RU2206930C1 - Method for producing ceramic materials incorporating ferric oxide, alumina, and silicon dioxide for nuclear-reactor molten core trap - Google Patents
Method for producing ceramic materials incorporating ferric oxide, alumina, and silicon dioxide for nuclear-reactor molten core trap Download PDFInfo
- Publication number
- RU2206930C1 RU2206930C1 RU2002108484/06A RU2002108484A RU2206930C1 RU 2206930 C1 RU2206930 C1 RU 2206930C1 RU 2002108484/06 A RU2002108484/06 A RU 2002108484/06A RU 2002108484 A RU2002108484 A RU 2002108484A RU 2206930 C1 RU2206930 C1 RU 2206930C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- silicon dioxide
- kaolin
- mixture
- grinding
- Prior art date
Links
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 41
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 title claims abstract description 13
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 8
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 6
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 4
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title 1
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 66
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 claims abstract description 32
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 claims abstract description 32
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 45
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 21
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 21
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 18
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 5
- 238000007873 sieving Methods 0.000 claims description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 3
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 238000000465 moulding Methods 0.000 abstract description 4
- 238000003801 milling Methods 0.000 abstract 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 31
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 16
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 9
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 7
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 7
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 6
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 5
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 3
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 3
- 229910002012 Aerosil® Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229940024548 aluminum oxide Drugs 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 229960005191 ferric oxide Drugs 0.000 description 2
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 2
- 201000010001 Silicosis Diseases 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 1
- 235000010210 aluminium Nutrition 0.000 description 1
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000008204 material by function Substances 0.000 description 1
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 229960001866 silicon dioxide Drugs 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical class [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 229910021489 α-quartz Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000500 β-quartz Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к атомной энергетике, в частности к технологии получения так называемых жертвенных материалов, предназначенных для обеспечения локализации расплава активной зоны корпусных водоохлаждаемых ядерных реакторов при запроектной аварии. В случае запроектной аварии такой материал, взаимодействуя с высокотемпературным расплавом активной зоны ядерного реактора (кориумом), призван изменить характеристики и свойства расплава, уменьшить образование летучих компонентов, обеспечить удержание и локализацию расплава, а также его захолаживание и стабилизацию. При этом сам жертвенный материал в результате сложных физико-химических процессов постепенно растворяется и прекращает свое существование в первоначальном виде. The invention relates to nuclear energy, in particular to a technology for producing so-called sacrificial materials designed to provide localization of the core melt in a water-cooled reactor vessel during an beyond design basis accident. In the event of a beyond design basis accident, such material, interacting with a high-temperature melt in the core of a nuclear reactor (corium), is designed to change the characteristics and properties of the melt, reduce the formation of volatile components, ensure retention and localization of the melt, as well as its cooling and stabilization. In this case, the sacrificial material itself, as a result of complex physicochemical processes, gradually dissolves and ceases to exist in its original form.
Актуальность разработки жертвенных материалов и способов их получения стала очевидной после крупных аварий на американской АЭС TMI и на четвертом блоке Чернобыльской АЭС, а также после ряда других инцидентов на ядерных энергетических и специальных установках. The relevance of developing sacrificial materials and methods for their production became apparent after major accidents at the American TMI nuclear power plant and at the fourth unit of the Chernobyl nuclear power plant, as well as after a number of other incidents at nuclear power and special installations.
