基于粉末挤出打印的金属陶瓷燃料制备方法

权利要求

1.一种基于粉末挤出打印的金属陶瓷燃料制备方法，其特征在于，包括：

步骤1：启动密炼机与造粒机，开启加热，对密炼室与造粒料筒进行预热;

步骤2：按配比称取基体粉末、燃料相粉末或微球与粘结剂，加入密炼室;

步骤3：启动转子，降下压锤加压基体粉末、燃料相粉末或微球与粘结剂，开始封闭加压混炼;

步骤4：达到密炼时间后，将混合均匀的金属陶瓷材料与粘结剂转移至预热完毕的造粒料筒;

步骤5：按柱塞前进，启动切刀切粒，切粒完成后，得到金属陶瓷喂料;

步骤6：在步骤2中仅加入基体粉末与粘结剂，重复步骤3～步骤5，得到基体喂料;

步骤7：将金属陶瓷喂料和基体喂料分别放入粉末挤出打印设备的两个挤出机，进行预加热，待温度升至设定温度后预热，使金属陶瓷喂料和基体喂料成为浆体状态;

步骤8：选择建立好的三维模型进行打印，加热完成的金属陶瓷和基体料浆从挤出机的打印喷嘴挤出，两个挤出机依次按照设定的模型轨迹和打印速度移动;

步骤9：将打印完成后的金属陶瓷燃料生坯浸入脱脂溶剂，水浴加热;

步骤10：对溶剂脱脂后的生坯进行热脱脂，加热金属陶瓷燃料生坯，并设置保温点，得到金属陶瓷燃料棕坯;

步骤11：对脱脂后的金属陶瓷燃料棕坯进行致密化烧结。

2.根据权利要求1所述的基于粉末挤出打印的金属陶瓷燃料制备方法，其特征在于，步骤1中，设定密炼温度为140℃～220℃，设定造粒温度为120℃～180℃。

3.根据权利要求1所述的基于粉末挤出打印的金属陶瓷燃料制备方法，其特征在于，步骤2中，基体粉末为钨或钨合金、钼或钼合金，或其他金属粉末，粉末粒径为0.1μm～100μm;燃料相粉末或微球为铀/钚/钍一种燃料的化合物，或两种及以上燃料的混合化合物，粉末或微球粒径为0.1μm～400μm。

4.根据权利要求1所述的基于粉末挤出打印的金属陶瓷燃料制备方法，其特征在于，步骤2中，粘结剂包括石蜡油、聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙二醇或其他有机粘结剂中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的基于粉末挤出打印的金属陶瓷燃料制备方法，其特征在于，步骤3中，设定密炼转速为1r/min～40r/min，设定密炼时间为1h～6h。

6.根据权利要求1所述的基于粉末挤出打印的金属陶瓷燃料制备方法，其特征在于，步骤5中，设定造粒压力为1MPa～10MPa，设定切粒转速为50r/min～800r/min。

7.根据权利要求1所述的基于粉末挤出打印的金属陶瓷燃料制备方法，其特征在于，步骤7中，设定喷嘴温度为120℃～200℃，设定平台温度100℃～150℃，同时对打印平台进行调平。

8.根据权利要求1所述的基于粉末挤出打印的金属陶瓷燃料制备方法，其特征在于，步骤9中，脱脂温度为40℃～100℃，脱脂时间为3h～144h。

9.根据权利要求1所述的基于粉末挤出打印的金属陶瓷燃料制备方法，其特征在于，步骤10中，热脱脂升温速率的典型值为1℃/min～20℃/min，保温点温度的典型值为200℃、300℃、400℃、500℃、600℃，保温时长的典型值为30min～60min，脱脂气氛氮气、氦气、氩气等惰性气氛或真空。

10.根据权利要求1所述的基于粉末挤出打印的金属陶瓷燃料制备方法，其特征在于，步骤11中，烧结过程中，以1℃/min～20℃/min的升温速率升温，在最高烧结温度下保温1h～6h，随后冷却至室温;

