تاثیر عملیات حرارتی بر روی ریزساختار و نفوذ نقره در پوشش های کربنی پیرولیتیک

به طور کامل پذیرفته شده است که ذرات سوخت هسته ای پوشش داده شده ی TRISO (ایزوتروپ سه-ساختاری) دارای قابلیت نگه داری محصولات شکافت تا C۱۶۰۰ هستند، اما بالای این دما محصولات شکافت می توانند از طریق کربن پیرولیتی (PyC) و پوشش های کاربید سیلیسیم نفوذ کنند که می توانند به صورت سدهای محدود کننده در این سوخت عمل کنند. برخلاف سال ها توسعه و تحقیق، در رابطه با محدوده ی دمای واقعی این سوخت اطلاعات کمی موجود است. به منظور درک دمای واقعی این سوخت، پوشش های PyC تولید شده توسط لایه نشانی با بخار شیمیایی بستر سیال در دمای C۱۰۰۰، C۱۴۰۰ و C۱۷۰۰ به مدت ۲۰۰ ساعت در اتمسفر خنثی حرارت دهی شدند. مشاهده شد که بالای C۱۴۰۰ انیزوتروپی، اندازه سامان و درجه ی گرافیته شدن به دو برابر مقدار واقعی آن افزایش می یابد. علاوه بر این، در C۱۷۰۰ بعضی از نمونه ها تشکیل نانو تخلخل ها را نشان دادند، که می تواند به دلیل واقعی بودن محدوده ی دمای بیشینه سوخت یا حداقل به آن مربوط باشد. نفوذپذیری افزایش یافته ی عناصر به دلیل تغییرات ریزساختاری با توجه به آزمایش های نفوذ نقره اثبات شده است. به علاوه، مشاهده شد که تمام نمونه ها سطح یکسانی از گرافیته شدن را تحمل نمی کنند. ، از این رو گمان می رود که پوشش های PyC می توانند قابلیت خود را برای نگه داری محصولات شکافت حتی پس از گردش دمایی بالای C۱۶۰۰ حفظ کنند.

Keywords:

ریزساختار , بخار شیمیایی , لایه نشانی , سوخت هسته ای