Как показали исследования, выполненные разными авторами (см., например [1, 2] ), эффективная локализация расплава активной зоны ядерного реактора может быть достигнута при комбинации двух типов жертвенных материалов: стали либо железа и оксидного материала. При этом сталь либо железо оказывают воздействие на металлическую составляющую расплава, а оксидный материал - на оксидную часть расплава. К наиболее перспективным оксидным жертвенным материалам, размещаемым в ловушке расплава активной зоны ядерного реактора, можно отнести керамический материал [3], содержащий Fе2O3, Аl2O3 и SiO2. Главные достоинства этого материала по сравнению с другими известными оксидными жертвенными материалами [2] состоят в уменьшении температуры начала взаимодействия с расплавом, в обеспечении высокой скорости и синхронности взаимодействия с расплавом (причем, образующийся в результате взаимодействия расплав является гомогенным, т.е. не расслаивается на две жидкости), в уменьшении образования газообразных и летучих продуктов и аэрозолей, в снижении выхода взрывоопасного водорода, в уменьшении времени захолаживания расплава.As studies performed by various authors have shown (see, for example, [1, 2]), effective localization of the core melt of a nuclear reactor can be achieved by combining two types of sacrificial materials: steel or iron and oxide material. In this case, steel or iron affects the metal component of the melt, and the oxide material affects the oxide part of the melt. The most promising oxide sacrificial materials placed in the trap of a melt in the core of a nuclear reactor include ceramic material [3] containing Fe 2 O 3 , Al 2 O 3 and SiO 2 . The main advantages of this material in comparison with other known oxide sacrificial materials [2] are the decrease in the temperature of the onset of interaction with the melt, in ensuring a high speed and synchronization of interaction with the melt (moreover, the melt formed as a result of the interaction is homogeneous, i.e., does not separate into two liquids), in reducing the formation of gaseous and volatile products and aerosols, in reducing the yield of explosive hydrogen, in reducing the cooling time of the melt.
Для реализации отмеченных достоинств керамический материал [3], как показано в работе [1], должен обладать низкой теплопроводностью, достаточно высокой плотностью, высокой термостойкостью, высокой механической прочностью. Выполнение этих, зачастую противоречивых, требований зависит главным образом от технологии получения материала. To realize the noted advantages, the ceramic material [3], as shown in [1], should have low thermal conductivity, sufficiently high density, high heat resistance, and high mechanical strength. The fulfillment of these often conflicting requirements depends mainly on the technology for obtaining the material.
Единственный известный способ получения керамического материала, содержащего оксиды железа, алюминия и диоксид кремния, изложен в описании изобретения [3] . Этот способ, принятый авторами настоящего изобретения в качестве прототипа, включает: приготовление шихты с заданным соотношением исходных компонентов посредством их помола и смешения, приготовление из шихты пресс-порошка, обжиг спрессованных брикетов в воздушной атмосфере при температуре 1300-1380oC с выдержкой в течение 2-14 ч, дробление обожженных брикетов, помол, рассев порошка на фракции, смешение порошковых фракций с временным связующим (например, ПВС), прессование брикетов и окончательный обжиг в воздушной среде при температуре 1350-1380oC с выдержкой 6-10 ч.The only known method for producing ceramic material containing iron, aluminum oxides and silicon dioxide is described in the description of the invention [3]. This method, adopted by the authors of the present invention as a prototype, includes: preparing a mixture with a given ratio of the starting components by grinding and mixing them, preparing press powder from the mixture, calcining the compressed briquettes in an air atmosphere at a temperature of 1300-1380 o C with holding for 2-14 hours, crushing burnt briquettes, grinding, sieving the powder into fractions, mixing powder fractions with a temporary binder (for example, PVA), pressing briquettes and final firing in air at a temperature of 1350-1380 o C with a shutter speed of 6-10 hours
Недостатком данного способа является нестабильность воспроизводимости свойств материала, прежде всего таких, как теплопроводность и плотность. Высокая плотность (низкая пористость) материала определяет его высокую механическую прочность. Вместе с тем, увеличение пористости и связанное с этим понижение плотности приводит к повышению ударной вязкости и термостойкости материала, необходимых в условиях динамической механической нагрузки и термоудара до начала активного химического взаимодействия керамического жертвенного материала с расплавом активной зоны ядерного реактора. Повышение пористости материала и вызванное этим понижение теплопроводности оказывает существенное влияние на скорость и синхронность химического взаимодействия оксидного жертвенного материала с расплавом активной зоны ядерного реактора. При этом низкая теплопроводность служит препятствием для "намерзания" на жертвенный материал жидкого кориума (расплава активной зоны ядерного реактора) с образованием твердой тугоплавкой корки, которая будет тормозить взаимодействие жертвенного материала с расплавом активной зоны, что недопустимо исходя из концепции применения жертвенных материалов в ловушке [1]. Таким образом, жертвенный материал должен