отношением О/и, равным 2,67, удельной поверхностью не превышающей 4 и размером частиц менее 40 мк, отличающийся тем, что, с целью упрощения техвологии производства таблеток, порошок последовательно подвергают преосова.Еию в таблетки, Спекайию этих таблеток в нетйарльной среде при температуре 1150-1300° С в течение 2-8 час при перепаде температуры не -выше 600° С/час.