Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Атомная структура конструкционных материалов ТВЭЛов ВТГР (определенная методом нейтронографии) Батурин, Вадим Геннадиевич

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Батурин, Вадим Геннадиевич. Атомная структура конструкционных материалов ТВЭЛов ВТГР (определенная методом нейтронографии) : автореферат дис. ... кандидата физико-математических наук : 01.04.07.- Москва, 1991.- 19 с.: ил.

Введение к работе

АКТУАЛЬНОСТЬ 7ЕШ. Атомныэ энерготехнологическио комплексы на базе высокотемпературных газоохлагедаемых реакторов (ВТГР) модульною типа могут явиться универсальным источником зпвргии для производства электричества и выеокопотенциАльного тепла для химической промышленности и металлургии. Отличительная особенность ВТГР - применение тонкодиснероного ядерного топлива, заключенного в несколько термо- и рздизігпоішостопких газонепроницаемых оболочек-Материалами твелоз могут служить: пиролическиЯ углерод, карбид кремния, их смесь, композит на основе порошка графита, которые часто находятся в неравновесном состоянии и проквлявт большое многообразие свойств в зависимости от условий их получения: температуры и скорости пироличвского осаждения, выбора газовых компонентов , исходного сырья, состава катриньсс композиции, а тага:з от созоркенстза их атомной, микроскопнтоской структур и фазового состава. Следовательно контроль структурных параметров необходим на всех этапах разработки и изготовления запить:-їх лнролических покрытий и матричных графитов твалов ВТГР. Наиболее широко для этих целей до сих пор использовались рентгенография и электронная микроскопия. Однако,для исследования и аттестации данных материалов с большш успехом ко:івт быть применен третий прямой дуіфрагаїиотггіьй ?детод структурного анализа - нейтронография, который из-за некоторых особотшостеи взаимодействия нетронов с твердым телом, в частности, отсутствия угловой зависимости амплитуды когерентного рассеяния и большей лроникаул'эй способности, чем у рентгеновских лучей и электронов, позволяет получить более полнуэ и достовернуя структурнуа информацию.

ЦЕЛЬ РАВОТЫ заключалась в создании методик и определении с помодья нейтронографии основных параметров атомной и надмолекулярной структуры конструкционных материалов твэдов ВТГР на основе углерода и карбида кремния в зависимости от условий их получения и прогнозировании на основе полученгнш структурных данных эксплуатационных свойств этих материалов.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА состоит в целенаправленном применении нейтронографии для определения атомной и надмолекулярной структуры конструкционных материалов твэлов БТГР при реализации которого получены новые результаты:

- предложена методика количественного определения
совершенства атомной структуры карбида кремния в смешанных
покрытиях;

разработано устройство для монохроматизации холодных нейтронов -фильтр нейтронов кратных порядков отражения, признэный изобретением (а.с. JB 151238Э);

определены стелеїш несовершенства атомной структуры пироуглародных, карбидокромнповых к смешанных покрытий, анизотропии матричных графитов.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ. Полученные зависимости параметров атомной и надмолекулярной структуры конструкционных материалов ка основе углерода и карбида кремния позволили объяснить поввдвнио этих материалов в экстремальных условиях , прогнозировать их радиационно-физические свойства (прочность. радиационную стойкость, газопроницаемость) и были использованы в НПО "Луч" при комплексной аттестации характеристик покрытий микротвзлов и матричного графита твэлов ВТГР, что подтверждено актом об использовании результатов работы. Предложенные устройства для монохроматизации тепловых и холодных нейтронов (фильтр нейтронов кратных порядков отражения и светосильный кристалл - монохроматор) существенно расширяют возможности нейтроногрзфического эксперимента и могут быть использованы во всех ядерно-физических центрах для повышения интенсивности пучков монохроматических нейтронов.

