共价键型锆、钛基惰性基体材料的电场强化低温烧结研究

项目名称： 共价键型锆、钛基惰性基体材料的电场强化低温烧结研究

项目编号： No.11175228

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 物理学II

项目作者： 徐常明

作者单位： 中国科学院上海硅酸盐研究所

项目金额： 64万元

中文摘要： 共价键型锆、钛基陶瓷（ZrC、TiC、ZrN、TiN）被认为是第四代核能裂变系统惰性基体燃料（Inert Matrix Fuel，IMF）元件基体的重要候选材料。但当前，核燃料元件的制备存在着惰性基体陶瓷需要极高温度才能烧结致密化与锕系氮化物（AnN）核燃料本身在较低的温度下就因高饱和蒸汽压而容易挥发之间的矛盾，这将严重限制它们针对新型核能发展中的应用。本项目拟在有效提高这些陶瓷粉体表面与晶格缺陷浓度的基础上，在烧结过程中以外加直流电场的方式降低空位和自由电荷的激活能和扩散能，以期强化烧结早期阶段的物质迁移和空位扩散，进而实现具有缺位特征的共价键型锆、钛基IMF惰性基体材料的低温烧结，并在此基础上探索烧结机制与动力学规律。本项目的实施有望促进陶瓷材料在新能源领域的应用，对形成具有自主知识产权的核材料超低温烧结制备技术、丰富陶瓷的烧结理论、发展新型烧结技术具有重要的意义。

中文关键词： 锆;钛基陶瓷；惰性基体核材料；电场强化；空位扩散；低温烧结

英文摘要：

英文关键词： Ti-/Zr-based ceramics；inert matrix fuel；electric field；vacancy diffusion；low temperature densification