JPS58156574A - 原子炉の可燃性中性子吸収材用環状ペレツトの製法 - Google Patents
原子炉の可燃性中性子吸収材用環状ペレツトの製法Info
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- JPS58156574A JPS58156574A JP58031699A JP3169983A JPS58156574A JP S58156574 A JPS58156574 A JP S58156574A JP 58031699 A JP58031699 A JP 58031699A JP 3169983 A JP3169983 A JP 3169983A JP S58156574 A JPS58156574 A JP S58156574A
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- G21C7/04—Control of nuclear reaction by using self-regulating properties of reactor materials, e.g. Doppler effect of burnable poisons
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- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
- C04B35/111—Fine ceramics
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- G21C—NUCLEAR REACTORS
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、原子、炉中で可燃性中性子吸収材として使
用する環状ペレットの製法に関する。よシ詳、細には、
この発明はオル(Orr)による米国特許用1!に開示
されているような中性子吸収材に関する。オル(Orr
)らによl)iデク1年6月/り日に出願された米国特
許原第9 / j、497号はシルカ四イ (2工RO
ムLOり合金の同軸円筒間の封止環状室すなわちキャビ
ティに配置される環状中性子吸収ペレットからなる中性
子吸収材を開示している。このペレットは可熱性毒物を
埋め込み又は封入した高耐熱性材料のマトリックスを含
むセラ建ツクスから成る。代表的なマトリックス材料は
酸化アル(ニウム(ム’* Oa )及び酸化ジルコエ
ラ^である。ホウ素、カドリニウム、サマリウム、カド
ミウム、ニーaピウム、ハ7ニウム、ジルコニウム、及
びインジウムのある種の同位体は可燃性中性子吸収材で
ある。天然又は中性子吸収同位体が富化された上記元素
の1種又はそれ以上がマトリックス中に封入されている
・天然又は中性子吸収同位体がされた元素は普通化合物
として封入される◎特に興味ある元素はホウ素であシ、
その同位体ホウ素10(Btリ は中性子吸収材である
。代表的なセラミックスはB、Oを封入したjkJ!、
O,のマトリックス、又はホウ化ジルコニウムZ r%
を封入したZrO,のマトリックスである。中性子
吸収同位体ホウ素が貧化し九B、Oもまた可燃性毒物材
料として使用できる。Aj、 O,+ B、 Oセラ建
ツク及びZrO,+Zr1l、セッンツクは天然ホウ素
又はB1@が富化又は貧化し九ホウ素を含んでいてもよ
い。
用する環状ペレットの製法に関する。よシ詳、細には、
この発明はオル(Orr)による米国特許用1!に開示
されているような中性子吸収材に関する。オル(Orr
)らによl)iデク1年6月/り日に出願された米国特
許原第9 / j、497号はシルカ四イ (2工RO
ムLOり合金の同軸円筒間の封止環状室すなわちキャビ
ティに配置される環状中性子吸収ペレットからなる中性
子吸収材を開示している。このペレットは可熱性毒物を
埋め込み又は封入した高耐熱性材料のマトリックスを含
むセラ建ツクスから成る。代表的なマトリックス材料は
酸化アル(ニウム(ム’* Oa )及び酸化ジルコエ
ラ^である。ホウ素、カドリニウム、サマリウム、カド
ミウム、ニーaピウム、ハ7ニウム、ジルコニウム、及
びインジウムのある種の同位体は可燃性中性子吸収材で
ある。天然又は中性子吸収同位体が富化された上記元素
の1種又はそれ以上がマトリックス中に封入されている
・天然又は中性子吸収同位体がされた元素は普通化合物
として封入される◎特に興味ある元素はホウ素であシ、
その同位体ホウ素10(Btリ は中性子吸収材である
。代表的なセラミックスはB、Oを封入したjkJ!、
O,のマトリックス、又はホウ化ジルコニウムZ r%
を封入したZrO,のマトリックスである。中性子
吸収同位体ホウ素が貧化し九B、Oもまた可燃性毒物材
料として使用できる。Aj、 O,+ B、 Oセラ建
ツク及びZrO,+Zr1l、セッンツクは天然ホウ素
又はB1@が富化又は貧化し九ホウ素を含んでいてもよ
い。
このが0の量は半径方向の壁厚、ペレット密度、及び使
用目的に応じて変化する。B10 が貧化したB40に
おいてはB10はペレットJO1!ran(/フィート
)に付必要なりi6充填量を生じるようにセットされる
。主要な中性子吸収材はB40を封入マトリックス粉体
及び中性子吸収材料の未焼結体を形成し、この未焼結体
を焼結し切断、切削または研磨して所定寸法とする環状
ペレットの製法が提案されている。この製法により製造
されたペレットは代表的には長さ約!傷(コインチ)で
ある。経済的な点から特に仕上げ工程で個々のペレット
から余分なスクラップが出ることを避ける九めに、1&
実用上の点から焼結後に分割できるように数個の未焼結
体を形成するように未焼結体が造られる0このような未
焼結体の円筒の長さは代表的には/l、tea又はコo
、Jcx(フインチ又は1インチ)である。この/l、
taまたはコo、srsの円筒から1個または3個の仕
上げペレットが得られる。作業としては焼結ペレットゐ
内側と外側の研磨が実施される。しかしこの操作はコス
トがかか静時間を浪費する。そζで研磨工種を不要とす
ることが望まれる。
用目的に応じて変化する。B10 が貧化したB40に
おいてはB10はペレットJO1!ran(/フィート
)に付必要なりi6充填量を生じるようにセットされる
。主要な中性子吸収材はB40を封入マトリックス粉体
及び中性子吸収材料の未焼結体を形成し、この未焼結体
を焼結し切断、切削または研磨して所定寸法とする環状
ペレットの製法が提案されている。この製法により製造
されたペレットは代表的には長さ約!傷(コインチ)で
ある。経済的な点から特に仕上げ工程で個々のペレット
から余分なスクラップが出ることを避ける九めに、1&
実用上の点から焼結後に分割できるように数個の未焼結
体を形成するように未焼結体が造られる0このような未
焼結体の円筒の長さは代表的には/l、tea又はコo
、Jcx(フインチ又は1インチ)である。この/l、
taまたはコo、srsの円筒から1個または3個の仕
上げペレットが得られる。作業としては焼結ペレットゐ
