ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ
ВАНТ. Серия: Ядерно-реакторные константы

Расширенное продолжение серии: Ядерные константы c 1971 года

English (UK)

ISSN 2414-1038 (online)

DOI: 10.55176/2414-1038-2021-3-68-76

Авторы

Курина И.С., Фролова М.Ю., Чесноков Е.А., Рябый В.М., Дворяшин А.М., Канунников М.Ю.

Организация

АО «Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия

Курина И.С. – доцент, ведущий научный сотрудник, кандидат технических наук. Контакты: 249033, Калужская обл., Обнинск, пл. Бондаренко, 1. Тел.: (484) 399-86-32; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Фролова М.Ю. – инженер 1 категории.
Чесноков Е.А. – руководитель группы.
Рябый В.М. – начальник лаборатории.
Дворяшин А.М. – руководитель группы.
Канунников М.Ю. – первый заместитель директора ОИРМиТ.

Аннотация

В АО «ГНЦ РФ – ФЭИ» исследованы плотность, фазовый состав, микроструктура и теплопроводность сплава U-10 масс. % Zr, изготовленного способом индукционной плавки с последующим литьём в кварцевые формы и точением в размер. Для сравнения исследованы плотность и теплопроводность сплава U-10 масс. % Zr, изготовленного плавкой с последующей экструзией и точением в размер.
Для определения плотности использовался метод гидростатического взвешивания.
Средние значения плотности литого и экструдированного сплавов составили соответственно 98,8 и 97,5 % теоретической плотности, которая рассчитывалась по правилу смесей.
Приведены результаты исследования микроструктуры с помощью сканирующего электронного микроскопа. Показано, что литой сплав U-10 % Zr представляет собой металлическую матрицу, в которой распределены обогащённые цирконием частицы произвольной формы. В металлической матрице основную часть объёма занимает α-U, а также присутствуют выделения d-фазы в виде тонких пластинок. Отмечено более низкое значение микротвёрдости сплава по сравнению с опубликованными в известной литературе данными.
Приведены результаты измерения теплопроводности при температурах от 100 до 750 °С для сплава U-10 масс. % Zr, полученного способом литья, а также экструзией. Для измерения теплопроводности использовался стационарный метод осевого теплового потока (или метод пластины). У образцов сплава, изготовленных разными способами, теплопроводность почти одинакова при 200 °C. С повышением температуры расхождение в теплопроводности между образцами литого и экструдированного сплавов постепенно увеличивается, причём теплопроводность экструдированного сплава оказывается ниже, что особенно заметно в интервале температур 600–750 °C. Проведено сравнение полученных данных с результатами опубликованных работ. Измеренные значения теплопроводности литого сплава U-10 масс. % Zr до температуры 750 °C не расходятся с литературными данными. Обнаружено, что при более высокой температуре происходит размягчение сплава, что, в свою очередь, приводит к деформации испытуемого образца и увеличению ошибки измерения при использовании метода осевого теплового потока.

Ключевые слова
металлическое топливо, сплав U-10 масс. % Zr, плотность, микроструктура, фазовый состав, теплопроводность, литой сплав, экструдированный сплав, метод осевого теплового потока

Полная версия статьи (PDF)

Список литературы

УДК 669.822.5

Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2021, выпуск 3, 3:5