иметь достаточно узкий диапазон варьирования пористости, обеспечивающий оптимальное сочетание всех перечисленных выше свойств. Оптимальным для данного материала является диапазон пористости 20-25% [1]. Материалы, имеющие пористость за пределами указанного диапазона, не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к жертвенному материалу рассматриваемого химического состава, так как не могут обеспечить заданный уровень плотности, теплопроводности, прочности и термостойкости. The disadvantage of this method is the instability of the reproducibility of the properties of the material, primarily such as thermal conductivity and density. The high density (low porosity) of the material determines its high mechanical strength. At the same time, an increase in porosity and a related decrease in density leads to an increase in the toughness and heat resistance of the material, which are necessary under conditions of dynamic mechanical loading and thermal shock before the onset of active chemical interaction of the ceramic sacrificial material with the core melt of a nuclear reactor. An increase in the porosity of the material and the resulting decrease in thermal conductivity have a significant effect on the rate and synchronism of the chemical interaction of the oxide sacrificial material with the core melt of a nuclear reactor. Moreover, low thermal conductivity serves as an obstacle to “freezing” liquid corium (melt in the core of a nuclear reactor) onto the sacrificial material with the formation of a solid refractory crust, which will inhibit the interaction of the sacrificial material with the core melt, which is unacceptable based on the concept of using sacrificial materials in a trap [ 1]. Thus, the sacrificial material should have a sufficiently narrow range of variation in porosity, providing an optimal combination of all the above properties. The optimal range for this material is a porosity range of 20–25% [1]. Materials having porosity outside the specified range do not satisfy the requirements for the sacrificial material of the chemical composition under consideration, since they cannot provide a given level of density, thermal conductivity, strength, and heat resistance.
Задачей настоящего изобретения является повышение воспроизводимости физико-механических свойств жертвенных керамических материалов ловушки расплава активной зоны ядерного реактора, содержащих оксиды железа, алюминия и диоксид кремния. The objective of the present invention is to increase the reproducibility of the physicomechanical properties of sacrificial ceramic materials in a core melt trap of a nuclear reactor containing iron, aluminum oxides and silicon dioxide.
Эта задача решается тем, что при получении керамических жертвенных материалов, содержащих Fe2O3, Аl2O3 и SiO2, по способу, включающему приготовление шихты с заданным содержанием исходных компонентов посредством их помола и смешения, приготовление из шихты пресс-порошка, прессование брикетов, обжиг брикетов в воздушной атмосфере при температуре 1300-1380oC с выдержкой 2-14 ч, дробление брикетов, помол и рассев порошка на фракции, смешение порошковых фракций с временным связующим, прессование изделий и их обжиг в воздушной атмосфере, SiO2 и часть Аl2О3 вводят в состав шихты в виде каолина, содержание которого в 2,1-2,3 раза превышает заданное содержание SiО2 в материале, при этом интенсивность и продолжительность помола шихты контролируют и корректируют так, чтобы не менее 99% частиц порошка шихты имела размер не более 0,063 мм, помол обожженной шихты, выполненной по меньшей мере в два этапа с выделением крупнодисперсной фракции с размером частиц от 0,5 до 2 мм, составляющей 55-65% порошка, и мелкодисперсной фракции с размером частиц не более 0,063 мм, составляющей 35-45% порошка, а окончательный обжиг проводят при температуре 1200-1300oC с выдержкой в течение 4-14 ч.This problem is solved by the fact that upon receipt of ceramic sacrificial materials containing Fe 2 O 3 , Al 2 O 3 and SiO 2 , according to the method, comprising preparing a mixture with a given content of the starting components by grinding and mixing them, preparing a press powder from the mixture, pressing briquettes, burning briquettes in an air atmosphere at a temperature of 1300-1380 o C with a holding time of 2-14 hours, crushing briquettes, grinding and sieving the powder into fractions, mixing powder fractions with a temporary binder, pressing products and their calcination in air, SiO 2 and part Al 2 O 3 is introduced into the composition of the mixture in the form of kaolin, the content of which is 2.1-2.3 times higher than the specified SiO 2 content in the material, while the intensity and duration of the grinding of the mixture is controlled and adjusted so that at least 99% of the particles of the mixture powder have size not more than 0,063 mm, grinding the burnt mixture made in at least two stages with the separation of a coarse fraction with a particle size of 0.5 to 2 mm, comprising 55-65% of the powder, and a fine fraction with a particle size of not more than 0,063 mm, component 35-45% of the powder, and the final firing p carried out at a temperature of 1200-1300 o C with exposure for 4-14 hours
Каолин может быть введен в материал в виде шликера на стадии приготовления шихты либо на стадии смешения порошковых фракций обожженной шихты. Kaolin can be introduced into the material in the form of a slip at the stage of preparation of the mixture or at the stage of mixing the powder fractions of the calcined mixture.
