核反應堆用定制石墨模具

要想保證反應堆用定制石墨模具具有良好的核特性，必須考慮具備這樣一些條件:（1）高純度；（2）高密度；（3）對放射線照射穩定；（4）加工精度高；（5）導向性小；（6）熱導率高；（7）耐熱沖擊性大；（8）不產生有害的核分裂物質等。核反應堆用石墨的制造方法，同一般人造定制石墨模具基本相同，但要滿足上面的各種條件，除通常的工序之外，另外還需添加高密度化和高純度化等工序。

現就堆用石墨制造上需要注意的地方，擇其重煅后石油焦點，逐項分別簡單加以敘述。

原料及其處理

人造石墨用的原料是從炭化率高的有機化合物制得的易石墨化的焦炭。理想石墨的體積密度是2.266，把各種炭素原料加熱到3000℃后的密度示于表3-3。從表中數據可知，石油焦的密度僅次于天然石墨，石墨化性也是最好的。此外，石油焦純度高，資源豐富，故為核反應堆用定制石墨模具的最佳原料。以不同產地的原油制備的各種石油焦，其成分也各不相同（見表3-4），最為重要的是石墨化性與破碎性兩者有很大差異。由于有此性質上的差異，所以用不同的石油焦制作的石墨制品，其性質也會根本不同。生焦含有大量（7％15％）的揮發分，因此在使用前，首先在1000~1300℃下煅燒，排除大部分的揮發分，使其充分收縮，以求抑制后道工序中的體積變化。煅后焦的純度非常重要，焦炭中雜質含量因焦炭生產條件的不同而有差異（見表3-5）。這些雜質中，以的危害為圖310反應堆用石墨的生產工藝流程最大，而且在普通的石墨生產工藝條件下難以排除掉，所以應盡量使用硼含量少的原料。煅燒后的焦炭，接著要進行粉碎，粉碎后焦炭顆粒的形狀和以后制品塊的異向性有很大關系。為了避免異向性，要選用使顆粒形狀盡量呈圓形的粉碎方法，一般認為采用氣磨式粉碎機是比較理想的。另外，有對原料進行球化處理，使原料粉成球形（或近似球形）粒度配比能決定制品的密度，所以應通過實驗來確定能獲得最高密度的適當配比。例如，以0.4~0.8mm的顆粒和2~300μm的粉末，以:1的比例配合。還可以往焦炭粒粉中混入極細粉末狀炭黑，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，再加入黏結劑進行混捏。

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