烧结工艺对UN-30%U<sub>3</sub>Si<sub>2</sub>芯块的致密化影响研究
来源：核动力工程杂志2025年第1期北京时间：
作者：粟丹科, 潘小强, 陆永洪, 杨静, 王挺, 段苗苗
单位：中国核动力研究设计院反应堆燃料及材料重点实验室，成都，610213；
摘要：本文基于粉末冶金技术制备了UN-30%U<sub>3</sub>Si<sub>2</sub>复合燃料芯块（U<sub>3</sub>Si<sub>2</sub>质量百分数为30%），研究了烧结气氛、烧结温度、烧结时间等烧结工艺对芯块烧结密度的影响规律，主要通过芯块的化学成分、物相组成以及微观组织变化等方面进行致密化过程分析。结果表明，UN-30%U<sub>3</sub>Si<sub>2</sub>复合燃料芯块真空烧结相比氩气气氛烧结更有利于致密化；随着烧结温度（1600~1675℃）升高，致密度逐渐增加，最高可达97%T.D.（T.D.为理论密度）；当烧结温度高于U<sub>3</sub>Si<sub>2</sub>熔点之后，随着温度上升，U<sub>3</sub>Si<sub>2</sub>相在高真空条件下会烧损挥发，并且N元素有向U<sub>3</sub>Si<sub>2</sub>相扩散的趋势，形成未知USi<sub><i>x</i></sub>N<sub><i>y</i></sub>相；烧结温度的升高或者烧结时间的延长，均有利于U<sub>3</sub>Si<sub>2</sub>相对UN相形成包覆。
关键词：UN-30%U<sub>3</sub>Si<sub>2</sub>复合燃料, 烧结工艺, 致密化过程