升温过程中，设置一个或多个保温点，保温点温度的典型值为600℃、1100℃、1200℃、1300℃，保温时长的典型值为30min～120min。

说明书

技术领域

[0001]本申请属于核燃料制备技术领域，尤其涉及一种基于粉末挤出打印的金属陶瓷燃料制备方法。

背景技术

[0002]以核反应堆技术为基础的核热推进系统具有比冲高、推力大、工作时间长等优点，是空间推进领域动力系统的理想选择。

[0003]在核热推进系统中，反应堆的燃料性能对其动力性能有重要影响。其中，金属陶瓷(CERMET)燃料因其优越的性能而具有较好的发展前景。金属陶瓷燃料通常由嵌入钨/钼或其合金中的二氧化铀、氮化铀或其他陶瓷相燃料颗粒组成，并以几何形状排列提供燃料强度、铀密度和冷却能力。金属陶瓷燃料具有极好的高温强度和持久性，可同时作为堆芯的结构部件，包容裂变产物的能力也更强，在多次启动和热循环条件下可工作更长时间。根据冷却剂换热等需要，这种金属陶瓷燃料的设计多为蜂窝状结构，燃料芯体中均匀分布多个细长的工质流道，燃料和流道外表面包覆有一定厚度的金属或合金涂层作为无燃料区。金属陶瓷燃料中含有较多的燃料相，且基体相材料熔点高、硬度大，难以利用传统的机械加工方法进行较高精度的加工处理，且机械加工容易造成燃料相的破损，为燃料元件的成型和制备带来了很大困难。目前，国内外报道的金属陶瓷燃料制备技术包括无压烧结-机械加工、热等静压、腐蚀孔成型、放电等离子烧结等，但是这些制备方法工艺路线较为复杂，且成型效果有限。

[0004]粉末挤出打印技术(Powder Extrusion Printing，PEP)是一种新型的金属-陶瓷间接3D打印技术，利用了已发展超过30年、并大规模应用的金属/陶瓷粉末注射成形技术，结合3D打印对材料的控制和成形，实现了金属-陶瓷一体化制备。有别于利用高强能量束烧结或熔化金属等材料，同步获得产品形状和性能的直接3D打印技术，PEP分步获得产品的形状与性能。PEP技术将热加工过程转移到烧结步骤，更容易管理热应力，烧结温度低于其他类型的直接3D打印工艺中所需的完全熔化温度，并且热量可以更均匀地施加，从而确保了产品性能的一致性。结合粉末挤出打印技术，有望实现金属陶瓷燃料的一体化成型及致密化烧结，极大降低复杂形状金属陶瓷燃料的成型制备难度。

发明内容

[0005]本申请的目的在于提供一种基于粉末挤出打印的金属陶瓷燃料制备方法，能够实现复杂形状金属陶瓷燃料芯块的近净成型，且可以降低生产制造难度及成本。

[0006]为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

[0007]一种基于粉末挤出打印的金属陶瓷燃料制备方法，包括：

[0008]步骤1：启动密炼机与造粒机，开启加热，对密炼室与造粒料筒进行预热;

[0009]步骤2：按配比称取基体粉末、燃料相粉末或微球与粘结剂，加入密炼室;

[0010]步骤3：启动转子，降下压锤加压基体粉末、燃料相粉末或微球与粘结剂，开始封闭加压混炼;

[0011]步骤4：达到密炼时间后，将混合均匀的金属陶瓷材料与粘结剂转移至预热完毕的造粒料筒;

[0012]步骤5：按柱塞前进，启动切刀切粒，切粒完成后，得到金属陶瓷喂料;

[0013]步骤6：在步骤2中仅加入基体粉末与粘结剂，重复步骤3～步骤5，得到基体喂料;

[0014]步骤7：将金属陶瓷喂料和基体喂料分别放入粉末挤出打印设备的两个挤出机，进行预加热，待温度升至设定温度后预热半小时以上，使金属陶瓷喂料和基体喂料成为浆体状态;

[0015]步骤8：选择建立好的三维模型进行打印，加热完成的金属陶瓷和基体料浆从挤出机的打印喷嘴挤出，两个挤出机依次按照设定的模型轨迹和打印速度移动;

[0016]步骤9：将打印完成后的金属陶瓷燃料生坯浸入脱脂溶剂，水浴加热;

[0017]步骤10：对溶剂脱脂后的生坯进行热脱脂，加热金属陶瓷燃料生坯，并设置保温点，得到金属陶瓷燃料棕坯;