内側と外側の研磨が実施される。しかしこの操作はコス
トがかか静時間を浪費する。そζで研磨工種を不要とす
ることが望まれる。
環状ペレットは構造的には厳重な要求がなされる。非常
に小さい半径方向の寸法、すなわち厚さ、及び非常に僅
かな許容度をもつ環状ペレットが要求されゐ・厚さく半
径方向)は代表的にはo、s wa k /、o am
(o、oコo〜o、o亭oインチ)の範囲である。ジ
ルカロイ (2工ROムLOY)合金の内側円筒の外径
と外側円筒の内径との間隔は比較的小さい。従ってペレ
ットの寸法、特に半径方向の厚さは厳格な範囲内に維持
しなければならない。原子炉の作動にはB1@ を正確
に装荷することが絶対的に必要であるため、ペレットの
密度及び壁厚は厳密な制限を要する。原子炉の作動時に
おけるB16を衝撃する中性子間の核反応によってヘリ
ウムを生成する。更にまた、ペレットの中性子による衝
撃はセラセックの原子を移動させてセラ建ツクを膨張さ
せる。その良いし10%の範囲である。密度が微視的に
均一であるとの条件はこの理論密度−について適用され
る。ヘリウムの膨張及び放出はペレットを実質的に加圧
する0従ってペレットはその圧力に耐え得る実質的強度
が要求される。仁の要求はペレットの半価方向壁厚が′
薄%Aので必須の条件である。ペレットのこのよう′&
特性が均一であるばか)でなく、ペレット製造用材料の
一つのパッチからのどのペレットについても、tえ異っ
たパッチから造られるペレットについても再現性がなけ
ればならない・これらの要求は複数個分のペレットが造
られる比較的長い円筒に適用される。直線軸を有する長
′い円筒はその直線軸に対称であるように造ることが必
要であり、且つこの円筒は全円筒を通じて均一密度で壁
厚が均一であることが必要である0このような要求を満
足する大めにはベレツ)0精巧な製造法が要求されるO この発明の目的は上述ol!求に合致し九可燃性中性子
吸収ペレットの経済的な製法を提供するものである0こ
の目的は成分材料粉末から未焼結体を製造して所定寸法
に焼結し、ヒリして実用土最終の研磨ニーを省くことに
よ)達成される。
に小さい半径方向の寸法、すなわち厚さ、及び非常に僅
かな許容度をもつ環状ペレットが要求されゐ・厚さく半
径方向)は代表的にはo、s wa k /、o am
(o、oコo〜o、o亭oインチ)の範囲である。ジ
ルカロイ (2工ROムLOY)合金の内側円筒の外径
と外側円筒の内径との間隔は比較的小さい。従ってペレ
ットの寸法、特に半径方向の厚さは厳格な範囲内に維持
しなければならない。原子炉の作動にはB1@ を正確
に装荷することが絶対的に必要であるため、ペレットの
密度及び壁厚は厳密な制限を要する。原子炉の作動時に
おけるB16を衝撃する中性子間の核反応によってヘリ
ウムを生成する。更にまた、ペレットの中性子による衝
撃はセラセックの原子を移動させてセラ建ツクを膨張さ
せる。その良いし10%の範囲である。密度が微視的に
均一であるとの条件はこの理論密度−について適用され
る。ヘリウムの膨張及び放出はペレットを実質的に加圧
する0従ってペレットはその圧力に耐え得る実質的強度
が要求される。仁の要求はペレットの半価方向壁厚が′
薄%Aので必須の条件である。ペレットのこのよう′&
特性が均一であるばか)でなく、ペレット製造用材料の
一つのパッチからのどのペレットについても、tえ異っ
たパッチから造られるペレットについても再現性がなけ
ればならない・これらの要求は複数個分のペレットが造
られる比較的長い円筒に適用される。直線軸を有する長
′い円筒はその直線軸に対称であるように造ることが必
要であり、且つこの円筒は全円筒を通じて均一密度で壁
厚が均一であることが必要である0このような要求を満
足する大めにはベレツ)0精巧な製造法が要求されるO この発明の目的は上述ol!求に合致し九可燃性中性子
吸収ペレットの経済的な製法を提供するものである0こ
の目的は成分材料粉末から未焼結体を製造して所定寸法
に焼結し、ヒリして実用土最終の研磨ニーを省くことに
よ)達成される。
従って、この発明は、酸化アルixウム(A1μい及び
酸化ジルコニウム(ZrO□)からなるクラスの7種又
はそれ以上から選択され喪第7の粉末と、ホウ素、ガド
リニウム、テマリクム、カドミウム、ユウロピウム、ハ
フニウム、ディスプロシラ^及びインジウムの元素又は
それらの化合物からなるクラスの/a又はそれ以上から
選択された中性子吸収材の第コの粉末とを混合し;前記
@/及びjIコの粉末を液体中で粉砕してスラリを造)
;該スラリを乾燥して混合した前記第1及び第コの粉末
乾燥体とし;該粉末乾燥体を未焼結体とした時に強度を
増強する強度増強剤を該粉末乾燥体に添加し;該粉末乾
燥体を等比圧縮するための金型に充填し;金型中の該粉
末乾燥体を等比圧縮してベレット形状を有する未焼結体
とし;次いで前記強度増強剤を蒸発させ、且つ骸未焼結
体をペレツ)K焼結させる温度で該未焼結体を加熱する
ことを特徴とする、原子炉の可燃性中性子吸収材用環状
ベレットの製法に存する・ この発明によれば、所望の特性及び精度を有する環状ベ
レットを焼結する手順を含むセラ建ツタ製造工程が提供
される・ヒの発明の実施においては!トリクラス成分及
び中性子吸収材の均質セytツク粉末が調製される。焼
結時にはマ)9ツクスの原子が元の未焼結体全体に拡散
し未焼結体は収縮する・焼結時に不均一収縮が起こるの
を防ぐためにセラ考ツク粉末は均質であることが望まし
い。この粉末は代表的にはム^0.及びB2Oを含み、
粉末中0B40含量は1ないし50重量−である。
酸化ジルコニウム(ZrO□)からなるクラスの7種又
はそれ以上から選択され喪第7の粉末と、ホウ素、ガド
リニウム、テマリクム、カドミウム、ユウロピウム、ハ
フニウム、ディスプロシラ^及びインジウムの元素又は
それらの化合物からなるクラスの/a又はそれ以上から
選択された中性子吸収材の第コの粉末とを混合し;前記
@/及びjIコの粉末を液体中で粉砕してスラリを造)
;該スラリを乾燥して混合した前記第1及び第コの粉末
乾燥体とし;該粉末乾燥体を未焼結体とした時に強度を
増強する強度増強剤を該粉末乾燥体に添加し;該粉末乾
燥体を等比圧縮するための金型に充填し;金型中の該粉
末乾燥体を等比圧縮してベレット形状を有する未焼結体
とし;次いで前記強度増強剤を蒸発させ、且つ骸未焼結
体をペレツ)K焼結させる温度で該未焼結体を加熱する
ことを特徴とする、原子炉の可燃性中性子吸収材用環状
ベレットの製法に存する・ この発明によれば、所望の特性及び精度を有する環状ベ
レットを焼結する手順を含むセラ建ツタ製造工程が提供
される・ヒの発明の実施においては!トリクラス成分及
び中性子吸収材の均質セytツク粉末が調製される。焼
結時にはマ)9ツクスの原子が元の未焼結体全体に拡散
し未焼結体は収縮する・焼結時に不均一収縮が起こるの
を防ぐためにセラ考ツク粉末は均質であることが望まし
い。この粉末は代表的にはム^0.及びB2Oを含み、
粉末中0B40含量は1ないし50重量−である。
この発明の実施において、適当な大きさのムJ、0.及
びB、Oは液体を入れたボールキル中で粉砕されスラリ