ДОСТОВЕРНОСТЬ результатов подтверждается большим объемом согласующихся экспериментальных измерений выполненных с помощью прямого метода структурного анализа, применением современных' математических методов и вычислительной техники при обработке экспериментальных данных , подтверждением ряда структурных

параметров, определенных в диссертации нейтронографически, в независимых измерениях методами рентгено- и электронографии, а также литературными данными.

-параметры атомной и надмолекулярной структуры покрытий из пиролитического углерода, карбида кремния, их смесей, матричного графита и его компонентов, а также их зависимости от условий изготовления;

способ определения концентрации одномерно-разупорядоченной фазы в карбиде кремния по ушрению основания дифракционного максимума;

способ изготовления из пластин фторфдогопита кристалл-монохроматора тепловых и холодных нейтронов с повышенной светосилой;

устройство для монохроматизации пучка холодил нейтронов -фильтр нейтронов кратных порядков отражения - состояло из поликристаллического бериллия и квэзимонокристалла пирографита.

АПГ0БА1Г/Я РАБОТЫ. Результаты работы докидывались на научных конференциях ?,WM (Москва, 1934, 1987 г.), "ожтраслевом семинара "Ачомко-водородаая энергетика и технология" (Москва, 1959 г.). межотраслевых семгазрах "Проблемы обработки твзлов на основе микротвзлов для ШТР" (Подольск, 1385-1989 г.г.). Уральской ккола по использованию рассвеяния нейтронов в физика конденсированного состояния (Заречный, 1939 г.). Всесоюзном коордш.ацпошюм совещании по использования ядерак реакторов (Сбгашск, 1988 г.), :<: рабочем совецгіг.пі по использовать нейтронов в физика твердого тела (Ленинград, 1931 г.).

ПУКЛККЛц"йИ. По материалам диссертации были опубликованы 4- пвчатьыэ

рЗібОІЬІ.

СТРУКТУРА ДКССКРТАІГлїї. Диссертация состоит из взедошія, трех глав

и заключения, содержит 121 страницу машинописного текста, включая 24 рисунка, 10 таблиц и список литературы 121 наименования.

В разрабатызнемых ВТГ? модульного типа предполагается использовать дисперсное ядерное топливо (микротвэлы) в видь кера.татческих микросфер, герметизированных четырьмя залщтс&ми слоями пиролитического углерода и карбида кремния /I/. Защитные покрытия наносятся на микросфэры в аппарате ксевдоолзтапнного слоя и должны обладать следующими свойствами: механической прочностью, химической и радиационной стойкостью, ГерМбТИЧ'гіОСТЬЮ по отношения к продуктам деления. Микротвэлы, в свої) очередь, запечатываются в

Il^'THW-HHbie ГрафИТОВЫё бЛГ>КЙ СферИЧеСКОЗ ИЛИ ПрИЗМаТИЧейКОЯ фОрМЫ

(тга.'гн). К материалу твэлов предъявлял? ся те v.e ЖЄСТКИ& требования, причем необходимые свойства должны достигаться без ныокотечпегмгурной С более 1800 С) обработки графита, чтобы на ухудшить характеристик занятных лиролжических покрытий. В качестве материала твзлов предполагается использовать композиції» иа порошка гр«іфйі'А, цементированного кчменноуюльньм пеко;.» шк виролитичекким углеродом.

Пироуглеродные защитные покрытия викрої валов служат основным
барьером на пути мі-ігрйции из тоїишвноі'о керна продуктов деления,
обеспечивает целостность конструкции микротвэла в процессе
прессования тнілз и химическую aanttrry СЛОЙ карбида КреМНКЯ. В
зависич'.-сти от условий с.\'втьъл в аппарате ]к~.еил"олжеьГ"07о слоя:
тембра гуры, вида газа-реагента к т.п. л.фоуглеродные по>;рытия
М'.туї бы1ь вксоколлотны*и. упорядоченными нп основе
кристаллической решетки графита, или ркпшгми. амортизированными.
Соответственно, в широких пределах изменяется и физические
характеристик*; таких покрытий. Степень совершенства

