wt%，混合均勻制成封裝劑，封存?zhèn)溆谩?br>[0052]步驟四、預(yù)封裝。
[0053]從步驟三所配封裝劑中取適量，在SiC/SiC包殼管和SiC/SiC塞頭的待封裝面均勻涂上封裝劑，且在儲料區(qū)填滿封裝劑。將涂有封裝劑的塞頭塞入包殼管內(nèi)，并清理SiC/SiC包殼管外殘留物，完成預(yù)封裝。
[0054]步驟五、封裝。
[0055]將步驟四預(yù)封裝件放入真空爐，在真空環(huán)境中，按升溫速率5°C/min從室溫升至1420°C，保溫45min;再以降溫速度2°C/min降溫至1350°C，并保溫60min ；最后以降溫速度5°C/min降至室溫。完成SiC/SiC包殼管無鉚釘結(jié)構(gòu)的端口封裝。
[0056]實(shí)施例三:
[0057]本實(shí)施例是在SiC/SiC復(fù)合材料包殼管上，采用含鉚釘?shù)姆庋b結(jié)構(gòu)，對核包殼管端口進(jìn)行封裝。所涉及到的SiC/SiC復(fù)合材料包殼管尺寸:外徑11.70mm、管厚1.5mm、管長150mmο
[0058]本實(shí)施例的具體過程包括以下步驟:
[0059]步驟一、封裝結(jié)構(gòu)設(shè)計及端頭加工。
[0060]包殼管的端口封裝結(jié)構(gòu)設(shè)計為:塞頭帶鉚釘連接設(shè)計，在SiC/SiC復(fù)合材料的塞頭設(shè)計封裝劑的儲料區(qū)。根據(jù)設(shè)計加工SiC/SiC復(fù)合材料塞頭、SiC/SiC復(fù)合材料包殼管以及鉚釘?shù)?見圖2)，其中鉚釘孔直徑為?1.5_，鉚釘直徑為?1.5_。
[0061 ]步驟二、清洗待連接件。
[0062]將塞頭、包殼管及鉚釘放入酒精中超聲波清洗30min，將清洗后的塞頭和包殼管放入烘箱中烘干，烘箱溫度為200°C，烘干時間為3h。
[0063]步驟三、配備封裝劑。
[0064]采用尺度在0.5μπι的Y203、A1203、Si02三種粉料，其配比質(zhì)量比為:Y203 10%、Α120340 %、Si02 50 %，將三者混合球磨5h，使其混合均勻。取適量混合料，并加入酒精，加入的酒精量是混合料的60wt%，混合均勻制成封裝劑，封存?zhèn)溆谩?br>[0065]步驟四、預(yù)封裝。
[0066]從步驟三中取適量封裝劑，在SiC/SiC包殼管和SiC/SiC塞頭的待封裝面以及鉚釘表面均勻涂上封裝劑，且在儲料區(qū)填滿封裝劑。將涂有封裝劑的塞頭塞入包殼管內(nèi)，并將鉚釘鉚入鉚釘孔，清理SiC/SiC包殼管外殘留物，完成預(yù)封裝。
[0067]步驟五、封裝。
[0068]將步驟四中已裝配完成的預(yù)封裝件放入真空爐，在真空環(huán)境中，按升溫速率5°C/min從室溫升至1420°C，保溫45min;再以降溫速度2°C/min降溫至1350°C，并保溫60min;最后以降溫速度5°C/min降至室溫。完成鉚釘結(jié)構(gòu)的端口封裝。
[0069]實(shí)施例四:
[0070]本實(shí)施例是在SiC/SiC復(fù)合材料包殼管上，采用螺紋封裝結(jié)構(gòu)，對核包殼管端口進(jìn)行封裝。所涉及到的SiC/SiC復(fù)合材料包殼管尺寸:外徑12.30mm、管厚1mm、管長135mm。
[0071]本實(shí)施例的具體過程包括以下步驟:
[0072]步驟一、封裝結(jié)構(gòu)設(shè)計及端頭加工。
[0073]包殼管的端口封裝結(jié)構(gòu)設(shè)計為:塞頭帶螺紋連接設(shè)計，在SiC/SiC復(fù)合材料的塞頭設(shè)計封裝劑的儲料區(qū)。根據(jù)設(shè)計加工SiC/SiC復(fù)合材料塞頭、SiC/SiC復(fù)合材料包殼管等(見圖3)，其中螺牙深度為?0.2mm。
[0074]步驟二、清洗待連接件。
[0075]將SiC/SiC復(fù)合材料塞頭和SiC/SiC復(fù)合材料包殼管放入酒精中超聲波清洗30min，將清洗后的塞頭和包殼管放入烘箱中烘干，烘箱溫度為200°C，烘干時間為3h。步驟三、配備封裝劑。
[0076]采用尺度在0.5μπι的Y203、Al203、Si02三種粉料，其配比質(zhì)量比為:Y203 10.31 %,Α12θ3 14.77%、Si02 74.92%，將三者混合球磨4h，使其混合均勻。取適量混合料，并加入酒精，加入的酒精量是混合料的70wt%，混合均勻制成封裝劑，封存?zhèn)溆谩?br>[0077]步驟四、預(yù)封裝。
[0078]從步驟三中取適量封裝劑，在SiC/SiC帶螺紋包殼管和SiC/SiC帶螺紋塞頭的待封裝面均勻涂上封裝劑，且在螺紋凹槽區(qū)填充封裝劑，并在儲料區(qū)填滿封裝劑。將涂有封裝劑的塞頭螺旋擰入包殼管內(nèi)，并清理SiC/SiC包殼管外殘留物，完成預(yù)封裝。
[0079]步驟五、封裝。
[0080]將步驟四中預(yù)封裝件放入真空爐，在真空環(huán)境中，按升溫速率5°C/min從室溫升至1450°C，保溫45min;再以降溫速度2°C/min降溫至1380°C，并保溫60min;最后以降溫速度5°C/min降至室溫。完成SiC/SiC包殼管螺紋結(jié)構(gòu)的端口封裝。
【主權(quán)項】