となる・ス2りは次いで噴霧乾燥され混合粉末の小球と
なる。この粉末に十分な量の有機バインダ及び可塑剤を
含ませて管状の未焼結体を造る。未焼結体を焼結して七
M)1ツク管を造り、これからベレットを裁断する。
びB、Oは液体を入れたボールキル中で粉砕されスラリ
となる・ス2りは次いで噴霧乾燥され混合粉末の小球と
なる。この粉末に十分な量の有機バインダ及び可塑剤を
含ませて管状の未焼結体を造る。未焼結体を焼結して七
M)1ツク管を造り、これからベレットを裁断する。
このセラ(ツク管は所望寸法のベレットになるように所
定寸法に焼結する◇ この発明の重要な特徴は粉末を等比圧縮することによっ
て粉末を未焼結体とする点である。
定寸法に焼結する◇ この発明の重要な特徴は粉末を等比圧縮することによっ
て粉末を未焼結体とする点である。
等比圧縮を行なうことによって前記しえ要望される強度
、均一な密度、及び壁厚を4った正確な寸法のベレット
が製造される。ペレット内径は正確な寸法をもつ。外周
の直径は通常最小の研磨を必要とするにすぎない。
、均一な密度、及び壁厚を4った正確な寸法のベレット
が製造される。ペレット内径は正確な寸法をもつ。外周
の直径は通常最小の研磨を必要とするにすぎない。
この発明に到達する過程で未焼結体を製造する九めに岬
圧圧縮以外の方法が考えられる。単軸冷間圧縮では長さ
方向に密度が変化する圧縮体が製造される◇ペレットに
要求されるベレット長さ方向の均−密度及び壁厚は、精
々長さす、*m (i/4I インチ)以下の非常に短
いベレットの場合にのみ達成される。この方法は未焼結
体の製造には実施できない。セラミック管の押出し成形
には多量の有機バインダー及び可塑剤を必要とする。そ
のため焼結体は過剰な多孔度(及び低強度)及び長さ方
向に種々の密度を有するtのとなる・iえ、焼結時には
不揃いな収縮も起上るため、七ツ書ツク管の断面は実質
的に完全に環状ではなく管は自がる場合もある。
圧圧縮以外の方法が考えられる。単軸冷間圧縮では長さ
方向に密度が変化する圧縮体が製造される◇ペレットに
要求されるベレット長さ方向の均−密度及び壁厚は、精
々長さす、*m (i/4I インチ)以下の非常に短
いベレットの場合にのみ達成される。この方法は未焼結
体の製造には実施できない。セラミック管の押出し成形
には多量の有機バインダー及び可塑剤を必要とする。そ
のため焼結体は過剰な多孔度(及び低強度)及び長さ方
向に種々の密度を有するtのとなる・iえ、焼結時には
不揃いな収縮も起上るため、七ツ書ツク管の断面は実質
的に完全に環状ではなく管は自がる場合もある。
等比圧縮は容易に諸調整が行なえる。未焼結体に強度を
付与するために最少量の有機バインダ及び可塑剤を必要
とするにすぎない。セッ々ツク粉末の処理を適当に調節
する仁とによって、等圧圧縮後における焼結時の均一収
縮が保証される。次いで未焼結管は直接所定寸法に焼結
される。さらに管の長さ及び他の寸法も中性子吸収棒を
装荷するのに必要な寸法に合わせることができる◇代表
的なベレットの長さはコJCIIないしj、/clL(
/インチないし2インチ)である。
付与するために最少量の有機バインダ及び可塑剤を必要
とするにすぎない。セッ々ツク粉末の処理を適当に調節
する仁とによって、等圧圧縮後における焼結時の均一収
縮が保証される。次いで未焼結管は直接所定寸法に焼結
される。さらに管の長さ及び他の寸法も中性子吸収棒を
装荷するのに必要な寸法に合わせることができる◇代表
的なベレットの長さはコJCIIないしj、/clL(
/インチないし2インチ)である。
この発明をよシ明瞭に理解するために、図に基づきこの
発明の不例のための好適な実施態様を説明する。
発明の不例のための好適な実施態様を説明する。
第1図を参照すると、中性子吸収体棒−/Fi内側ジル
カロイ中空円筒コ3 (内径=!rJ/±0.0.7
Isへ外径=bJJ±o、o s を調)及び外側シル
カpイ中空円筒λ3 (内径=t、oo±0.OJtB
S外径=9.4t±−603tWm)を含み、これらの
円筒はその両端が封止されてこれらの円筒に同軸に中性
子阪収ペレットコt (内径=4.41土o、oziw
z外径;り、70±0−σtzm)が封入される環状室
コクを区切っている・前述し九オル(Orr)他の明細
書には中性子吸収体棒コlの詳細が記載されている・上
述の円筒コ3及びコ!トベレットコデの寸法はそれらの
代表的寸法を例示したものにすぎない。両円筒の寸法は
共に±0.0亭in (±0.00 / j−インチ)
以内、ペレットの寸法は±0.0!rm(±0.00−
インチ)以内の許容度にそれぞれ維持すべきであること
を強詞しておく。重要なことはこれらのペレットを最小
の研磨又は他の機械作業で所定寸法とすることである。
カロイ中空円筒コ3 (内径=!rJ/±0.0.7
Isへ外径=bJJ±o、o s を調)及び外側シル
カpイ中空円筒λ3 (内径=t、oo±0.OJtB
S外径=9.4t±−603tWm)を含み、これらの
円筒はその両端が封止されてこれらの円筒に同軸に中性
子阪収ペレットコt (内径=4.41土o、oziw
z外径;り、70±0−σtzm)が封入される環状室
コクを区切っている・前述し九オル(Orr)他の明細
書には中性子吸収体棒コlの詳細が記載されている・上
述の円筒コ3及びコ!トベレットコデの寸法はそれらの
代表的寸法を例示したものにすぎない。両円筒の寸法は
共に±0.0亭in (±0.00 / j−インチ)
以内、ペレットの寸法は±0.0!rm(±0.00−
インチ)以内の許容度にそれぞれ維持すべきであること
を強詞しておく。重要なことはこれらのペレットを最小
の研磨又は他の機械作業で所定寸法とすることである。
ベレットコtは第一図の工程図に示す工程に従って製造
したセラミックであるo jlE /工程3/において
ム^O3粉末及びB40粉末を混合する。B、O粉末の
最初の平均粒子寸法はIないしJOミク四ン、好適には
3ないしノjζクロンである。AJ、O,の最初の平均
粒子寸法はIない粉末を均質化し、粒子寸法が数百υI
ンの粗大な凝集物を除去するために、第−工@、tJに
おいて粉末をポールギル中で混合し磨砕する◎この工程
ではム1,0.及びB、O成分が緊密に混合される・微
粉化及び均質化を助ける九めに、粉末は液体中、代表的
には脱イオン水中で混合する・この液体に少量であるが
実効量の湿潤剤、界面活性剤、及び解凝剤を加える。少
量であるが実効量の揺変剤も添加される。界面活性剤は
液体に湿潤性を付与する助けとなる。解凝剤は凝集物の
生成を妨げる・揺変剤は粉末が攪拌された時に流動性を
付与し大きな粒子が沈下するのを妨げる。粉末は約7な
いし2時間粉砕して粉末約参〇重量−を含むスラリとな
る。第31程J3においてこのスラリに有機バインダ及
び可胆剤を添加し、30分間ないし1時間磨砕し続ける
。有機バインダ及び可塑剤はこの工程以前の第1工程J
/又は第1工程J/において添加してもよい・次の工程
Jりでスラリを@霧乾燥し工程J9で整粒する。整粒に
よって粉末から大きな凝集物が除去される。乾燥及び整
粒の結果平均直径J0ないしょ0ミクロンの自由に流動
する球体が得られる。この球体は主としてB、Oが中に