Шликер на основе каолина может содержать поверхностно-активное вещество (ПАВ). A kaolin-based slip may contain a surfactant.
Шликер на основе каолина может содержать Gd2O3 при соотношении содержания Gd2O3 и SiO2 в пределах 0,025-0,4.A kaolin-based slip may contain Gd 2 O 3 with a ratio of the content of Gd 2 O 3 and SiO 2 in the range of 0.025-0.4.
Шликер на основе каолина может содержать SrO и/или СеO2 при соотношении содержания SiO2 и SrO и/или СеО2 в пределах 0,06-1,3.A kaolin-based slip may contain SrO and / or CeO 2 with a ratio of SiO 2 and SrO and / or CeO 2 in the range of 0.06-1.3.
Технический результат изобретения состоит:
- в повышении воспроизводимости физико-механических свойств жертвенных керамических материалов, содержащих оксиды железа, алюминия и диоксид кремния: плотности, пористости, теплопроводности, прочности;
- в снижении процента брака и исключении необходимости переработки бракованных изделий;
- в снижении температуры окончательного обжига до 1200-1300oC, что позволяет уменьшить энергозатраты и себестоимость производства материалов.The technical result of the invention consists of:
- to increase the reproducibility of the physico-mechanical properties of sacrificial ceramic materials containing iron, aluminum oxides and silicon dioxide: density, porosity, thermal conductivity, strength;
- to reduce the percentage of defects and eliminate the need for processing defective products;
- in reducing the temperature of the final firing to 1200-1300 o C, which allows to reduce energy costs and the cost of production of materials.
Достижение указанного технического результата можно пояснить следующим образом. The achievement of the specified technical result can be explained as follows.
Каолин (гидросиликат алюминия), представляющий собой почти чистый природный минерал каолинит, содержит обычно в зависимости от марки, мас.%: 40,0-41,5 Аl2O3, 47,0-49,0 SiO2, 10,2-11,0 Н2О, а также примесные количества оксида железа.Kaolin (aluminum hydrosilicate), which is an almost pure natural mineral kaolinite, usually contains, depending on the grade, wt.%: 40.0-41.5 Al 2 O 3 , 47.0-49.0 SiO 2 , 10.2 -11.0 N 2 O, as well as impurity amounts of iron oxide.
Из литературы известно использование каолина в качестве добавки (в количестве 1-1,2 мас.%) при синтезе магнитной керамики (ферритов) для снижения температуры спекания и улучшения магнитных характеристик [4] и добавки при изготовлении огнеупоров для повышения их прочности и уменьшения усадки [5]. From the literature it is known to use kaolin as an additive (in an amount of 1-1.2 wt.%) In the synthesis of magnetic ceramics (ferrites) to reduce the sintering temperature and improve magnetic characteristics [4] and additives in the manufacture of refractories to increase their strength and reduce shrinkage [5].
