takya.ru страница 1
скачать файл


Н.И. БОРИСЕНКО, Г.Р. ПЕТРОСЯН

Электростальский политехнический институт МИСиС
ПРЕССОВАНИЕ УЛЬТРАДИСПЕРСНОГО ПОРОШКА

НИТРИДА БОРА В "СУХОМ" ВИДЕ"
Описана технология прессования заготовок для снаряжения тэн-ов, работающих при больших тепловых нагрузках.
Для моделирования работы ядерных реакторов применяют трубчатые электронагреватели (ТЭНы) с высокой интенсивностью тепловых потоков при весьма ограниченных размерах самого ТЭНа.

Тепловой расчёт и опыт эксплуатации менее теплонагруженных ТЭНов показал, что изоляция в ТЭНе должна обладать теплопроводностью не ниже 10 и электрическим сопротивлением не ниже 100 Ком при температуре 500-800 К.

Поскольку известно, что с уменьшением размеров частиц порошка возрастает количество точек контакта и увеличивается теплопроводность [1], то было решено применить ультрадисперсный порошок нитрида бора, спрессованный по обычной технологии. Другой причиной выбора прессованных материалов было то, что ультрадисперсные частицы имеют более однородную структуру, которая в данном случае зависит только от состояния поверхности частицы и плотности прижатия отдельных частиц друг к другу. Если при изготовлении наполнителя ТЭНа использовать монокристальные наполнители в виде втулок, то при последующей опрессовке втулки трескаются и по трещинам образуются границы с высоким теплосопротивлением, поскольку надёжного контакта образовавшихся поверхностей достичь не удаётся. При опрессовке втулок спрессованных из порошка, последние не разрушаются, а частицы перераспределяются в объёме в соответствии с приложенным усилием и наличием пустот между частицами. При этом количество точек контакта может даже возрасти. Как показали расчёты, а впоследствии и измерения, теплопроводность раздробленных монокристальных наполнителей снижается по сравнению с теплопроводностью монокристалла в 10-15 раз, а теплопроводность прессованных наполнителей достигает уровня 5-6 меньше, чем теплопроводность монокристалла, то есть становится выше теплопроводнсти раздробленного монокристалла. Причем с уменьшением размеров частиц теплопроводность монотонно возрастает.

Основным препятствием для прессования ультрадисперсных частиц стало условие, что при прессовании наполнителей ТЭНов нельзя применять органические пластификаторы и клеящие вещества, то есть прессовать надо "всухую".

И действительно - первые попытки прессования втулок из нитрида бора с размером частиц менее 100 нм, не получились даже при высоких удельных давлениях прессования, почти на пределе текучести материала прессформы.

Выход был найден добавлением частиц порошка бòльшей крупности из материала, не оказывающего существенного влияния на теплоэлектрические свойства изделия и имеющего меньшую твёрдость, чем основной материал теплопроводного наполнителя. Роль присадок была ещё и в повышении коэффициента трения между частицами нитрида бора, поскольку последний – превосходная твёрдая смазка, что также усложняет прессование этого материала. Изделия с различной толщиной стенок, спрессованные по этой технологии показаны на рис. 1. Толщина стенок у наименьшей втулки – 1,2 мм.




Рис. 1. Втулки – изоляторы из нитрида бора

для наполнения ТЭНов. (1)

А – с толщиной стенок 3 мм,



Б – 2 мм, В – 1,2 мм

Применение такой технологии позволило получить требуемые изделия с достаточной прочностью, позволяющей манипулировать ими при снаряжении теплового имитатора ТВЭЛа при сохранении необходимых теплоэлектрических свойств и без разрушения.


Список литературы
1. Нанотехнология в ближайшем десятилетии. Прогноз направления исследований. Издательство «Мир». Под редакцией М. К. Роко. М.: 2002.


скачать файл



Смотрите также:
Описана технология прессования заготовок для снаряжения тэн-ов, работающих при больших тепловых нагрузках
25.28kb.
1. Технология производства гнуто-клееных заготовок из шпона
1163.96kb.
«Производство карбоксиметилцеллюлозы (кмц) и полианионной целлюлозы (пац)». Приведены исходные данные и методика расчета материальных и тепловых балансов производства ингибиторов коррозии
288.06kb.
Технология производства заготовок в машиностроении методом горячей объёмной штамповки
94.8kb.
Предназначен для плоскостной обработки заготовок из различных пород древесины и получения базовой поверхности заготовок высокого качества и широкого диапазона размеров
63.93kb.
Юнусбаев Б. Х. Рефлексивно-оценочная саморазвивающая технология (рост). Учебно-методическое пособие. Уфа: биро, 2007. 238 с
969.01kb.
Инженер Петухов В. В., инженер Вьюгин С. В
34.62kb.
Закрытое формование 02/08 Органические пероксиды для закрытого формования
143.87kb.
Действительно ли история развития тепловых двигателей -это история прогресса?
107.37kb.
Правила технической эксплуатации тепловых энергоустановок
35.76kb.
Рабочая программа дисциплины материаловедение. Технология конструкционных материалов. Форма обучения
166.84kb.
Минимальный перечень снаряжения. Группа
47.91kb.