埋め込まれたム1.O1である。この球の大きさは噴霧
乾燥装置又はその操作条件に依存しJ0ζり四ン以下又
は!0電り四ン以上であってもよい。
したセラミックであるo jlE /工程3/において
ム^O3粉末及びB40粉末を混合する。B、O粉末の
最初の平均粒子寸法はIないしJOミク四ン、好適には
3ないしノjζクロンである。AJ、O,の最初の平均
粒子寸法はIない粉末を均質化し、粒子寸法が数百υI
ンの粗大な凝集物を除去するために、第−工@、tJに
おいて粉末をポールギル中で混合し磨砕する◎この工程
ではム1,0.及びB、O成分が緊密に混合される・微
粉化及び均質化を助ける九めに、粉末は液体中、代表的
には脱イオン水中で混合する・この液体に少量であるが
実効量の湿潤剤、界面活性剤、及び解凝剤を加える。少
量であるが実効量の揺変剤も添加される。界面活性剤は
液体に湿潤性を付与する助けとなる。解凝剤は凝集物の
生成を妨げる・揺変剤は粉末が攪拌された時に流動性を
付与し大きな粒子が沈下するのを妨げる。粉末は約7な
いし2時間粉砕して粉末約参〇重量−を含むスラリとな
る。第31程J3においてこのスラリに有機バインダ及
び可胆剤を添加し、30分間ないし1時間磨砕し続ける
。有機バインダ及び可塑剤はこの工程以前の第1工程J
/又は第1工程J/において添加してもよい・次の工程
Jりでスラリを@霧乾燥し工程J9で整粒する。整粒に
よって粉末から大きな凝集物が除去される。乾燥及び整
粒の結果平均直径J0ないしょ0ミクロンの自由に流動
する球体が得られる。この球体は主としてB、Oが中に
埋め込まれたム1.O1である。この球の大きさは噴霧
乾燥装置又はその操作条件に依存しJ0ζり四ン以下又
は!0電り四ン以上であってもよい。
スラリは代表的には第3図に示される遠心分離装置41
/によりて噴霧乾燥される。このような装置は工a−・
アトマイザ(Niroム切miI!・r)社(コロンビ
ア、メリーランド)から調達できる。この装置1/は金
属管からなる可動性支持材11j上に備えられ要塞IJ
を含む。この室上部ダンの下に回転可能な遠心アトマイ
ザ−(atomig@r ) l 9を備えるOスクリ
供給装置!/はホッパーのようなものでよく、室上部4
I7の上に備えられ導管!Jを通してアトマイザ−ダブ
に接続している。アトマイザ−亭デによシ放出されたス
ラリを乾燥するために加熱空気が供給される。空気はガ
スヒータ22及び電気ヒータIりによりて加熱され、導
管j9を通シアトマイザーatの周囲に流れる。加熱空
気の進路は矢印4/で示される・生成したガスと粒子と
の混合物は室lI3及び導管63を通シ矢印6Iで示す
ようにサイクロン67へ流れる・粉末はサイクレンにお
いてガスから分離され容器6デに沈積される。ダンバー
クJによ〕調節された排気ファンクlは矢印り3で示さ
れる空気を排気するために使用される0ヒーターsrs
及び5kVCより加熱された空気は室参JK温度約30
θ℃で入シ、この空気はアトマイザ−亭デの付近ではi
oo℃ないし/コ1℃となる。
/によりて噴霧乾燥される。このような装置は工a−・
アトマイザ(Niroム切miI!・r)社(コロンビ
ア、メリーランド)から調達できる。この装置1/は金
属管からなる可動性支持材11j上に備えられ要塞IJ
を含む。この室上部ダンの下に回転可能な遠心アトマイ
ザ−(atomig@r ) l 9を備えるOスクリ
供給装置!/はホッパーのようなものでよく、室上部4
I7の上に備えられ導管!Jを通してアトマイザ−ダブ
に接続している。アトマイザ−亭デによシ放出されたス
ラリを乾燥するために加熱空気が供給される。空気はガ
スヒータ22及び電気ヒータIりによりて加熱され、導
管j9を通シアトマイザーatの周囲に流れる。加熱空
気の進路は矢印4/で示される・生成したガスと粒子と
の混合物は室lI3及び導管63を通シ矢印6Iで示す
ようにサイクロン67へ流れる・粉末はサイクレンにお
いてガスから分離され容器6デに沈積される。ダンバー
クJによ〕調節された排気ファンクlは矢印り3で示さ
れる空気を排気するために使用される0ヒーターsrs
及び5kVCより加熱された空気は室参JK温度約30
θ℃で入シ、この空気はアトマイザ−亭デの付近ではi
oo℃ないし/コ1℃となる。
次の充填工程7り(taJ図)において乾燥粉末を金部
りtに充填する・金型yy(第参図ないし第9図)は複
数キャビティタイプである。
りtに充填する・金型yy(第参図ないし第9図)は複
数キャビティタイプである。
金製本体tノは多数のキャビティtJを有する(第4図
に示される金型では7個)。金mtiはボリクレタンの
ような材質でつくられ、伝達された圧力に耐え得る0多
数のキャビティをもつた余塵自体もダイによシ成形され
る。各キャビティisは円筒形状であシ上部は粉末を充
填するための漏斗を収容できる円形断面の拡大容積部t
!を備える0キヤビテイt3の直径は正確に所定寸法に
調節する。キャビティの下部を形成する孔は代表的には
直径±a、0:1m(±0.00/インチ)の許容度に
維持される。この孔の直径は下部領域において代表的に
は約/ 0.9B(0,93インチ)である。
に示される金型では7個)。金mtiはボリクレタンの
ような材質でつくられ、伝達された圧力に耐え得る0多
数のキャビティをもつた余塵自体もダイによシ成形され
る。各キャビティisは円筒形状であシ上部は粉末を充
填するための漏斗を収容できる円形断面の拡大容積部t
!を備える0キヤビテイt3の直径は正確に所定寸法に
調節する。キャビティの下部を形成する孔は代表的には
直径±a、0:1m(±0.00/インチ)の許容度に
維持される。この孔の直径は下部領域において代表的に
は約/ 0.9B(0,93インチ)である。
ロッドすなわちマンドレルざ9は各キャビティt3に正
確に中心を一致させる・各ロッドは工具鋼からなシ正確
に寸法を定められる。約77、tclft (フインチ
)のキャビティに対してロッドfffの長さは代表的に
は約−〇、3cWL(1インチ)であシ、±0.O3W
m仕0.00 /インチ)の許容度以内とし、その直径
は±0.003y (±0.000 /インチ)以内の
許容度とする。ロッドt?の代表的な直径はり、−?0
闘(o、s t t oインチ)及び7、/ざtwm
(0,2t J 0インチ)である。
確に中心を一致させる・各ロッドは工具鋼からなシ正確
に寸法を定められる。約77、tclft (フインチ
)のキャビティに対してロッドfffの長さは代表的に
は約−〇、3cWL(1インチ)であシ、±0.O3W
m仕0.00 /インチ)の許容度以内とし、その直径
は±0.003y (±0.000 /インチ)以内の
許容度とする。ロッドt?の代表的な直径はり、−?0
闘(o、s t t oインチ)及び7、/ざtwm
(0,2t J 0インチ)である。
漏斗g7 (第6図及び第7図)は外殻!l及び内側環
状円筒9Jを含む。外殻デI及び円筒!Jは半径方向プ
レー)91によって接続されている・円筒デ3の内径は
代表的には円筒fJ中に延びるロッドIt上に滑9嵌め
られる寸法である。円筒tJの外周は代表的には10.
