一种锆酸锂陶瓷球氚增殖材料及其制备方法

摘要

本发明属于核能技术领域，特别涉及一种锆酸锂陶瓷球氚增殖材料及其制备方法。本发明采用等静压的方法制备陶瓷球，比转动成型、湿法脱水成型、湿法ZrO2加成成型的密度要高。其它方法制备的陶瓷球，均是在没有外压的情况下成型的，其成份的压实度就不如等静压的方法。同时结构在烧结过程中，还要释放出二氧化碳，使球的密度更低，而在本发明中，首先制备了粉体，这些粉体已经完全反应，释放出了二氧化碳，在第二步进行陶瓷球烧结时，释放的二氧化碳很少，这也使得所制备的锆酸锂陶瓷球密度更高。另外，如果要想继续提高陶瓷球的密度，还可以把等静压的压力提高，这样获得的陶瓷球密度会增加。

主权项

一种锆酸锂陶瓷球氚增殖材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）将碳酸锂和氧化锆与过量无水乙醇混合在一起，其中碳酸锂和氧化锆的摩尔比值为1.1～1.2；（2）将步骤（1）得到的混合液使用氧化锆陶瓷球作为磨球，在磨球机上混料4～5个小时；（3）把步骤（2）得到的混合料在烘箱内进行烘干，温度设定为80～90 ℃，烘干时间为8～12小时；（4）把混合料和坩埚都放入烧结炉内，设定升温曲线，使烧结炉平稳升温，对混合料进行烧结；经两个小时升温到500～600 ℃，保温3小时，然后再用两个小时时间，升温到900 ℃～1000 ℃，保温24小时；反应方程式为：Li2CO3+ZrO2＝Li2ZrO3+CO2↑；（5）把步骤（4）得到的烧结后的混合料重新加入过量无水乙醇，重新倒入磨粉罐内，使用氧化锆陶瓷球作为磨球，在磨球机上混合4个小时；（6）把步骤（5）得到的混合料在烘箱内进行烘干，温度设定为80～90 ℃，烘干时间为8～12小时；（7）把经步骤（6）烘干后的混合料进行粉碎，过筛；（8）把步骤（7）所得的混合料粉末装入橡胶模具中，在等静压机上，对橡胶模具进行加压，所加压力为100～200 MPa；（9）把经步骤（8）等静压后所得的陶瓷球在高温炉中进行烧结，烧结温度为1200~1350 ℃，保温时间为5～8小时，即得到一种锆酸锂陶瓷球氚增殖材料。