В отличие от этого, в соответствии с предлагаемым техническим решением каолин вводят не в качестве добавки, улучшающей спекание, повышающей прочность материала и т.п., а в качестве компонента, являющегося поставщиком SiO2 и частично Аl2О3 для получаемого материала. Авторы настоящего изобретения обнаружили экспериментально, что если SiO2 вводится в шихту в виде каолина и если режим помола шихты контролируется и корректируется так, чтобы не менее 99% частиц порошка шихты имели размер менее 0,063 мм, а помол обожженной шихты осуществляется по меньшей мере в два этапа с выделением крупнодисперсной фракции с размером частиц от 0,5 до 2 мм, составляющей 55-65% порошка, и мелкодисперсной фракции с размером частиц не более 0,063 мм, то в результате окончательного обжига при температуре 1200-1300oC с выдержкой 4-14 ч, достигается по сравнению с прототипом более равномерное распределение SiO2 среди других компонентов материала, а также более равновесный фазовый состав с мелкокристаллической структурой фаз и более равномерное распределение фаз в объеме материала. В качестве конечных фаз выступают твердые растворы на основе оксидов железа и алюминия и твердый раствор на основе муллита (3Аl2O3•2SiO2). Равновесность фазового состава гарантирует его неизменность при повторном обжиге на стадии получения изделий, предотвращает возможную деградацию микроструктуры и сужает диапазон разброса физико-механических свойств материала. Эти эффекты являются, по-видимому, результатом того, что вместо относительно небольшого количества оксида кремния (обычно в виде кварцевого песка), которое трудно равномерно распределить в шихте, как любую добавку, а, особенно, в связи с небольшой плотностью SiO2 по сравнению с плотностью остальных компонентов, что вызывает гравитационное расслоение смеси при механическом перемешивании, вводится примерно вдвое большее количество каолина, который проще равномерно смешать с остальными компонентами. Следует отметить, что более равномерное распределение SiO2 в шихте при введении его в составе каолина связано не только с большим содержанием каолина в шихте по сравнению с SiO2, но и с более высокой плотностью каолина, приближающейся к плотности других компонентов, что уменьшает эффект гравитационного расслоения при совместном помоле. Кроме этого, оксиды алюминия и кремния равномерно распределены в каолине на молекулярном уровне, что обеспечивает равномерность их распределения в шихте после разложения каолина при обжиге. Другим фактором, обеспечивающим более равномерное распределение SiO2 в шихте при введении его в виде каолина, является процесс самоизмельчения частиц каолина при разложении его в процессе обжига на тонкодисперсные частицы SiO2 и Аl2O3, обладающие высокой реакционной способностью. Высокая реакционная способность образовавшихся при разложении каолина SiO2 и Al2O3 способствует как быстрому и низкотемпературному (в области температур от 900 до 1100oС) образованию конечных фаз материала (твердых растворов на основе муллита, оксидов алюминия и железа), так и активации спекания материала, что позволяет снизить температуру окончательного обжига до 1200-1300oС.In contrast, in accordance with the proposed technical solution, kaolin is introduced not as an additive that improves sintering, increases the strength of the material, etc., but as a component that is a supplier of SiO 2 and partially Al 2 O 3 for the resulting material. The authors of the present invention found experimentally that if SiO 2 is introduced into the mixture in the form of kaolin and if the grinding regime of the mixture is controlled and adjusted so that at least 99% of the particles of the powder of the mixture have a size of less than 0.063 mm, and grinding of the calcined mixture is carried out in at least two stage with the allocation of coarse fraction with a particle size of from 0.5 to 2 mm, comprising 55-65% of the powder, and a fine fraction with a particle size of not more than 0.063 mm, then as a result of the final firing at a temperature of 1200-1300 o C with an exposure of 4- 14 h, reaches I compared with the prior art more uniform distribution of SiO 2 to other components of the material, as well as more equilibrium phase composition with finely crystalline phase structure and a more uniform distribution of phases in the bulk material. The final phases are solid solutions based on iron and aluminum oxides and a solid solution based on mullite (3Al 2 O 3 • 2SiO 2 ). The equilibrium of the phase composition ensures its invariability during repeated firing at the stage of obtaining products, prevents possible degradation of the microstructure and narrows the range of dispersion of the physical and mechanical properties of the material. These effects are apparently the result of the fact that instead of a relatively small amount of silicon oxide (usually in the form of silica sand), which is difficult to evenly distribute in the mixture, like any additive, and, especially, due to the low density of SiO 2 compared with the density of the remaining components, which causes gravitational separation of the mixture with mechanical stirring, approximately twice as much kaolin is introduced, which is easier to evenly mix with the other components. It should be noted that a more uniform distribution of SiO 2 in the mixture when it is introduced as kaolin is associated not only with a higher kaolin content in the mixture compared to SiO 2 , but also with a higher kaolin density approaching the density of other components, which reduces the effect of gravitational delamination during joint grinding. In addition, aluminum and silicon oxides are evenly distributed in kaolin at the molecular level, which ensures the uniformity of their distribution in the mixture after decomposition of kaolin during firing. Another factor that ensures a more uniform distribution of SiO 2 in the mixture when it is introduced as kaolin is the process of self-grinding of kaolin particles during its decomposition into fine particles of SiO 2 and Al 2 O 3 having high reactivity. The high reactivity of SiO 2 and Al 2 O 3 formed during the decomposition of kaolin promotes both the fast and low-temperature (in the temperature range from 900 to 1100 o С) the formation of the final phases of the material (solid solutions based on mullite, aluminum oxides and iron), and activation sintering of the material, which reduces the temperature of the final firing to 1200-1300 o C.