1.一種SiC/SiC復(fù)合材料塞頭，其特征在于:塞頭為T型圓柱形結(jié)構(gòu)，T型結(jié)構(gòu)堵頭的下端設(shè)有置放封裝劑的儲料區(qū)凹槽。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述SiC/SiC復(fù)合材料塞頭，其特征在于:在凹槽與堵頭之間設(shè)有鉚釘孔。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述SiC/SiC復(fù)合材料塞頭，其特征在于:T型結(jié)構(gòu)堵頭的下端設(shè)有連接螺紋。4.一種利用權(quán)利要求1SiC/SiC復(fù)合材料塞頭實(shí)現(xiàn)SiC/SiC復(fù)合材料核包殼管端口封裝的方法，其特征在于步驟如下: 步驟1:將SiC/SiC復(fù)合材料塞頭、SiC/SiC復(fù)合材料包殼管放入酒精中超聲波清洗30min?60min，將清洗后的塞頭和包殼管放入烘箱中烘干； 步驟2:將封裝劑涂覆在SiC/SiC塞頭和SiC/SiC包殼管內(nèi)壁，并使得SiC/SiC塞頭的儲料區(qū)凹槽內(nèi)充滿封裝劑，然后將塞頭裝入SiC/SiC復(fù)合材料包殼管待封裝端口，并清理塞頭和SiC/SiC包殼管外殘留物，完成預(yù)封裝； 步驟3:將預(yù)封裝件放入真空爐，在真空環(huán)境中，按升溫速率5?20°C/min從室溫升至1360°C?1420°C，保溫30min?45min;再以降溫速度1?2°C/min降溫至1300°C?1350°C，并保溫60min?75min;最后以降溫速度5?20°C/min降至室溫。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述SiC/SiC復(fù)合材料核包殼管端口封裝的方法，其特征在于:當(dāng)SiC/SiC復(fù)合材料塞頭采用權(quán)利要求2所述結(jié)構(gòu)時，需要在步驟1中清洗烘干穿入鉚釘孔的鉚釘，在步驟2將塞頭裝入SiC/SiC復(fù)合材料包殼管待封裝端口后將鉚釘鉚入鉚釘孔中。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述SiC/SiC復(fù)合材料核包殼管端口封裝的方法，其特征在于:當(dāng)SiC/SiC復(fù)合材料塞頭采用權(quán)利要求3所述結(jié)構(gòu)時，需要在SiC/SiC復(fù)合材料核包殼管端口的內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)，在步驟2將塞頭通過螺紋旋入SiC/SiC復(fù)合材料包殼管端口。7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述SiC/SiC復(fù)合材料核包殼管端口封裝的方法，其特征在于:所述烘箱溫度為150?200°C，烘干時間為2-4h。8.—種用于權(quán)利要求4?6所述SiC/SiC復(fù)合材料核包殼管端口封裝的方法的封裝劑，其特征在于組份為Υ203、Α1203和Si02;質(zhì)量配比為:10%?20%的Y203、20%?40%的A1203、40%?70%的Si02;組合物中各組分的質(zhì)量百分比之和為100%。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的封裝劑，其特征在于:所述Y203、A1203和Si02的粒度為0.1-1微米。10.—種制備權(quán)利要求8或9所述封裝劑的方法，其特征在于步驟如下: 步驟1:將質(zhì)量配比為10 %?20 %的Y203、20 %?40 %的Α1203、40 %?70 %的Si02進(jìn)行混合球磨； 步驟2:加入酒精混合均勾制成封裝劑，所述加入的酒精量為混合料的90wt %。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種SiC/SiC復(fù)合材料核包殼管端口封裝的塞頭及封裝方法，在SiC/SiC復(fù)合材料核包殼管端口封裝的塞頭上設(shè)有凹槽，使其端口既具有良好的氣密性，又能抵抗核反應(yīng)時產(chǎn)生的氣體內(nèi)脹力，防止核輻射泄露。同時采與SiC/SiC復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)相近、潤濕性良好的殼管封裝劑材料進(jìn)行封口。本發(fā)明的有益效果是：通過本發(fā)明中設(shè)計的SiC/SiC包殼管的端口封裝結(jié)構(gòu)及封裝技術(shù)使其端口既具有良好的氣密性，也防止核反應(yīng)時產(chǎn)生的氣體內(nèi)脹力使得塞頭迸出，防止核輻射泄露，提高核反應(yīng)堆運(yùn)行的安全性。
【IPC分類】G21C3/06, C03C8/24, G21C3/12, C04B37/00
【公開號】CN105469839
【申請?zhí)枴緾N201511008388
【發(fā)明人】范尚武, 王園, 張立同, 成來飛, 李曉強(qiáng)
【申請人】西北工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年12月29日