[0018]步骤11：对脱脂后的金属陶瓷燃料棕坯进行致密化烧结。

[0019]根据本申请的一个实施例，步骤1中，设定密炼温度为140℃～220℃，设定造粒温度为120℃～180℃。

[0020]根据本申请的一个实施例，步骤2中，基体粉末为钨或钨合金、钼或钼合金，或其他金属粉末，粉末粒径为0.1μm～100μm;燃料相粉末或微球为铀/钚/钍一种燃料的化合物，或两种及以上燃料的混合化合物，粉末或微球粒径为0.1μm～400μm。

[0021]根据本申请的一个实施例，步骤2中，粘结剂包括石蜡油、聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙二醇或其他有机粘结剂中的一种或几种。

[0022]根据本申请的一个实施例，步骤3中，设定密炼转速为1r/min～40r/min，设定密炼时间为1h～6h。

[0023]根据本申请的一个实施例，步骤5中，设定造粒压力为1MPa～10MPa，设定切粒转速为50r/min～800r/min。

[0024]根据本申请的一个实施例，步骤7中，设定喷嘴温度为120℃～200℃，设定平台温度100℃～150℃，同时对打印平台进行调平。

[0025]根据本申请的一个实施例，步骤9中，脱脂温度为40℃～100℃，脱脂时间为3h～144h。

[0026]根据本申请的一个实施例，步骤10中，热脱脂升温速率的典型值为1℃/min～20℃/min，保温点温度的典型值为200℃、300℃、400℃、500℃、600℃，保温时长的典型值为30min～60min，脱脂气氛氮气、氦气、氩气等惰性气氛或真空。

[0027]根据本申请的一个实施例，步骤11中，烧结过程中，以1℃/min～20℃/min的升温速率升温，在最高烧结温度下保温1h～6h，随后冷却至室温;

[0028]升温过程中，设置一个或多个保温点，保温点温度的典型值为600℃、1100℃、1200℃、1300℃，保温时长的典型值为30min～120min。

[0029]与现有技术相比，本申请提供的基于粉末挤出打印的金属陶瓷燃料制备方法具有以下有益效果：

[0030]本申请提供一种金属基(钨、钼、钨合金、钼合金或其他金属材料等)陶瓷(铀/钚/钍一种燃料的化合物，或两种及以上燃料的混合化合物等)燃料芯块的制造方法，能够实现复杂形状金属陶瓷燃料芯块的近净成型，并且降低生产制造难度及成本。

[0031]通过粉末挤出打印喂料成分的调节，实现了金属陶瓷燃料中燃料相种类及装载量的调节。典型的燃料相为铀/钚/钍一种燃料的化合物，或两种及以上燃料的混合化合物的粉末或微球等，燃料相体积分数的典型值为10%～65%。

[0032]通过金属陶瓷燃料模型设计及粉末挤出打印参数的调节，实现了无燃料区厚度的调节。无燃料区厚度的典型值为0.4mm～1.6mm。

[0033]通过与粉末挤出打印结合，实现了复杂形状金属陶瓷燃料的近净成型，与现有技术相比可有效减少制备过程中核燃料的损耗。金属陶瓷燃料的典型形状为具有纵向通孔的圆柱或六棱柱蜂窝状。

[0034]通过粉末挤出打印，实现了大长径比燃料的制备，单个燃料芯体生坯高度为10mm～300mm。

[0035]通过将热加工过程转移到烧结步骤，实现了金属陶瓷燃料基体致密化温度的降低。典型的烧结温度为1700℃～2200℃。

[0036]通过粘结剂密炼、粉末挤出打印、溶剂脱脂、热处理、烧结等步骤的实施，实现了金属陶瓷燃料的致密化，成品致密度可达到理论密度的95%以上。

附图说明

[0037]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对技术描述中所需要使用的附图作简单介绍。

[0038]图1为本申请提供的基于粉末挤出打印的金属陶瓷燃料制备方法的流程图;

[0039]图2为本申请提供的金属陶瓷燃料制备工艺流程图;

