Пироуглерод

Ранее было показано, что для твэлов реакторов ВГР и БГР целесообразно использовать карбидное ядерное топливо. Поскольку совместимостью с карбидным топливом при рабочих температурах обладают в основном хрупкие керамические материалы типа пироуглерода и карбидов металлов, то использовать отработанную конструкцию и технологию изготовления стержневых твэлов оказалось невозможным. [c.12]

Чз табл. 1.2 следует, что в качестве материала сердечников используется не только карбидное, но п окисное топливо. Объясняется это следующим. В последнее время было обнаружено, что реакция окисления пироуглерода с образованием окиси углерода быстро затухает при достижении равновесной концентрации СО. По-видимому, выбор окисного топлива определяется лучшими свойствами двуокиси урана по удержанию [c.14]

Структура и свойства пиролитического графита РуС зависят от параметров технологического процесса (температуры, концентрации метана). При определенных температурах можно получать изотропный пироуглерод с различной пористостью как для первого буферного слоя, так и для плотных запирающих слоев. [c.15]

С целью повышения инертности керамических форм на их рабочую поверхность иногда наносят огнеупорные химически стойкие по отношению к титану покрытия, состоящие из алюминия, титана, вольфрама, молибдена, графита, пироуглерода и других материалов. [c.314]

Некоторое представление о теплофизических свойствах композиционного материала типа Мод 30 можно получить из табл. 6.9. Теплоемкости матрицы и материала мало различаются, и влияние углеродного волокна на значение теплоемкости незначительно. Коэффициенты теплопроводности и линейного расширения а во многом определяются анизотропией матрицы, а также пористой структурой. При высоких температурах (выше 1127 °С) термическое расширение быстро закрывает начальные поры и трещины, поэтому термические свойства композиционного материала приближаются к свойствам твердой фазы углерода [98]. Температурный коэффициент линейного расширения высокоплотного пироуглерода характеризуется высокими значениями в трансверсальном направлении, что в меньшей степени проявляется для композиционного материала. [c.178]

Структура пироуглерода формируется на атомарно-молекулярном уровне и отличается высоким совершенством. [c.86]

Пневматолиты — материалы, образующиеся в результате термического разложения газов и паров (сажи, пироуглероды, пирографиты). [c.10]

Другой способ заключается в пиролитическом разложении газообразных углеводородов, при этом в порах и на поверхности материала осаждается плотный слой углерода. Как видно из табл. 1.7, больший эффект пропитки пироуглеродом наблюдается при испытании на сжатие. При испытаниях на растяжение и изгиб упрочнение практически одинаково. [c.26]

Зависимость механических свойств графита марки ГМЗ от степени уплотнения пироуглеродом при температуре испытания 20== С (по данным В. Н. Барабанова) [c.27]

I — нефтяной кокс 2 — пироуглерод [c.33]

Влияние уплотнения пироуглеродом различных марок графита на его формоизменение (облучение при 140° )J [c.173]

С относительное изменение высоты кристаллитов резко снижается. При температуре выше 500° С у обладающих низкой степенью совершенства кристаллической структуры пироуглеродов изменение [c.195]

Покрытия образуются в результате осаждения на топливной частице пиролитического углерода в кипящем слое. Обычно первый слой пироуглерода имеет низкую плотность и служит резервуаром для сбора газообразных продуктов деления и буфером для компенсации изменения размеров частиц и наружных слоев. Следующий слой представляет собой высокоплотный пиролитический углерод, окруженный слоем карбида кремния, который, в [c.126]

Рост волокон в толщину за счет послойного осаждения пироуглерода. [c.25]

Структура получаемых волокон зависит от конкретных условий роста пироуглерода (давление метана и его градиент по длине волокна, температуре подложки и т. д.). [c.25]

Использование керамического ядерного горючего в виде сферических микротопливных частиц с многослойным защитным покрытием из пироуглерода и карбида кремния, обеспечивающих высокое удержание твердых и газообразных продуктов деления и, следовательно, малую активность первого контура при большой глубине выгорания ядерного горючего и высокой температуре микротвэлов (до 1300—1500° С) [2]. [c.3]

МПа [7]. Реактор предназначен в основном для исследования керамического микротоплива при рабочей температуре выше 1600° С. Опыт эксплуатации этого реактора с карбидным микротопливом с многослойным покрытием из пироуглерода оказался успешным активность первого контура не превышала 2 Ки. [c.6]

Радиационные исследования микротвэлов показали, что вег роятность разрушения защитного покрытия увеличивается с повышением температуры, увеличением интегрального потока быстрых нейтронов и глубины выгорания ядерного топлива. Разрушение плотного пироуглеродного двухслойного покрытия происходит в результате образования трещин, либо из-за увеличения давления газообразных продуктов деления и распухания сердечника, причем в этом случае трещина начинает образовываться на внутренней поверхности защитного слоя, либо из-за упадки наружного слоя плотного пироуглерода в результате воздействия значительного интегрального потока быстрых нейтронов, и тогда трещина образуется на наружной поверхности микротвэла. Анализ более 100 радиационных исследований микротвэлов в США и ФРГ подтвердил справедливость предложенной расчетной модели [16]. [c.16]