コ關(0,ダooインチ)であり、◆o、r 1wm
(+ o、oコ0インチ)且つ−0,0!r /iai
(−0,00Jインチ)の許容度に維持される。ロッ
ド11は円筒tJ及び各キャビティの底にある正確な所
定寸法の溝y*(第3図)によって各キャビティに心合
わせされる。溝f参となる孔からの突出部は直径が±o
、oiwt<(±o、o o o sインチ)以内の許
容度内に維持され、高さは±o、i3m(±o、o o
zインチ)以内の許容度内に維持される0代表的には
、直径7.S7ダ±0,0 / :I關(0,J /
00±o、o o o s−インチ)、高さ3.1t!
±o、t sm (o、/コ3±o、o o sインチ
)である。外殻は上部円筒断面部11及び短い肉厚円筒
断面部11にはさまれたテーパー断面部!!を備え、短
い肉厚円筒断面部デ!から下へ円筒リップ10/が延び
る0リツプ10/はキャビティの拡大容積部gr上部の
接続壁10Jに滑シ嵌められる(第8図)。
状円筒9Jを含む。外殻デI及び円筒!Jは半径方向プ
レー)91によって接続されている・円筒デ3の内径は
代表的には円筒fJ中に延びるロッドIt上に滑9嵌め
られる寸法である。円筒tJの外周は代表的には10.
コ關(0,ダooインチ)であり、◆o、r 1wm
(+ o、oコ0インチ)且つ−0,0!r /iai
(−0,00Jインチ)の許容度に維持される。ロッ
ド11は円筒tJ及び各キャビティの底にある正確な所
定寸法の溝y*(第3図)によって各キャビティに心合
わせされる。溝f参となる孔からの突出部は直径が±o
、oiwt<(±o、o o o sインチ)以内の許
容度内に維持され、高さは±o、i3m(±o、o o
zインチ)以内の許容度内に維持される0代表的には
、直径7.S7ダ±0,0 / :I關(0,J /
00±o、o o o s−インチ)、高さ3.1t!
±o、t sm (o、/コ3±o、o o sインチ
)である。外殻は上部円筒断面部11及び短い肉厚円筒
断面部11にはさまれたテーパー断面部!!を備え、短
い肉厚円筒断面部デ!から下へ円筒リップ10/が延び
る0リツプ10/はキャビティの拡大容積部gr上部の
接続壁10Jに滑シ嵌められる(第8図)。
粉末をキャビティ中に充填する時、金型を円筒lOI中
に配置する(第を図)0円筒103は金型り9に滑υ嵌
められ、金型を緊密に保持し、キャビティt3の壁面が
変形するのを防ぐO粉末107 (第1図)を漏斗tフ
を通してキャビティ中に充填する際、金型’7?及び円
筒ionを振動台又は同様な装置上で振動させる。振動
によって粉末107を分散させ、各キャビティ中のロッ
ドS9とキャビティの円筒壁との環状空間に均一に充填
される。粉末はこの環状空間に沿ってキャビティの円筒
部分の接合部109及び拡大容積部j&のテーパー//
I始端部まで充填する。粉末充填後漏斗t7は除去する
。
に配置する(第を図)0円筒103は金型り9に滑υ嵌
められ、金型を緊密に保持し、キャビティt3の壁面が
変形するのを防ぐO粉末107 (第1図)を漏斗tフ
を通してキャビティ中に充填する際、金型’7?及び円
筒ionを振動台又は同様な装置上で振動させる。振動
によって粉末107を分散させ、各キャビティ中のロッ
ドS9とキャビティの円筒壁との環状空間に均一に充填
される。粉末はこの環状空間に沿ってキャビティの円筒
部分の接合部109及び拡大容積部j&のテーパー//
I始端部まで充填する。粉末充填後漏斗t7は除去する
。
従ってロッドtVは粉末107及び溝を参によってキャ
ビティに心合わせされる。
ビティに心合わせされる。
漏斗除去後ポリウレタン又は同様な材質から ゛なる栓
状部材113を拡大容積部fjに挿入する(第を図)。
状部材113を拡大容積部fjに挿入する(第を図)。
この拡大容積部13の壁部ios内に栓状部材/lJを
滑シ嵌める。栓状部材ノtsFi■ツド19の上部を滑
り嵌める中央部竪穴//1を有する〇 次の工程I−7でキャビティtS中の粉末を押圧して管
状形状の未焼結体を形成する。未焼結体は多孔質であシ
、理論書度チ(未焼結体密度の理論密度に対する−)を
求める。理論密度チが高ければ高い程焼結時の管の収縮
が小さへ未焼結体はキャビティ13を栓状部材//Jに
よシ閉じ金型りtを等圧圧縮装置中に置く。このような
等圧圧縮装置はオートクレーブ・エンジニア社(Aot
oolave Engineers ) から調達で
きる。圧力はJ!rコなiし亭コ/ I kg/CR”
(t 000ないし40,000pm1)が使用で
きる。圧カコioデkl/♂ (J O,000psi
)が便利である。この圧力は代表的な等圧圧縮の限界
である・ 加圧圧力を増加してもそれに伴なう未焼結体の理論密度
チの増大は大きなものではないことが見出された。この
ことは第7θ図Oグラフによシ示される0このグツ7は
異なつ光等圧圧力によりムへ〇、粉末を未焼結体に押圧
し、その各圧力に対する理論密度チを測定したものであ
る。
滑シ嵌める。栓状部材ノtsFi■ツド19の上部を滑
り嵌める中央部竪穴//1を有する〇 次の工程I−7でキャビティtS中の粉末を押圧して管
状形状の未焼結体を形成する。未焼結体は多孔質であシ
、理論書度チ(未焼結体密度の理論密度に対する−)を
求める。理論密度チが高ければ高い程焼結時の管の収縮
が小さへ未焼結体はキャビティ13を栓状部材//Jに
よシ閉じ金型りtを等圧圧縮装置中に置く。このような
等圧圧縮装置はオートクレーブ・エンジニア社(Aot
oolave Engineers ) から調達で
きる。圧力はJ!rコなiし亭コ/ I kg/CR”
(t 000ないし40,000pm1)が使用で
きる。圧カコioデkl/♂ (J O,000psi
)が便利である。この圧力は代表的な等圧圧縮の限界
である・ 加圧圧力を増加してもそれに伴なう未焼結体の理論密度
チの増大は大きなものではないことが見出された。この
ことは第7θ図Oグラフによシ示される0このグツ7は
異なつ光等圧圧力によりムへ〇、粉末を未焼結体に押圧
し、その各圧力に対する理論密度チを測定したものであ
る。
理論密度チを縦軸に、圧力を横軸にそれぞれプロットし
え。押圧した未焼結体の理論密度チは? ’ J ”I
i’/””” (/ Oeo 00 p ’ i )
Oとき10%であり、!4 J l 1cfl/(:
IIL” (10sO(II’ (’ pB i )
Oとき6oチである。圧カクθ、3椋β−(1000
pa1)の変化に対し理論密度−の変化はわずか0./
4I−である。
え。押圧した未焼結体の理論密度チは? ’ J ”I
i’/””” (/ Oeo 00 p ’ i )
Oとき10%であり、!4 J l 1cfl/(:
IIL” (10sO(II’ (’ pB i )
Oとき6oチである。圧カクθ、3椋β−(1000
pa1)の変化に対し理論密度−の変化はわずか0./
4I−である。
このム1,0.のデータはムJ、0.とB2Oとの混合
物にも適用できる・ 次の工程lコJにおいて有機バインダ及び可塑剤を除去
するのに十分な温度で未焼結体を前焼結する。この工程
は任意である。
物にも適用できる・ 次の工程lコJにおいて有機バインダ及び可塑剤を除去