[0040]图3为本申请提供的金属陶瓷燃料横截面示意图。

[0041]附图标记说明：

[0042]1、无燃料区;2、弥散燃料区;3、工质流道。

具体实施方式

[0043]下面通过具体实施方式进一步详细说明。

[0044]如图1和图2所示，本申请提供了一种基于粉末挤出打印的金属陶瓷燃料制备方法，包括：

[0045]步骤1：启动密炼机与造粒机，设定好密炼温度(140℃～220℃)与造粒温度(120℃～180℃)，开启加热，对密炼室与造粒料筒进行预热。

[0046]步骤2：按配比称取基体粉末、燃料相粉末或微球与粘结剂，加入预热完毕的密炼室。

[0047]基体粉末可以是钨或钨合金、钼或钼合金等，粉末粒径为0.1μm～100μm。

[0048]燃料相粉末或微球可以是铀/钚/钍一种燃料的化合物，或两种及以上燃料的混合化合物等，粉末或微球粒径为0.1μm～400μm。

[0049]粘结剂包括石蜡油、聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙二醇等。

[0050]为了使原材料粉末或微球与粘结剂密炼均匀，首先利用三维混料机将基体粉末与燃料相粉末或微球混合，混合速率为200r/min～2000r/min，混合时长为2h～10h。其中，燃料相粉末或微球在混合粉末中的体积占比为20%～70%，混合粉末与粘结剂的质量比为4:1～20:1。

[0051]步骤3：启动转子，设定好密炼转速(1r/min～40r/min)，降下压锤加压基体粉末、燃料相粉末或微球与粘结剂，设定好密炼时间(1h～6h)，开始封闭加压混炼。

[0052]步骤4：达到密炼时间后，移开密炼室，将混合均匀的金属陶瓷材料与粘结剂转移至预热完毕的造粒料筒。

[0053]步骤5：设定造粒压力(1MPa～10MPa)，按柱塞前进，设定切粒转速(50r/min～800r/min)，启动切刀切粒，同时打开切粒风冷开关，避免颗粒粘连。切粒完成后，得到金属陶瓷喂料。

[0054]步骤6：在步骤2中仅加入基体粉末与粘结剂，粘结剂的种类与配比可根据密炼状态调整，基体粉末与粘结剂的质量比为4:1～20:1。重复步骤3～步骤5，得到基体喂料。步骤6中，如果把步骤2改为仅加入基体粉末与粘结剂，并重复步骤3～步骤5，可得到基体喂料。步骤2中加入基体粉末、燃料相粉末或微球与粘结剂，得到金属陶瓷喂料。

[0055]步骤7：将制备完成的金属陶瓷喂料和基体喂料分别放入粉末挤出打印设备的2个挤出机，设置喷嘴温度(120℃～200℃)和平台温度(100℃～150℃)，进行预加热，待温度升至设定温度后预热半小时以上，使金属陶瓷喂料和基体喂料成为浆体状态，同时对打印平台进行调平。

[0056]步骤8：选择建立好的三维模型进行打印，加热完成的金属陶瓷和基体料浆从挤出机的打印喷嘴挤出，两个挤出机依次按照设定的模型轨迹和打印速度移动。打印喷嘴直径0.4mm～1.2mm，打印速度5mm/s～60mm/s。

[0057]步骤9：将打印完成后的金属陶瓷燃料生坯浸入脱脂溶剂，水浴加热，使生坯粘结剂中的可溶组分蜡溶于脱脂溶剂。脱脂溶剂可选正庚烷、煤油、三氯乙烯等，脱脂温度40℃～100℃，脱脂时间3h～144h。

[0058]步骤10：对溶剂脱脂后的生坯进行热脱脂，将金属陶瓷燃料生坯在20℃～500℃缓慢加热，并在合适温度设置保温点，去除金属陶瓷燃料生坯中的剩余粘结剂，得到金属陶瓷燃料棕坯。

[0059]热脱脂升温速率的典型值为1℃/min～20℃/min，保温点温度的典型值为200℃、300℃、400℃、500℃、600℃，保温时长的典型值为30min～60min，脱脂气氛氮气、氦气、氩气等惰性气氛或真空。

[0060]步骤10可与步骤11合并进行。

[0061]步骤11：对脱脂后的金属陶瓷燃料棕坯进行致密化烧结。烧结气氛为氢气或其他保护性气体。

[0062]烧结过程中，以一定的升温速率(1℃/min～20℃/min)升温，在最高烧结温度(1700℃～2200℃)下保温一定时长(1h～6h)，随后冷却至室温。

[0063]升温过程中，可设置一个或多个保温点，保温点温度的典型值为600℃、1100℃、1200℃、1300℃，保温时长的典型值为30min～120min。烧结完成后，得到致密化的金属陶瓷燃料。