атомно-кристалличеокой структуры пироуглеродньи покрытий принято характеризовать следующими параметрами: коэффициентом анизотропии, средний размером атомного слоя и толщиной пакета таки слоез, концентрацией мнкропор со средним размером нирядка 10 нм. На

основз ре.отгенодифрйкционньж и электрономикроскопических данных
введена классификация микроструктуры покрытий с точки зрения
способа объединения кристаллитов в более крупные агрегаты:
мозаичные, волоконные и слоистые /2/, Информация о тигге структуры
пироуглиеродных покрытий . средних размерах кристаллитов и

микропористое позволяет достаточно надежно связать параметры процесса осаядения со свойствами осажденных защитных покрытий.

Карбидокремниевые запретные покрытия герметизирует микротвэлы

но отношению к твердым продуктам деления,, играют важную роль в

механическом совершенстве частицы за счет высокой стабильности sic

под облучением. Слои карбида кремния осаждается в аппарате

асевдоокияенного слоя терморазло:кенпем метилтрихлорсилзна з

присутствии водорода (и аргона) при температурах 1500-1700 С.

'читается, что необходимыми свойствами могут обладать

зысокоплотныз. стехиометричный, монофазныа, стабильные до 1000 С

;:с покрытия. Экстремальные условия ппролитичеекого осаадения,

будучи неравновесными, могут приводить к синтезу материала с

іефектяой атомпо-крксталлическоії структурой. Дефектность

сражается в нарушении порядка упаковки атомных слоев, либо в

'бразонагегл кетаптабшгьных политипов карбида кремния. Контроль

труктурнК'Х парамзтроз осуществляется, как правило, методами

ентгенографнл и электронной микроскопии. Однако, анализ

птературкых данных позволяет сделать вывод о слабой

увстянтельноетп рентгенографии к дефектам упаковки атомных слоев,

;споло>/еь:ньк паралле;гьно поверхности осатдения zic поісритий. Ке

&шен такта в настоящее время вопрос о природо тонкой полосчатой

груктуры с периодом 20-50 mi, видимой на микрофотографиях

Зразцов /3/.

Матричные композиции на основа порошков графита и їмонкоугольного пока в качестве связумоего предполагается -пользовать для компактированяя мпкротвэлой в протяженные блоки I/. Известно, что графит, применяемой в качества наполнителя, іеет кристаллическую решетку с сильной связью а і омов в аТОЧНЫХ юскостях. Мояду собой атоккко слои связан}..; слабыми ін-дер-Ваальсовьї-пі силами, что определяет высокую анизотропию

свойств кристаллита и проявляется в текстурируемости порошков при прессовании. Степень текстурируемости материала зависит, главным образом,от способа формирования изделия и степени анизометричности частиц порошка и исследуется измерением электросопротивления . или прямым методом структурного анализа (рентгенографией) по интенсивности дифракционного отражения от атомных слоев.

Каменноугольный, пек представляет собой неравновесную углеродную фазу с аморфизированной структурой, степень порядка которой повышается с ростом температуры обработки. Известно, что графитация турбостратного углерода протекает обычно при температуре выше 2200 С, но для неокислонных, богатых водородом коксов температура графитации может понижаться на несколько сотен градусов.

В диссертации отмечаются преимущества метода дифракции нейтронов перед более распространенным методом рентгенографии при исследовании совершенства атомно- кристаллической структуры Фрагментов покрытий сферических частиц и образцоз композиционных материалов на основе графита. Преимущества обусловлены большей проникающей слособностьв нейтронов по сравнению с рентгеновскими лучами, возможностью использовать длинноволновое излучение для исключения многократного рассеяния на малых углах.