するのに十分な温度で未焼結体を前焼結する。この工程
は任意である。
前焼結工程に続いて焼結工程゛/コクを行なう。
焼結は1qoo℃ないし1100℃の温度で行なう。
焼結時にム^O,マ) IJラックス原子は拡散し塊は
収縮する・B40粒子は本質的に変化しない。
収縮する・B40粒子は本質的に変化しない。
焼結は最低限の外部研磨を必要とするだけの寸法に焼結
するように行わなければならない。
するように行わなければならない。
原子炉作動時の中性子衝撃及びヘリウムの発生によって
ペレットが過度に膨張−→破壊し光シすることのないよ
うにペレットを製造する必要がある0焼結はペレットが
多孔質であるように行なわなければならない@代表的に
は気孔率はペレットの密度を理論密度の70−以下とな
るようくすべきである・気孔はヘリウムが放出できるよ
うに開口していなければならない。
ペレットが過度に膨張−→破壊し光シすることのないよ
うにペレットを製造する必要がある0焼結はペレットが
多孔質であるように行なわなければならない@代表的に
は気孔率はペレットの密度を理論密度の70−以下とな
るようくすべきである・気孔はヘリウムが放出できるよ
うに開口していなければならない。
理論密度よシペレット密度は実質的に小さいから、ホウ
素充填量についての理論密度襲を精密に調節する必要が
ある。所定寸法の焼結管を得る丸めに焼結時の収縮を調
節できるように、各バッチ間及び各四ット間で未焼結体
を少くとも予測できる程度に或は同一となるように焼結
する必要がある◇この目的は粉末組成及び加圧時の未焼
結体密度を同一に維持し、且つ焼結温度、焼結環境、及
び焼結時間を含む焼結条件を同一にすることによシ達成
される。使用する粉末は同一な品質でなければならない
。
素充填量についての理論密度襲を精密に調節する必要が
ある。所定寸法の焼結管を得る丸めに焼結時の収縮を調
節できるように、各バッチ間及び各四ット間で未焼結体
を少くとも予測できる程度に或は同一となるように焼結
する必要がある◇この目的は粉末組成及び加圧時の未焼
結体密度を同一に維持し、且つ焼結温度、焼結環境、及
び焼結時間を含む焼結条件を同一にすることによシ達成
される。使用する粉末は同一な品質でなければならない
。
所墓の比較的低い理論密度% (<70−)を達成する
ためには、不活性ガス例えばアルゴン中で、はぼ大気圧
下で焼結を行なう必要があ−ることか見出された。アル
ゴン中で焼結する仁とによfiB、Oの広含量範囲に渡
って理論密度−を調節できる。この時間めうる蒸発は起
こらない。
ためには、不活性ガス例えばアルゴン中で、はぼ大気圧
下で焼結を行なう必要があ−ることか見出された。アル
ゴン中で焼結する仁とによfiB、Oの広含量範囲に渡
って理論密度−を調節できる。この時間めうる蒸発は起
こらない。
不活性ガス以外のガスでは問題がある。N、は比較的低
温で短時間だけ、代表的には1qoo’oで3時間だけ
使用可能である。より高温又はより長時間の焼結では窒
化ホウ素を形成する◎二酸化炭素中で焼結するとB、O
は酸化されてへOsとなる。水素中での焼結は概して満
足できるがアルゴン中の焼結に比べ焼結したセラζツク
の密度が低くなる。さらにセラミックの密度は焼結温度
の増加に対応して徐々に減少する。真空焼結が低温度、
代表的にはit、oo℃又はそれ以下の温度で使用でき
る。それより高温で焼結するとB、O及びAJ、O,は
減圧のため蒸発して失われる。さらに真空焼結した上2
゜ミンクの密度又は理論密度の調節が効果的に行なえな
い。
温で短時間だけ、代表的には1qoo’oで3時間だけ
使用可能である。より高温又はより長時間の焼結では窒
化ホウ素を形成する◎二酸化炭素中で焼結するとB、O
は酸化されてへOsとなる。水素中での焼結は概して満
足できるがアルゴン中の焼結に比べ焼結したセラζツク
の密度が低くなる。さらにセラミックの密度は焼結温度
の増加に対応して徐々に減少する。真空焼結が低温度、
代表的にはit、oo℃又はそれ以下の温度で使用でき
る。それより高温で焼結するとB、O及びAJ、O,は
減圧のため蒸発して失われる。さらに真空焼結した上2
゜ミンクの密度又は理論密度の調節が効果的に行なえな
い。
第1/図はAj、O,及びB、Oの未焼結体の理論密度
係と未焼結体中のB、O量との関係を示す。
係と未焼結体中のB、O量との関係を示す。
ムへ〇、はアルコア←LOOム)社から商品名人−76
で市販されている粉末である・焼結はアルゴン中igo
o℃及び1hoo℃で3時間行なった。理論密度−を縦
軸に、未焼結体中のB、0重量−を横軸にそれぞれプロ
ットした。B、C量がコ、3重量−以下では理論密度チ
が急激に増加し、B2O量が一0!重量−以上では理論
密度−の変化は比較的小さい。B、 (JJI)X 2
、!重量−ないしコjム量−の範囲において理論密度
チはlダOO℃では70%かt)4!tToに、1zo
o℃テハ7 / m又ハグーーから6ダチ又は6J−に
それぞれ減少する。焼結温度及び−1J重量−以上の未
焼結体中のB2O量は共に理論密度−にほとんど影響を
与えないことがわかった。
で市販されている粉末である・焼結はアルゴン中igo
o℃及び1hoo℃で3時間行なった。理論密度−を縦
軸に、未焼結体中のB、0重量−を横軸にそれぞれプロ
ットした。B、C量がコ、3重量−以下では理論密度チ
が急激に増加し、B2O量が一0!重量−以上では理論
密度−の変化は比較的小さい。B、 (JJI)X 2
、!重量−ないしコjム量−の範囲において理論密度
チはlダOO℃では70%かt)4!tToに、1zo
o℃テハ7 / m又ハグーーから6ダチ又は6J−に
それぞれ減少する。焼結温度及び−1J重量−以上の未
焼結体中のB2O量は共に理論密度−にほとんど影響を
与えないことがわかった。
焼結時間が央妾≠裏約J時間より実質的に長い場合、焼
結時間は重要なパラメータである。
結時間は重要なパラメータである。
第1J図は横軸にプロットした焼結温度の関数として理
論密度チを縦軸にプロットしである。
論密度チを縦軸にプロットしである。
Jf!の時間すなわち1時間、2時間、及びt時間に対
応する曲線が示されている。これらの曲線はアルゴン中
で焼結しアルファ(ムーCOム)−ム/6ムt、o、g
o重量%及びB、020重量−からなるセラζツクにつ
いてプロットした曲線である・焼結温度がl!100℃
以下では焼結時間1時間、3時間、及びt時間に対応す
る理論密度チは実質的に同一である。しかし1zoo℃
以上では焼結時間を時間に対応する理論密度チは温度の
上昇に伴ない急激に減少する、すなわち多孔度が急激に
増加する。この多孔度の増大は、高温における長時間の
加熱期間中にB、Oとアルゴンからなるガス種中に残っ
た酸素との反応に起因している。高温又は長時間の焼結
の丸めにはアルゴンガスはできる限り純粋であることが
望ましい。
応する曲線が示されている。これらの曲線はアルゴン中
で焼結しアルファ(ムーCOム)−ム/6ムt、o、g
o重量%及びB、020重量−からなるセラζツクにつ
いてプロットした曲線である・焼結温度がl!100℃
以下では焼結時間1時間、3時間、及びt時間に対応す