Максимально допустимая при длительной эксплуатации температура микротвэлов в настоящее время составляет 1300° С, хотя имеются данные, подтверждающие возможность работы микротвэлов и при более высоких температурах (особенно для микротвэлов с двухслойным покрытием только из изотропного пироуглерода). При температуре выше 1600°С покрытие из карбида кремния разрушается в результате химического взаимодействия с карбидом урана и образования легкоплавкой эвтектики. [c.16]

В твэлах реактора AVR используются микротвэлы с карбидными топливными сердечниками и двойным пироуглеродным покрытием, в твэлах реактора THTR-300 — окисные топливные сердечники с тройным покрытием из пироуглерода и карбида кремния. В качестве делящегося материала используется (обогащение 93%) в смеси с воспроизводящим материалом — торием. Объемное содержание микротвэлов в топливном сердечнике ТВЭЛа реактора AVR около 8%, а в реакторе THTR-300 не превышает 17%, что практически не сказывается на прочности графитовой матрицы. [c.26]

Химическая инертность гелия и возможность высокой степени его очистки от примесей в контуре опытных реакторов ВГР позволяют использовать в качестве оболочек твэлов не только нержавеющие стали, но и ванадий, пироуглерод, карбид кремния и другие керамические материалы [21]. По-видимому, одно из основных преимуществ применения гелия — это возможность использовать в качестве топлива карбиды урана и плутония, что сулит существенное увеличение коэффициента воспроизводства по сравнению с окисным топливом. Нулевая активация гелия, отсутствие существенного замедления им быстрых нейтронов при прохождении через активную зону реактора БГР, а также успешное решение задачи удержания продуктов деления в микротвэлах с керамическими защитными слоями при больших значениях глубины выгорания и возможность непосредственного охлаждения микротвэлов газовым теплоносителем — все эти положительные факторы позволяют реактору БГР конкурировать с реактором-размножителем БН. Основной недостаток гелиевого теплоносителя по сравнению с натриевым — трудности отвода тепла остаточного тепловыделения в аварийных ситуациях при потере герметичности основным [c.31]

Весьма показательны в отношении влияния матрицы также результаты, полученные на цилиндрических образцах методом карбонизации исходной полимерной матрицы и методом осаждения пиролитического графита [111]. Композиционные материалы с пироуглеродной матрицей получали пятикратным осаждением пироуглерода из метана при 1100 С. Продолжительность каждого цикла пиролиза 150 ч. После последнего цикла была проведена графитизация в течение 2 ч. Процесс получения композиционного материала путем карбонизации исходной полимерной матрицы состоял из 13 циклов пропитки ткани фенольной смолой и последующей карбонизации. После пяти, десяти и тринадцати циклов производилась графитизация при 2760 °С. [c.179]

Пироуглерод имеет плотность, близкую к теоретической, высокую прочность и химическую стойкость, непроницаем для газов и лсйдкостей. [c.86]

Эфдекгивнов уплотнение графитовой основы может быть достигнуто путем осаждения пироуглерода в порах. В связи с этим знание зависимости глубины отложения пироуглерода в порах графита от условий пиролиза имеет большое практическое значение. Опубликованные по этому вопросу сведения противоречивы и недостаточно проверены. [c.86]

Математическую зависимость мевду значениями основных параметров процесса осаждения пироуглерода в порах графита и глубиной зоны реакции пиролиза метана "х" получили, решая уравнение материального баланса для элементарного объема поры диаметром d, предполагая, что скорость реакции Кц в этом объеме равна разности меяяу количеством газа, диффувдирующим в объем и выходящим из него, а реакция протекает на поверхности пор и имеет первый порядок. Концентрацию газа во внешнем потоке обозначим через, на расстоянии х по длине поры с . [c.86]

Уравнение материального баланса для процесса осаждения пироуглерода во внутрвдиффузионной области в гипотетической noj)e имеет следующий ввд [c.86]

Имея в виду первый порядок реакции, значения концентраций в уравнении 2 могут быть заменены весовыми количествами пироуглерода ЛР, осадившегося на соогветствущей глубине поры. Переходя к десятичным логарифмам, подучаем [c.87]

Осаждали пироуглерод из природного газа на внешней поверхности и в порах графита, основное количество которых, по данным ртутной порометрии, имело размеры 10-20 мкм. Пиролиз проводили при температуре 1000-1300°С и остаточном давлении 50-300 мм рт.ст. [c.87]