В принципе, понизить температуру образования конечных фаз керамики (в частности, муллита) и увеличить скорость химических реакций можно путем введения в материал SiO2 в виде ультрадисперсного оксида кремния, например, такого как аэросил (марки А200 или А300), имеющего размер частиц 5-10 нм. Однако использование данного реактива с одной стороны существенно повышает себестоимость материала, а с другой - значительно затрудняет образование однородной массы при смешении в связи с низкой плотностью данного реактива, приводящей к гравитационному расслоению смеси и высокой склонностью аэросила к агломерации.In principle, it is possible to lower the temperature of the formation of the final phases of ceramics (in particular, mullite) and increase the rate of chemical reactions by introducing ultrafine silica into SiO 2 material, for example, such as aerosil (grade A200 or A300), having a particle size of 5- 10 nm. However, the use of this reagent on the one hand significantly increases the cost of the material, and on the other hand, significantly complicates the formation of a homogeneous mass when mixed due to the low density of this reagent, which leads to gravitational separation of the mixture and the high tendency of aerosil to agglomerate.
Неравномерное распределение SiO2, имеющее место при использовании способа-прототипа, приводит к тому, что часть SiO2 оказывается непрореагировавшей. Следствием этого являются неконтролируемые изменения пористости и прочности материала, обусловленные структурными переходами в SiO2 (при охлаждении материала кристобалит переходит в α-кварц и β-кварц) и процессом муллитообразования при повторном обжиге, сопровождающемся объемными изменениями, приводящими к деградации микроструктуры материала. Кроме этого, неоднородность распределения компонентов в материале приводит к неравномерности усадки при обжиге изделий и, следовательно, к браку, обусловленному несоблюдением требуемых размеров изделий.The uneven distribution of SiO 2 that occurs when using the prototype method leads to the fact that part of SiO 2 is unreacted. The consequence of this is uncontrolled changes in the porosity and strength of the material due to structural transitions in SiO 2 (when the material is cooled, cristobalite transforms into α-quartz and β-quartz) and the process of mullite formation during repeated firing, accompanied by volumetric changes leading to degradation of the microstructure of the material. In addition, the heterogeneity of the distribution of components in the material leads to uneven shrinkage during firing of products and, therefore, to marriage due to non-compliance with the required dimensions of the products.
Важную роль в достижении технического результата изобретения играет размер частиц при помоле как необожженной, так и обожженной шихты, и процентное содержание в получаемых порошках фракций определенного размера. В связи с этим существенный эффект вносит замена оксида кремния в шихте на соответствующее количество каолина, так как при помоле шихты, содержащей оксид кремния до размеров частиц менее 0,063 мм, что необходимо для обеспечения требуемой однородности исходной композиции, мелкодисперсные частицы SiO2 из-за меньшей плотности SiO2 по сравнению с плотностью Fе2O3 и Аl2О3 будут выноситься из шихты в виде пылевой фракции. Следствием этого будет неконтролируемое изменение химического состава шихты и загрязнение окружающей среды токсичным продуктом - тонкодисперсным оксидом кремния, вызывающим силикоз.An important role in achieving the technical result of the invention is played by the particle size when grinding both the unbaked and the baked mixture, and the percentage of fractions of a certain size in the obtained powders. In this regard, a significant effect is made by replacing silicon oxide in the charge with an appropriate amount of kaolin, since when grinding a mixture containing silicon oxide to particle sizes less than 0.063 mm, which is necessary to ensure the required uniformity of the initial composition, finely dispersed SiO 2 particles due to less the density of SiO 2 compared with the density of Fe 2 O 3 and Al 2 About 3 will be removed from the mixture in the form of a dust fraction. The consequence of this will be an uncontrolled change in the chemical composition of the charge and environmental pollution with a toxic product - finely divided silica, which causes silicosis.