る理論密度チは実質的に同一である。しかし1zoo℃
以上では焼結時間を時間に対応する理論密度チは温度の
上昇に伴ない急激に減少する、すなわち多孔度が急激に
増加する。この多孔度の増大は、高温における長時間の
加熱期間中にB、Oとアルゴンからなるガス種中に残っ
た酸素との反応に起因している。高温又は長時間の焼結
の丸めにはアルゴンガスはできる限り純粋であることが
望ましい。
第13図はムへ〇、粉末を適当に選択することによって
理論密度−が定められることを示す・このグ27では理
論密度−を縦軸に、温度を横軸にそれぞれプ■ットした
。ダ種の曲線を示した。各曲線は選択した各種のhp、
o、to重量%及びB、020重量−からなる未焼結体
をアルゴン中で焼結し九焼結体についてプロ2)した白
、線である・この図から明らかなように、レイノルズ(
R*ynolds )社#!l?−−DB輩(商品名)
を使用した未焼結体の理論密度−が最も低い、すなわち
多孔度が最も高い0一方、リング(IIlnd・)−ム
(商品名)は理論密度チが最も高い0アルコアーム16
及びレイノルズHP−DBMは大差がなかつ&eこのよ
うな差は粉末の焼結性、すなわち焼結作業時における粉
末の分子又は原子の拡散する程度に支配される・ 理論密度−の変化はさらにB、Oの粒子寸法を選択する
ことによっても影響される。セラ々ツクの高理論密度チ
は代表的にはJOOメツシュ以上の粗い粉末よシはむし
ろ代表的にはWOOメツシエ以下の微細な粉末によって
得られる。
理論密度−が定められることを示す・このグ27では理
論密度−を縦軸に、温度を横軸にそれぞれプ■ットした
。ダ種の曲線を示した。各曲線は選択した各種のhp、
o、to重量%及びB、020重量−からなる未焼結体
をアルゴン中で焼結し九焼結体についてプロ2)した白
、線である・この図から明らかなように、レイノルズ(
R*ynolds )社#!l?−−DB輩(商品名)
を使用した未焼結体の理論密度−が最も低い、すなわち
多孔度が最も高い0一方、リング(IIlnd・)−ム
(商品名)は理論密度チが最も高い0アルコアーム16
及びレイノルズHP−DBMは大差がなかつ&eこのよ
うな差は粉末の焼結性、すなわち焼結作業時における粉
末の分子又は原子の拡散する程度に支配される・ 理論密度−の変化はさらにB、Oの粒子寸法を選択する
ことによっても影響される。セラ々ツクの高理論密度チ
は代表的にはJOOメツシュ以上の粗い粉末よシはむし
ろ代表的にはWOOメツシエ以下の微細な粉末によって
得られる。
最終工程/コク及び/コクにおいて管外周が研磨され、
ペレット長さが正確に仕上げられる。
ペレット長さが正確に仕上げられる。
ペレット長さは未焼結管又は前焼結管から裁断してもよ
い、所望によシ未焼結ペレット又は帥焼結ベレットは焼
結以前に所定寸法に機械加工してもよい。
い、所望によシ未焼結ペレット又は帥焼結ベレットは焼
結以前に所定寸法に機械加工してもよい。
なお、下記の第1表及び第−表には、この発明の実施に
際して等圧圧縮するためのム鳥0.粉末及びへ0粉末1
00グラムをペースにして添加した代表的な成分を示す
: Lin4e−ムムt、o、
toyB、Oコ09 LOMARPWム湿潤剤 コI
OムRBOWパコOQ 可塑剤 0.コ
3g第 コ 表 ALOOム−直/6ム’mOs top八0へ
コog TRI’j’0N−X#0に湿潤剤 o
、:t 6 gThMoI+ 7.77 水中:2z%
ff4凝II溶液) /J9981
N’rlZIR(8AliTIOIZIR) / !
O可塑剤 o、o t gσ0011コooo
可塑剤 0.7デIただし
、IaOMARはプロセスeケζカル・デイビイジ盲ン
(Process Oh・鳳1・11D1マ1si6n
)製;LARBOWAX J 00及び璽00120
001d:Lニオ7tl−パイド社製; TRI’l’
ON、 TAMOIa、及びR11OPLIXはローム
・アンドo/%−ス社製;8ムlTl0IZIRはモン
ナントΦケミカル社製ですべて商品名である。
際して等圧圧縮するためのム鳥0.粉末及びへ0粉末1
00グラムをペースにして添加した代表的な成分を示す
: Lin4e−ムムt、o、
toyB、Oコ09 LOMARPWム湿潤剤 コI
OムRBOWパコOQ 可塑剤 0.コ
3g第 コ 表 ALOOム−直/6ム’mOs top八0へ
コog TRI’j’0N−X#0に湿潤剤 o
、:t 6 gThMoI+ 7.77 水中:2z%
ff4凝II溶液) /J9981
N’rlZIR(8AliTIOIZIR) / !
O可塑剤 o、o t gσ0011コooo
可塑剤 0.7デIただし
、IaOMARはプロセスeケζカル・デイビイジ盲ン
(Process Oh・鳳1・11D1マ1si6n
)製;LARBOWAX J 00及び璽00120
001d:Lニオ7tl−パイド社製; TRI’l’
ON、 TAMOIa、及びR11OPLIXはローム
・アンドo/%−ス社製;8ムlTl0IZIRはモン
ナントΦケミカル社製ですべて商品名である。
第1表及び第−表の成分と水約/10gとを使用してス
ラリーを調製した0
ラリーを調製した0
第1図は可燃性ペレットを含んだ可燃性中性子吸収棒の
横断面図、第1図社第1図の可燃性ペレットの製法を示
すフ四−チヤード因、第3図はスラリ乾燥用装置の一部
断面斜視図、第参図はセラミック管製造用金型の斜視図
、第1図は#!ダ図のV−V線面断面図、第6図は金型
のマントシルとの関係を示し金部に混合粉末を充填する
のに使用する漏斗の平面図、第7図社第6図の■−■線
縦線面断面図を図は粉末を金部中に沈積する方法を示す
縦断面図、第を図はキャビティ中に栓状部材又は中ヤツ
プを挿入する方法を示す縦断面図、第10図は理論密度
−と未焼結セラZツク体加圧圧力との代表的な関係を示
す線図、第11図は未焼結セラ宅ツク体のコ徨の焼結温
度における焼結後の理論密度−とB、OJlとの関係を
示す線図、第1J図は3つの異なった時間焼結した際の
未焼結セジでツク体の理論密度−と焼結温度との関係を
示す線図、第13図は異なったム1,0.粉末について
の未焼結セラミック体温論密度チと焼結温度との関係を
示す線図である0図中、 −7・・中性子吸収体棒、コJ・・内側中空円筒、コj
・・外側中窒円筒、コア・・環状室、λt・ψペレット
、31・・第1工程、Jj・・第一工程、Jj・・第3
工程、37・・第ゲ工程、39・・整粒工程、4Il−
Φ遠心分離装置、4tJ・・室、l!l−・・可動性支
持材、参り・@宣上部、ダt・・アトマイザ−1jl・
−ス2り供給装置、zs、bs・命導管、33・嗜ガス
ヒータ、3り一−電xヒーfi、!19・・導管、41
.4に、7に−・矢印、67・・サイクーン、itO・
容器、7111・排気ファン、デ3・・ダンパー、り7
−・注加工程、?fO・余塵、11・参会型本体、t3
・′・キャビティ、1g・・拡大容積部、g7・・漏斗
、f9・−マンドレル(ロッド)、?ノ―・外殻、t3
・・内側環状円筒、!ダ・・溝、デよ・・半径方向プレ
ート、t7・・上部円筒断面部、t9・・肉厚円筒断面
部、10/−−円筒リップ、ios@−接続壁、10.