Измерения порошковых н&йтрондкфракционнмх картин на больших углах рассеяния проводились на двухосном дифрактометре с суперпозиционной 16-ти детекторной системой регистрации нейтронов, расположенном на горизонтальном канале 3 ИРТ МИФИ /5/. Длина волны монохроматических нейтронов составляла 0.1064 нм. Маяоугловые дифракторзммы измерялись на ушшерсальной нейтронографической установке ШШ, созданной на горизонтальном канале #9 на базе дифрактоыетра ск-50і польского производства и сдвоенного монохроматора нейтронов clj. В качестве кристалл-монохроматоров в этой работе использовались ' пакеты пластин фторфлогопита, что позволило получить монохроматический пучок холодных нейтронов в широком диапазоне длин волн: 0.5-1.3 нм. В экспершвктах. описанных в диссертации использовались нейтроны с х=0-7нм- Фильтрация кратных порядков отражения

осуществлялась пропусканием пучка нейтронов через поликристалл бериллия. Для повышения светосилы установки были разработаны специальный способ укладки пластин фторфлогопита и оригинальный фильтр кратных порядков отражения с2~, применение которых привело к суммарному 4-х кратному росту светосилы установки. Далее приводится описание этих устройств.

Монокристаллы фторфлогопита имеит высокое меяшлоскосткое расстояние (0.98 юл) и могут применяться для мокохроматизации холодных нейтронов с длиной волны до 1.8 нм. Средние толщины таких монокристаллов составляет 0.5 мм, причем отражающие плоскости в них всегда параллельны поверхности. Для получения отралвіпюго пучка нейтронов с максимальной плотностью пластины должны собираться в пакет толщиной 6-8 мм. В данной работе было предложено расщеплять пластины фторфлогопита на тонкие слои J. и укладывать их в пакет со сдвигом на величину h = <а$р, что позволило получить угол ft между отракамйми плоскостями и поверхностью пакета и, в соответствии с выражением-.

k-23ir,{0+p}/tzini6tft) + t,in(.0-ft))

при оптимальном угле /?=о/2, где 2о--40 град. - у гол рассеяния,

получить Быигул-Си (.'-<) з плотности потока монохроматических нейтронов в Т.5 раза.

Пучок нейтронов, отраженный крикталл-монохроматором, содсригг помимо оскозной длины волны х ряд кратных х^ - х/п, где п - целое число, для исключения нейтронов с кратными длинами волн мо;-:з? использоваться поликристаллптесккй фильтр из бериллия, имеьгдий граничную длину волны поглощения равную 0.335 нм. Для повышения эффективности фильтрации предложено выводить из пучка наиболее интенсивную компоненту среди нейтронов кратных порядков страдания с помощью кристалл-монохроматора из пирографпта, расположенного под углом ф к осп нейтронного пучка. Угол ф Еыб;гралсл in; условия Вульфа-Врэтта:

1 ' 2<ізіг.'/.= \

где j - м&:і,"ц;оскостноє рлсстояігне в шгрографите. Реализация предложенного устройтсва позволила при сохранегагп коэффициента Фильтрации уметіьшить рзбочуз длину поликристалла бериллия и

получить за счет этого выигрыш в светосиле в 2-3 раза.

Метод калоуглозого рассеяния згршэнядоя для определения концентрацій н&однородностеи плотности (пор) со средник размером 10 гал в п-ироуглеродных покрытиях микротвзлов. Известно /6/, что дифференциальное с&чекиа рассеяния тепловых нейтронов в расчете на один атом образца описызается выражение?.!:

do/dCl-l/K С-^схрС i«r)p)dr }2

где и - число атомоз в образив» * - вектор рассеяния, р(г) -Функция плотности амплитуд рассеяния. В явном виде ото выражение может бьп'ь записано для объектов с простой геометрической формой, например, для системы шаров радиуса R. Основной вклад в кринум |.,д;:оуглозого рассеяния под углом, соответствувлцим