Если в порошке помолотой шихты перед первым обжигом (получение брикетов) частицы с размером менее 0,063 мм составляют менее 99%, не обеспечивается однородность распределения компонентов в материале и равновесность фазового состава после обжига и, как результат, невысокая воспроизводимость физико-механических свойств материала. If particles with a size of less than 0.063 mm are less than 99% in the powder of the ground mixture before the first firing (obtaining briquettes), the uniform distribution of the components in the material and the equilibrium of the phase composition after firing and, as a result, the low reproducibility of the physicomechanical properties of the material are not ensured.
Соотношение крупномолотой и тонкомолотой фракций обожженной шихты (55-65% к 45-35%, соответственно) оказывает влияние на усадку и плотность изделий в результате обжига. При увеличении количества тонкомолотой фракции сверх 45% повышается усадка изделий при обжиге, что не позволяет выдержать в строго заданных диапазонах размеры изделий. Это приводит к увеличению процента брака при обжиге изделий. Если свыше заданного диапазона оказывается количество крупнодисперсной фракции, то не удается добиться заданной плотности изделий, так как пористость изделий выходит за пределы оптимальных значений (20-25%). Это объясняется тем, что мелкодисперсной фракции оказывается в данном случае недостаточно для заполнения необходимой доли порового пространства, образующегося между крупнозернистыми частицами, формирующими каркас материала при его прессовании вследствие образования плотной упаковки частиц. The ratio of coarse and finely ground fractions of the calcined charge (55-65% to 45-35%, respectively) affects the shrinkage and density of the products as a result of firing. With an increase in the number of finely ground fractions in excess of 45%, the shrinkage of the products during firing increases, which does not allow the product dimensions to be maintained in strictly specified ranges. This leads to an increase in the percentage of defects during firing products. If the amount of coarse fraction is found to be above the specified range, then it is not possible to achieve the specified density of the products, since the porosity of the products goes beyond the optimal values (20-25%). This is explained by the fact that the finely dispersed fraction is in this case insufficient to fill the necessary fraction of the pore space formed between the coarse-grained particles that form the skeleton of the material when it is pressed due to the formation of a dense packing of particles.
Что касается пределов содержания в шихте каолина, то оно зависит от марки каолина. As for the limits of the content in the mixture of kaolin, it depends on the brand of kaolin.
При температуре окончательного обжига менее 1200oС не достигается требуемая плотность изделий. Увеличение температуры обжига выше 1300oС не целесообразно по экономическим причинам.When the temperature of the final firing less than 1200 o With the required density of the products is not achieved. An increase in firing temperature above 1300 o With is not advisable for economic reasons.
Длительность окончательного обжига влияет на плотность и прочность материала. Если она меньше 4 ч, то не достигаются требуемые уровни плотности и прочности материала. Увеличение длительности обжига свыше 14 ч не целесообразно из экономических соображений. The duration of the final firing affects the density and strength of the material. If it is less than 4 hours, then the required levels of density and strength of the material are not achieved. An increase in the firing duration of more than 14 hours is not advisable for economic reasons.