[0064]如图2所示，基于粉末挤出打印的金属陶瓷燃料制备的其工艺流程为：将金属基体粉末、燃料相粉末或微球和粘结剂按一定的配比混合，经密炼、造粒后得到可用于粉末挤出打印的金属陶瓷喂料;根据燃料设计建立三维切片模型，粉末挤出打印设备的螺杆系统通过加热和旋转将料筒中的金属陶瓷喂料挤出成长丝状，并按照预设的打印路径在打印面板上逐层打印出金属陶瓷燃料生坯;利用有机溶剂对金属陶瓷燃料生坯进行脱脂，去除粘结剂中的可溶组分蜡;对生坯进行热脱脂，进一步去除其中的剩余粘结剂，得到金属陶瓷燃料棕坯;对棕坯进行致密化烧结，得到金属陶瓷燃料。

[0065]实施例1

[0066]称取722g钨粉末和500g二氧化铀粉末，在三维混料机中混合，混合转速为200r/min，混合时长8h。在190℃预热后的密炼室中，加入混合粉末及粘结剂进行密炼，其中粘结剂包括微晶蜡50g，石蜡油20g，高密度聚乙烯15g，乙烯-醋酸乙烯共聚物10g。密炼转速为30r/min，密炼时长1.5h。

[0067]达到密炼时间后，将混合均匀的金属陶瓷材料与粘结剂转移至160℃预热完毕的造粒料筒。设定造粒压力为5MPa，按柱塞前进，设定切粒转速100r/min，启动切刀切粒，同时打开切粒风冷开关。切粒完成后，得到金属陶瓷喂料。

[0068]将制备完成的金属陶瓷喂料放入粉末挤出打印设备挤出机，设置喷嘴温度为160℃，平台温度100℃，进行预加热和调平。建立具有7个纵向通孔的圆柱形三维模型进行打印，圆柱形燃料的直径为30mm，高度为100mm，通孔直径为4mm。打印喷嘴直径0.8mm，打印速度60mm/s。

[0069]将打印完成后的金属陶瓷燃料生坯浸入三氯乙烯溶剂进行水浴脱脂，水浴温度60℃，脱脂时间72h。溶剂脱脂后，将金属陶瓷燃料生坯在氮气气氛中以5℃/min的升温速率缓慢加热至600℃，并在300℃和600℃保温，保温时长为30min。

[0070]对脱脂后的金属陶瓷燃料棕坯进行烧结。烧结气氛为氢气，升温速率为10℃/min，最高烧结温度为1900℃并保温4h，随后冷却至室温。烧结完成后，得到金属陶瓷燃料。本实施例得到的金属陶瓷燃料中，二氧化铀燃料相的体积分数约为55%，致密度为理论密度的95.1%。

[0071]实施例2

[0072]称取722g钨粉末和500g二氧化铀粉末，在三维混料机中混合，混合转速为200r/min，混合时长8h。在190℃预热后的密炼室中，加入混合粉末及粘结剂进行密炼，其中粘结剂包括微晶蜡50g，石蜡油20g，高密度聚乙烯15g，乙烯-醋酸乙烯共聚物10g。密炼转速为30r/min，密炼时长1.5h。达到密炼时间后，将混合均匀的金属陶瓷材料与粘结剂转移至160℃预热完毕的造粒料筒。设定造粒压力为5MPa，按柱塞前进，设定切粒转速100r/min，启动切刀切粒，同时打开切粒风冷开关。切粒完成后，得到金属陶瓷喂料。

[0073]称取1000g钨粉末，将钨粉末和粘结剂加入190℃预热后的密炼室中进行密炼，其中粘结剂包括微晶蜡50g，石蜡油20g，高密度聚乙烯15g。密炼转速为30r/min，密炼时长1.5h。达到密炼时间后，将混合均匀的金属陶瓷材料与粘结剂转移至160℃预热完毕的造粒料筒。设定造粒压力为5MPa，按柱塞前进，设定切粒转速100r/min，启动切刀切粒，同时打开切粒风冷开关。切粒完成后，得到纯钨喂料。

