通過(guò)掃描電鏡、能譜分析、X射線衍射儀(XRD)等方法研究了燒結(jié)溫度對(duì)U-Hf(含25 wt%HfO₂,wt%表示質(zhì)量百分比)可燃毒物燃料的物理性能、微觀形貌及物相組成等的影響,結(jié)果表明:①經(jīng)干燥煅燒處理后的U-Hf燃料的燒結(jié)活性良好,通過(guò)燒結(jié)可有效促進(jìn)燃料的致密化,在1550℃燒結(jié)溫度以上,燃料的密度增加幅度較小;②燒結(jié)后的U-Hf晶體呈現(xiàn)以UO₂固溶體為基體晶粒和彌散在基體晶粒中的第二相小晶粒的形式,第二相小晶粒是Hf含量高于化學(xué)計(jì)量的固溶體;隨著燒結(jié)溫度的升高,小晶粒逐漸粗化,數(shù)量變少;③在大于1550℃燒結(jié)溫度下,HfO₂晶體發(fā)生單斜-四方相相變,但是升高溫度至1750℃時(shí),單斜相HfO₂晶體未完全相變成為四方相,也沒(méi)有完全固溶進(jìn)入U(xiǎn)O₂主相中。

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圖1U-Hf燃料燒結(jié)制度曲線

將燒結(jié)后的燃料鑲嵌在有機(jī)襯底中；用砂紙進(jìn)行粗磨、細(xì)磨，再在拋光機(jī)上用草酸鉻拋光液進(jìn)行拋光，至燃料磨面呈鏡面為止，制得金相檢測(cè)樣品。采用NH4HF溶液熱蝕的方法進(jìn)行蝕刻。把燃料金相樣品浸沒(méi)在溶液中熱蝕一定時(shí)間，待金相顯微鏡中能大致觀察到燃料的晶界后停止蝕刻。

圖4U-Hf(25wt%HfO2）燒結(jié)燃料能譜圖譜（1650℃）

由此可知：(1)在不同燒結(jié)溫度下均是以UO2結(jié)構(gòu)的固溶體為主相，與2.3節(jié)結(jié)果符合；(2)在1550℃燒結(jié)溫度下，U-Hf體系中HfO2晶體以單斜相存在，燒結(jié)溫度升高時(shí)，HfO2晶體發(fā)生單斜-四方相相變，在U-Hf(25wt%HfO2）體系中，HfO2晶體發(fā)生的相變溫度約在....

圖5不同燒結(jié)溫度下U-Hf(25wt%HfO2）燃料XRD圖譜

圖4U-Hf(25wt%HfO2）燒結(jié)燃料能譜圖譜（1650℃）XRD檢測(cè)結(jié)果顯示，U-Hf(25wt%HfO2）體系中，HfO2晶體約在1650℃左右發(fā)生單斜-四方相相變，這比YuanK等[3]模擬計(jì)算得出的U-Hf相圖中顯示的HfO2晶體相變溫度高。相比U-Zr....

圖21550℃燒結(jié)溫度下UO2與U-Hf燃料的金相磨面蝕刻照片

因?yàn)樵诩僓O2的燒結(jié)中后期，UO2由非晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫘牧⒎骄w，高溫階段沒(méi)有相變過(guò)程，晶粒生長(zhǎng)速率單純隨著溫度呈指數(shù)增加，隨著溫度升高和晶界的曲率半徑越小，晶界向其曲率中心移動(dòng)速度越快，在1550℃時(shí)即可接近理論密度，形成面心立方晶體。而對(duì)于U-Hf體系，在1550℃下，HfO2....

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