核反应堆用定制石墨模具

核反应堆用定制石墨模具核反应堆用定制石墨模具

要想保证反应堆用定制石墨模具具有良好的核特性，必须考虑具备这样一些条件:（1）高纯度；（2）高密度；（3）对放射线照射稳定；（4）加工精度高；（5）导向性小；（6）热导率高；（7）耐热冲击性大；（8）不产生有害的核分裂物质等。核反应堆用石墨的制造方法，同一般人造定制石墨模具基本相同，但要满足上面的各种条件，除通常的工序之外，另外还需添加高密度化和高纯度化等工序。

现就堆用石墨制造上需要注意的地方，择其重煅后石油焦点，逐项分别简单加以叙述。

原料及其处理

人造石墨用的原料是从炭化率高的有机化合物制得的易石墨化的焦炭。理想石墨的体积密度是2.266，把各种炭素原料加热到3000℃后的密度示于表3-3。从表中数据可知，石油焦的密度仅次于天然石墨，石墨化性也是最好的。此外，石油焦纯度高，资源丰富，故为核反应堆用定制石墨模具的最佳原料。以不同产地的原油制备的各种石油焦，其成分也各不相同（见表3-4），最为重要的是石墨化性与破碎性两者有很大差异。由于有此性质上的差异，所以用不同的石油焦制作的石墨制品，其性质也会根本不同。生焦含有大量（7％15％）的挥发分，因此在使用前，首先在1000~1300℃下煅烧，排除大部分的挥发分，使其充分收缩，以求抑制后道工序中的体积变化。煅后焦的纯度非常重要，焦炭中杂质含量因焦炭生产条件的不同而有差异（见表3-5）。这些杂质中，以的危害为图310反应堆用石墨的生产工艺流程最大，而且在普通的石墨生产工艺条件下难以排除掉，所以应尽量使用硼含量少的原料。煅烧后的焦炭，接着要进行粉碎，粉碎后焦炭颗粒的形状和以后制品块的异向性有很大关系。为了避免异向性，要选用使颗粒形状尽量呈圆形的粉碎方法，一般认为采用气磨式粉碎机是比较理想的。另外，有对原料进行球化处理，使原料粉成球形（或近似球形）粒度配比能决定制品的密度，所以应通过实验来确定能获得最高密度的适当配比。例如，以0.4~0.8mm的颗粒和2~300μm的粉末，以:1的比例配合。还可以往焦炭粒粉中混入极细粉末状炭黑，能制得1.8g/cm3左右的高密度定制石墨模具。粒度配合好的焦炭，再加入黏结剂进行混捏。