[0074]将制备完成的金属陶瓷喂料和纯钨喂料分别放入粉末挤出打印设备的2个挤出机中，设置喷嘴温度为160℃，平台温度100℃，进行预加热和调平。建立具有7个纵向通孔及无燃料区的圆柱形三维模型进行打印，圆柱形燃料的直径为30mm，高度为100mm，通孔直径为4mm，无燃料区厚度为0.8mm。打印喷嘴直径0.8mm，打印速度60mm/s。

[0075]将打印完成后的金属陶瓷燃料生坯浸入三氯乙烯溶剂进行水浴脱脂，水浴温度60℃，脱脂时间72h。溶剂脱脂后，将金属陶瓷燃料生坯在氮气气氛中以5℃/min的升温速率缓慢加热至600℃，并在300℃和600℃保温，保温时长为30min。

[0076]对脱脂后的金属陶瓷燃料棕坯进行烧结。烧结气氛为氢气，升温速率为10℃/min，最高烧结温度为1900℃并保温4h，随后冷却至室温。烧结完成后，得到金属陶瓷燃料。本实施例得到的金属陶瓷燃料中，燃料区二氧化铀燃料相的体积分数约为55%，致密度为理论密度的95.4%，烧结后无燃料区的厚度约为0.4mm。

[0077]实施例3

[0078]称取722g钨粉末和500g二氧化铀微球(粒径100μm)，在三维混料机中混合，混合转速为200r/min，混合时长8h。在190℃预热后的密炼室中，加入混合粉末及粘结剂进行密炼，其中粘结剂包括微晶蜡50g，石蜡油20g，高密度聚乙烯15g，乙烯-醋酸乙烯共聚物10g。密炼转速为30r/min，密炼时长1.5h。达到密炼时间后，将混合均匀的金属陶瓷材料与粘结剂转移至160℃预热完毕的造粒料筒。设定造粒压力为5MPa，按柱塞前进，设定切粒转速100r/min，启动切刀切粒，同时打开切粒风冷开关。切粒完成后，得到金属陶瓷喂料。

[0079]称取1000g钨粉末，将钨粉末和粘结剂加入190℃预热后的密炼室中进行密炼，其中粘结剂包括微晶蜡50g，石蜡油20g，高密度聚乙烯15g。密炼转速为30r/min，密炼时长1.5h。达到密炼时间后，将混合均匀的金属陶瓷材料与粘结剂转移至160℃预热完毕的造粒料筒。设定造粒压力为5MPa，按柱塞前进，设定切粒转速100r/min，启动切刀切粒，同时打开切粒风冷开关。切粒完成后，得到纯钨喂料。

[0080]将制备完成的金属陶瓷喂料和纯钨喂料分别放入粉末挤出打印设备的2个挤出机中，设置喷嘴温度为160℃，平台温度100℃，进行预加热和调平。建立具有19个纵向通孔及无燃料区的六棱柱形三维模型进行打印，其横截面如图3所示。六棱柱形燃料的对边长为35mm，高度为150mm，通孔直径为4mm，无燃料区厚度为0.8mm。打印喷嘴直径0.8mm，打印速度50mm/s。图3为六棱柱蜂窝状金属陶瓷燃料，其横截面为正六边形，纵向均匀分布有贯穿燃料芯体的工质流道。六边形横截面边长的典型值为10～50mm，无燃料区1宽度的典型值为50～1200μm，工质流道3直径的典型值为1～6mm。弥散燃料区2的基体相为钨及钨合金、钼及钼合金等，燃料相为铀/钚/钍一种燃料的化合物，或两种及以上燃料的混合化合物等。

[0081]将打印完成后的金属陶瓷燃料生坯浸入三氯乙烯溶剂进行水浴脱脂，水浴温度60℃，脱脂时间100h。溶剂脱脂后，将金属陶瓷燃料生坯在氮气气氛中以5℃/min的升温速率缓慢加热至600℃，并在300℃和600℃保温，保温时长为30min。

[0082]对脱脂后的金属陶瓷燃料棕坯进行烧结。烧结气氛为氢气，升温速率为10℃/min，最高烧结温度为1900℃并保温4h，随后冷却至室温。烧结完成后，得到金属陶瓷燃料。该本实施例得到的金属陶瓷燃料中，二氧化铀燃料相的体积分数约为45%，致密度为理论密度的95.1%，烧结后无燃料区的厚度约为0.4mm。

[0083]以上所述仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

说明书附图(3)