к =і:П'5іг.в,'Х=С.ч.5 им"1 о

вносят неоднородности плотности диаметром 10 нм. Учитывая ко.злимационкьі9 искажения (бесконечно высокие и узкие цели) и аппроксимируя кр\йвув рассеяния на углах «ж функцией ' вида делрС-сги2),было получено следущее выражение для концетрации неоднородности плотности размером 10 НМ:

17=1.28-ІС-Е-р „ »S -I(x )/іг. ,, ,
оОр кас о oGp

где *("0) - измеренная интенсивность нейтронов .рассеянных при «=0.45 нм"*, m и ро0 -масса и плотность материала образца, SK&cc ~ освещенная площадь кассеты образца, участзукцая в рассеянии. Чувствительность метода, определенная из последнего выражения, составила 0.5% для пористости выбранного размера.

В диссертации описань! результаты исследовании совершенства атомной и надмолекулярной структуры пироуглвродкых покрытий, проведенных на серии образцов. синтезированных в широких интервалах температур ( от 1300 до 2000С) из метана, пропилена к ацетилена г.33. Покрытия осаждались на сферические имитаторы микротвзлов в аппарате псездоолИмниого слоя цатандро-кокической конструкции. Установлено.. что все образцы пироуглеродных покрытий имеют разупорядоченкуа аточно-крпсталпическуи решетку на основе решетки графита. По степени совершенства структуры образцы бглли распределены кэ две труппы; нюкотеып&ратурнна (Т^<150ЭС) с

меньшей степенью зто?лного порядка и высокотемпературные - более упорядочение- Различие в степени атомного порядка, определенное качественно по интенсивности дифракционных максимумов на ней тронограм\«я а . подтверждается рассчитанными структурными параметрами: средним мєкплоског-тїіьім расстоянием, среднігми размерами- областей когерентного рассеяния з базисной плоскости и перпендикулярно ей. концентрацией нс-однлоодности плотности (пор) со сроднил размером 10 нм.

Сррдіпіе мезтлоскостныа расстояния (^с^5 "7іЯ BCDX повранных образцов превышают значение 0-344 км. что характеризует материалы как двумерно-упорядоченные турбостратные- Наибольшее значение d^ имеют образцы, осажденные из ацетилена іі пропилена ігри температурах оса;кдвния до Т5С0С- Покрытия, осажденные из метана при І9СО-2С0ОС імвют межплсскостше рассгояшо близкое к значеним 0.344 им- Среднее размеры областей когерентного рассеяния (высота пакета атомных слоев) рассчитывались по формуле Селякова-Шеррера из ушреппя ^фракционного мзкстмума (002). Гост температуры осаждения ттріїзодпт к увелнчопиз высоты пакета атомных слоев (от 5 до 20 км), з повышение скорости осаждения за счет большего расхода газовой смеси - к его сншкэнпв.

Методом їлалоуглозого рассеяния определяюсь концентрация в покрытиях кеоднородноствй плотности (пор) со средним размером 10 км. Сбнаруяэно, что пористость такого размера скитается с ростом температуры оскудения от 4 до 0. 4 объемных процентов, независимо от вида газов-реагентов. Пористость повышается с ростом концентрація газа-реагента в рабочей смэси-

На основании определенных параметров структуры, исследованные пироуглеродныз покрытия были клзссіїфицпрсзакь; по типам макроструктури (принятым в литературе): мозаичной, волоконной и слоистой- К первому -типу относятся высокоплоткыэ образцы, осажденные при низких (до 1400С) температурах. Покрытия малой плотности , синтезированные при средних температурах, имеет золоконную структуру, доля которой снижается с ростом температуры осзкдашя и при Я000С полностьгт замещается на слоистую. Полученные данные о макроструктуре лоззолявт связать оспозкыз

физические параметры синтезированных пироуглеродкых покрытий (прочность. теплопроводность. газоплотность. радиационную стойкость) с условиями их осаждения.