Ar・・円筒、 iotΦ−粉末、ノ0t・・接合部、
1l111・テーパー、//、?・・栓状部材、//!
・・穴、/コ1./コJ、/コz、iコク、/コfmm
処理工程。 h■1肌&虫人 (ワ1つつ1メ4ンクレ、ウメ・
工L)たり、ソ J−J”L;SaL藉i代理人 曾我
道照 第1図 1211 第6WJ 第7図 第10図 第1I図 B4C(111%)
横断面図、第1図社第1図の可燃性ペレットの製法を示
すフ四−チヤード因、第3図はスラリ乾燥用装置の一部
断面斜視図、第参図はセラミック管製造用金型の斜視図
、第1図は#!ダ図のV−V線面断面図、第6図は金型
のマントシルとの関係を示し金部に混合粉末を充填する
のに使用する漏斗の平面図、第7図社第6図の■−■線
縦線面断面図を図は粉末を金部中に沈積する方法を示す
縦断面図、第を図はキャビティ中に栓状部材又は中ヤツ
プを挿入する方法を示す縦断面図、第10図は理論密度
−と未焼結セラZツク体加圧圧力との代表的な関係を示
す線図、第11図は未焼結セラ宅ツク体のコ徨の焼結温
度における焼結後の理論密度−とB、OJlとの関係を
示す線図、第1J図は3つの異なった時間焼結した際の
未焼結セジでツク体の理論密度−と焼結温度との関係を
示す線図、第13図は異なったム1,0.粉末について
の未焼結セラミック体温論密度チと焼結温度との関係を
示す線図である0図中、 −7・・中性子吸収体棒、コJ・・内側中空円筒、コj
・・外側中窒円筒、コア・・環状室、λt・ψペレット
、31・・第1工程、Jj・・第一工程、Jj・・第3
工程、37・・第ゲ工程、39・・整粒工程、4Il−
Φ遠心分離装置、4tJ・・室、l!l−・・可動性支
持材、参り・@宣上部、ダt・・アトマイザ−1jl・
−ス2り供給装置、zs、bs・命導管、33・嗜ガス
ヒータ、3り一−電xヒーfi、!19・・導管、41
.4に、7に−・矢印、67・・サイクーン、itO・
容器、7111・排気ファン、デ3・・ダンパー、り7
−・注加工程、?fO・余塵、11・参会型本体、t3
・′・キャビティ、1g・・拡大容積部、g7・・漏斗
、f9・−マンドレル(ロッド)、?ノ―・外殻、t3
・・内側環状円筒、!ダ・・溝、デよ・・半径方向プレ
ート、t7・・上部円筒断面部、t9・・肉厚円筒断面
部、10/−−円筒リップ、ios@−接続壁、10.
Ar・・円筒、 iotΦ−粉末、ノ0t・・接合部、
1l111・テーパー、//、?・・栓状部材、//!
・・穴、/コ1./コJ、/コz、iコク、/コfmm
処理工程。 h■1肌&虫人 (ワ1つつ1メ4ンクレ、ウメ・
工L)たり、ソ J−J”L;SaL藉i代理人 曾我
道照 第1図 1211 第6WJ 第7図 第10図 第1I図 B4C(111%)
Claims (1)
- 酸化アルン二つム(”m0s)及び酸化ジルコニウム(
zrol)からなるクラスの1種又はそれ以上から選択
された第7の粉末と、ホウ素、ガドリニウム、サマリウ
ム、カドミウム、エウロビウム、ハフニウム、ディスプ
ロシウム及ヒインジウムの元素又はそれらの化合物から
なるクラスの7種又はそれ以上から選択された中性子吸
収材の第2の粉末とを混合し;帥記第7及び第コの粉末
を液体中で粉砕してスラリを造り;該スラリを乾燥して
混合した前記第1及び第コの粉末乾燥体とし;該粉末乾
燥体を未焼結体とした時に強度を増強する強度増強剤を
該粉末乾燥・体に添加し;該粉末乾燥体を等圧圧縮する
ための余塵に充填し;金属中の該粉末乾燥体を等圧圧縮
してペレット形状を有する未焼結体とし;次いで前記強
度増強剤を蒸発させ且つ誼未焼結体をペレットに焼結さ
せる温度で該未焼結体を加熱することを特徴とする、原
子炉の可燃性中性子吸収材用環状ペレットの製法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/352,686 US4826630A (en) | 1981-12-28 | 1982-02-26 | Burnable neutron absorbers |
US352686 | 1982-02-26 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58156574A true JPS58156574A (ja) | 1983-09-17 |
JPH0156400B2 JPH0156400B2 (ja) | 1989-11-29 |
Family
ID=23386084
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Country Status (9)
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---|---|
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EP (1) | EP0087927B1 (ja) |
JP (1) | JPS58156574A (ja) |
KR (1) | KR920000288B1 (ja) |
BE (1) | BE896033A (ja) |
CA (1) | CA1188501A (ja) |
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FR (1) | FR2522435B1 (ja) |
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FR2705823B1 (fr) * | 1993-05-26 | 1995-06-30 | Commissariat Energie Atomique | Matériau absorbant les neutrons et son procédé de fabrication. |
FR2713818B1 (fr) * | 1993-12-10 | 1996-01-12 | Commissariat Energie Atomique | Matériau composite absorbant les neutrons et son procédé de fabrication. |
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US6332906B1 (en) | 1998-03-24 | 2001-12-25 | California Consolidated Technology, Inc. | Aluminum-silicon alloy formed from a metal powder |
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FR2790587B1 (fr) | 1999-03-03 | 2004-02-13 | Commissariat Energie Atomique | Materiau absorbant neutronique a base de carbure de bore et de hafnium et procede de fabrication de ce materiau |
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US20060189474A1 (en) * | 2005-02-23 | 2006-08-24 | Yeckley Russell L | Alumina-boron carbide ceramics and methods of making and using the same |
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CN112420225B (zh) * | 2020-11-19 | 2022-02-11 | 中国核动力研究设计院 | 颗粒可燃毒物反应性控制方法、可燃毒物板及燃料棒 |
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-
1982
- 1982-02-26 US US06/352,686 patent/US4826630A/en not_active Expired - Lifetime
-
1983
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- 1983-02-24 DE DE8383300969T patent/DE3376910D1/de not_active Expired
- 1983-02-24 EP EP83300969A patent/EP0087927B1/en not_active Expired
- 1983-02-25 BE BE0/210217A patent/BE896033A/fr not_active IP Right Cessation
- 1983-02-25 FR FR838303073A patent/FR2522435B1/fr not_active Expired
- 1983-02-25 ES ES520138A patent/ES520138A0/es active Granted
- 1983-02-26 JP JP58031699A patent/JPS58156574A/ja active Granted
- 1983-02-26 KR KR1019830000791A patent/KR920000288B1/ko not_active IP Right Cessation
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