На рисунке приведена зависимость распределения пироуглерода по глубине графита и график функции ig -х. Гхубина зоны реакции достигала 7-20 . Показано, что распределение пироуглерода по глубине графита во внутридиффузионной области в полулогарифшческом масштабе действительно подчинялось закону прямой, что подтверждает обоснованность предположений, сделанных при выводе уравнений I и 2. Расчеты по формуле 3 показали, что основное количество пироуглерода осаадалось в порах размером 80-Ь5 мкм. Эти результаты свидетельствуют о занижении эффективных размеров пор, определяемых методами ртутной порометрии. Получены образцы графита с проницаемостью 10 -10" см /с. [c.87]

Как пример материала с кристаллитами большого размера можно привести графит марки PGA, обладающий более высокой размерной стабильностью. Аналогичные результаты были получены на модельном материале—-изотропном пироуглероде. Для этого материала относительное радиационное изменение размеров образцов, как показал Келли [214], экспоненциально уменьшается с увеличением размеров кристаллитов. Таким образом, радиационные размерные изменения непосредственно связаны со структурой исходных материалов. Сырье для реакторного графита не должно содержать плохографитирующихся компонентов, образующих области с пониженной степенью совершенства. [c.165]

Плотность углеродных материалов меняется в широком диапазоне. Ее можно увеличить одной или несколькими унлот няющими пропитками различными имнрегнатами (пеком, смолами, фуриловым спиртом, пироуглеродом) или путем термомеханической обработки. В последнем случае возрастает также анизотропия материала. Термообработка графита после уплотнения может изменить совершенство кристаллической структуры материала. [c.172]

Уплотнение пироуглеродом при 1000—1200° С также приводит к снижению радиационного роста при низкотемпературном (140° С) облучении по сравнению с неуплотненным материалом (табл., 4.11). В данном случае система двухфазная, и каждая фаза, обладая своей скоростью формоизменения, вносит свой вклад в общий эффект. Если же уплотнению пироуглеродом подвергнуть не графит марки ЕР, а его полуфабрикат, то уплотнение практически не сказывается на снижении скорости роста, поскольку в состав материала входит уже около половины неграфитированного компонента — полукокса. [c.174]

При уплотнении как смолой, так и пироуглеродом уменьшение радиационного роста обусловлено большей склонностью к сжатию менее совершенного импрегната. В самом деле, термообработка такой композиции при 2000° С приближает величину радиациоиного роста к росту неуплотненного графита. Так, при флюенсе 1,4нейтр./см и температуре 140° С относительное изменение длины образцов равно [c.174]

Исследования при высокотемпературном облучении большими флюенсами модельных материалов — пироуглерода и пирографита — выявили влияние плотности на размерные эффекты. У изотропных пироуглеродиых материалов, осажденных как при низкой, так и при высокой (выше 1600°) температуре, при облучении флюенсом 8-10 нейтр./см при 600—1400°С радиационное изменение линейных размеров, как показано Стивенсом и Бокросом [214], снижалось по мере возрастания исходной плотности. Скорость начального сжатия изотропного пиро-углерода (с одинаковой степенью совершенства) резко снижается с увеличением плотности от 1,55 до 1,95 г/см . Зависимость размерных изменений от плотности сохраняется и в области вторичного роста (распухания) более плотные материалы распухают сильнее. [c.174]

Сопоставляя размерные изменения таких модельных образцов с их плотностью, авторы названной работы показали, что в результате облучения при 1250" С образцы с низкой плотностью ( 1,60 г/см ) сжимаются в обоих направлениях, причем анизотропия формоизменения невелика. Повышение плотности сопровождается резким увеличением анизотропии размерных изменений. Эффект повышения анизотропии связывается с возникновением в исходном турбостратном пироуглероде высокотекстурованных областей, зафиксированных авторами при микроструктурном исследовании образцов. [c.189]

Радиационные изменения размеров кристаллитов AXJX , AXJXa определены Бокросом и Прайсом [163] из размерных изменений различных графитовых материалов и в том числе пироуглеродов и пирографита (рис. 4.22). Из этих данных также следует, что с ростом температуры облучения до 400— [c.195]

Перспективны для использования в газоохлаждаемых быстрых реакторах микротвэлы на и02 или Рп02 с покрытием соответственно хромом или пироуглеродом и карбидом кремния. Такие покрытия, как показал опыт, не только предохраняют топливо от коррозионного воздействия теплоносителя, но и эффективно удерживают радиоактивные осколки деления [1.36, 1.37], В настоящее время в ФРГ, Англии, Франции, Бельгии отработана технология получения микрочастиц величиной 200 — [c.28]

Пироуглеродные волокна образуются только при определенной концентрации углеводорода (метана). При этом часть пироуглерода осаждается в виде сплошного покрытия, другая часть формирует углеродные волокна. Эти волокна являются поликристаллическими и состоят в основном из углерода турбостратной структуры с размерами кристаллитов 40 А и высокой степенью ориентации гексагональных слоев относительно оси волокна (рис. 1.12). [c.23]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...