Вторая группа материалов состоит из двадцать! образцов карбидокремниевнх и смешанных покрытий микротвэлов. полученных лиролитическим осаждением на имитаторы .микротвэлов в аішаратв псевдоожи^енног'о слоя, аналогичном использовавшемуся для осаадения пирсуглэродных ' покрытий- В процессе осаждения изменялась температура синтеза и состав газовой смеси-

Для всех материалов были определены- фазовый состав, размеры областей когерентного рассеяния, концентрация кубического политипа в карбиде кремния- Последний параметр определялся двумя способами*, дня чистых карбидокремниевых покрытий - из относительной интенсивности дифракционного максимума (002). а для смешанных покрытий - по стопени искажения основания максимума (TIT). Было отмечено, что на рентгенограммах аналогичных покрытий соответствующие искажения отсутствуют (Рис-1), что ГОВОрПТ об предпочтительной ориентации дефектов упаковки атомных слоев параллельно поверхности- Для расчета концентрации кубического политипа по второму способу семейство рефлексов в райогю углов рассеяния 2^=20-26 град аппроксимировалось выражением:

Г 2 2 "1

1*>} - Д.слр J-C

где х - текущая координата по оси 2«;-Aj. 20. и а -амплитуда, угловое поло*-шниэ и дисперсия і-і*о максимума; ах+ь - линейная Функция, ош!сивзг?дая фон- Величины д., Jj= 0-2511 нм. <:?=0- 26Т6 т. Jg=0-24I4 нм- Для 'четырех карбидов получили одинаковое и максимальное- отношение [інтенсивностей ;д2<1-2;/; д ,^;, что позволило-сделать вывод о полном одномерно;-; разугюрядоченш в них решетки карбида кремния и получить нормировочные коэффициент для определения доли кубического

го 22 Ih v 33 J5 37 2В-ряд

Рис І. Дп^ракциошми максимум сокоЯства плоскостей (III) sic покрытиях одно:.;прко-разупорядочешой структурой получек їь:й при рассеянии а)нзйтроноз. б)рентге>новских лучвй.

{200


1300 то І500 тоо

и,

ТосХ

?ис 2. Доля одномврно-рззулорядрченкой фазы з sic

покрытиях в зависимости от температуры осаздения и концентрации

мэтшггрихлорсилдна Сз %) в газовой фазе. Сплошная линия - данные
работы /3/.

ПОЛИТйПа:

ср = 1 - :.s3.(A2-o-2)/(A1-ci).

В ходи исследований получены сладумчио результаты- Вес образцы карбидокремшавнх покрытий, осажпенные из сшеи газов метилтрихлорекцана, метана и водорода состоят из двух фаз: карбида кремния и тур^страткого углерода. Относительная концентрация структурно-упорядоченного углерода определяется долей мотана в газовой смеси vi повышается с ростом температури осаждеїшя.

Б г»л»ычинстзо Мі'гериа.пов обнаружено кизкоо совершенство крист-лялической структуры фазы карбида кремния (Рис 2). Доля кубіїческого полнтктта в смешанных покрытиях не превышает 70 объемных процентов, а в ионофазных - 4G-60 объемных процентов-"становлено, что концентрация кубического политипа определяется, з основном. содержанием нетшітрихлорсіїлана в газовой смеси. Рассчитанной из уугирения дифракционных максимумов средние размеры кристаллитов с кубической симметрией для больпггшетэа образцов существенно меньше ( в 2 раза) средних размеров кристаллитов вместе с дефектами упаковки атомных слоев- Следовательно, дефекты группируются в протяженные области, размер которых сравним с, толііЦтой бездефектных пакетов атомных слоев ( 25 км). Этот факт подтверждает гипотезу об образовании "вторичных" слоев, видїіччх ка кикро^отография* образцов. нару^едаями порядка упаковки крпстал.тп-!че.--.кой решетки в стехио^етричееких конусах роста SiC.

Структура углеродной компоненты смешанных покрытий близка no своим -параметрам к структуре чистого пироуглерода, осаженного в близких условиях. Совершенство ее повышается с ростом температуры осаздения-

Часть образцов карбндокремшевьк покрытий была подвергнута высокотемпературному отЕигу (TOTW=I8000), что нрікело к заметному упорядочение структуры карбида кремния- В 1-5-2 раза возрос средний размер крмсталиитов. доля упорядоченной фазы возросла на 20-30 процентов. Фазовый состав образцов кэ из«ени;юя. Наибольшая стабильность структурных параметров обнірунена у материалов с совершенной ато^но-кристаллической структурой. осаздениш при

минимальных концентрациях метилтрихлорсилана и температуре осэздения ІЄООС

Третья группа исследованных материалов - наполнители ' и связующее матричных графитов, применяемых для изготовления шаровых твэлов ВТГР.

Для трех порошков графита: зоттг. т.ттг-Р и ШГ-Р, уплотненного тонкім слоем пироуглерода. -'были проведены исследования текстурируемости - вероятности предпочтительной ориентации кристаллов графита при приложенном йнеин..-.'.; давлении. Для этого была разработана методика прессования порошков в тонкостенной цилиндрической кассете диаметром 10 мм., исполъзукцайоя в нейтрокографических измерении- Степень анизотропии (баг ) определялась по соотношению интенсизностей дифракционных максимумов двух взаимоперлевдикулярных атомных плоскостей (002) и (НО), измеренных из порошковых дифрактограмм исследуемого и калибровочного образцов.

Обнаружено, что степень текстурирозэнности проссозаккых пороаков графита зависит от трех факторов: давления прессования, марки порошка, соотношения фракций порошка графита разной степени дисперсности. Заметная текстура проявляется при давлении прессования 300 КПа. что выше давлений, используемых в .принятых технологиях изготовления твэлоз. Максимальную текстурируемость при таком давлении проявляти порошки марки 307ЇГ (saf-i.s;. мекъшув - пороики марки МГІГ-Р мелкой Фракции (-0.05) мм (степень анизотропии равна- Т-13). Смесь порошков МПТ-Р двух фракций (-0.05) ш и (-0.4+0.IS) мм и порошки дополнительно уплотненные TOHKRV слоем лироуглегюда с точностью до Бї изотропность сохраняют, измерение Фрагментов твэлоз. изготовленных из матрична композиций по стандартней технологии показало, что они таюне изотропна.

Проведены исследования совершенства связующего матрична графіитов - коксов на основе средне- и высокотемпературных каменноугольных пеков марки "А". Показано, что степень атомного порядка в этих материалах существенно повышается с ростом температуры обработки. Так атомная структура образцов коксов. термообработэнннх при 600С сильно разупорядоченна.

амортизирована, содержит значительноо количество (до 10 атомных процентов) связанного водорода'- Протяженность атомных слоев но превышает I им. а количество слоев в пакете - 2-3. При повмвэкии температуры обработки до 1200С выделяется основное количество водорода, упорядочиваются и достраивается атомные слои. Средний диа?-'.етр атомноіх> слоя достигает 4-5 нм, а количество слоев в пакете - Є-8. Материал остается турбостратньи. При 1800С продолжается быстрый рост толщины пакета атомных слоев до 10-12 нм (30-40 слоев), а рост диаметра слоя замедляется, достигая 6 им. Атомные слои упорядочиваются между собой - материал частично графлшруетсн до 60.«. Такое ратшее начало грзф'.ггацил объясняется наличием внешнего давления на стадии карбонизации каменноугольного пека и определяет высокие механпчоыспо и радиационные свойства связу/^его матричных графитов-

Похожие диссертации на Атомная структура конструкционных материалов ТВЭЛов ВТГР (определенная методом нейтронографии)