Как показали эксперименты, заявляемый способ позволяет получить эффект повышения воспроизводимости физико-механических свойств ряда керамических жертвенных материалов, содержащих оксиды железа, алюминия и диоксид кремния, в частности: Fе2О3 и/или Fе3O4 - Аl2О3 - SiO2; Fе2О3 и/или Fе3O4 - Аl2О3 - SiO2 - Gd2O3; Fe2O3 и/или Fе3O4 - Аl2О3 - SiO2 - SrO; Fе2О3 и/или Fе3O4 - Аl2О3 - SiO2 - СеO2; Fе2O3 и/или Fе3O4 - Аl2О3 - SiO2 - SrO - СеO2; Fе2О3 и/или Fе3O4 - Аl2О3 - SiO2 - Gd2O3 - SrO и/или СеO2.As experiments showed, the inventive method allows to obtain the effect of increasing the reproducibility of the physico-mechanical properties of a number of ceramic sacrificial materials containing iron oxides, aluminum and silicon dioxide, in particular: Fe 2 O 3 and / or Fe 3 O 4 - Al 2 O 3 - SiO 2 ; Fe 2 O 3 and / or Fe 3 O 4 - Al 2 O 3 - SiO 2 - Gd 2 O 3 ; Fe 2 O 3 and / or Fe 3 O 4 - Al 2 O 3 - SiO 2 - SrO; Fe 2 O 3 and / or Fe 3 O 4 - Al 2 O 3 - SiO 2 - CeO 2 ; Fe 2 O 3 and / or Fe 3 O 4 - Al 2 O 3 - SiO 2 - SrO - CeO 2 ; Fe 2 O 3 and / or Fe 3 O 4 - Al 2 O 3 - SiO 2 - Gd 2 O 3 - SrO and / or CeO 2 .
Вариантом предлагаемого технического решения является способ, в соответствии с которым каолин вводят в материал в виде шликера на стадии приготовления шихты либо на стадии смешения порошковых фракций обожженной шихты. Шликер на основе каолина может содержать Gd2O3, SrO, СеO2 в зависимости от состава получаемого материала, а также ПАВ, способствующее поддержанию частиц шликера во взвешенном состоянии.A variant of the proposed technical solution is a method in which kaolin is introduced into the material in the form of a slurry at the stage of preparation of the mixture or at the stage of mixing the powder fractions of the calcined mixture. A kaolin-based slip may contain Gd 2 O 3 , SrO, CeO 2 depending on the composition of the material obtained, as well as a surfactant, which helps to keep the slip particles in suspension.
Использование шликера повышает однородность распределения в материале SiO2 и указанных добавок, но связано с определенным усложнением технологического процесса.The use of a slip increases the uniformity of distribution in the material of SiO 2 and these additives, but is associated with a certain complication of the process.
Примеры осуществления предлагаемого способа
Пример 1. Для получения керамического жертвенного материала, содержащего, мас. %: 60 Fе2O3, 36 Аl2О3 и 4 SiO2, в шихту вводили 59,5 мас.% Fе2О3, 32,3 мас.% Аl2О3 и 8,3 мас.% каолина марки ПЛК-В (ТУ У 322-7-00190503-056-96), содержащего 48 мас.% SiO2 и 41 мас.% Аl2О3. После вибропомола шихты, в результате которого 99% порошка имело размер частиц не более 0,063 мм, и смешения порошка в смесь заливали 10% раствор поливинилового спирта (ПВС). Полученную массу (влажность которой находилась в пределах 12-14%) обрабатывали в скребковом смесителе, приготовляя, тем самым, пресс-порошок. Прессование брикетов из пресс-порошка осуществляли при давлении, обеспечивающем кажущуюся плотность материала 2,6-2,8 г/см3. Сырые брикеты сушили до влажности не более 3% в течение 7 ч. Далее следовали: дробление брикетов и помол с выделением крупнодисперсной фракции с размером частиц 0,5-2 мм, составившей 60% порошка, и получением мелкодисперсной фракции с размером частиц не более 0,063 мм, составившей 40% порошка. Для получения формовочной массы указанные фракции смешивали с 10% раствором ПВС до образования массы с влажностью 2,7-3,5%, формовочную массу прессовали до значений кажущейся плотности не менее 3,5 г/см3. Окончательной операцией был обжиг в воздушной атмосфере при температуре 1250oС с выдержкой 8 ч.Examples of the proposed method
Example 1. To obtain a ceramic sacrificial material containing, by weight. %: 60 Fe 2 O 3 , 36 Al 2 O 3 and 4 SiO 2 , 59.5 wt.% Fe 2 O 3 , 32.3 wt.% Al 2 O 3 and 8.3 wt.% Kaolin were introduced into the charge grade PLC-V (TU U 322-7-00190503-056-96), containing 48 wt.% SiO 2 and 41 wt.% Al 2 O 3 . After vibratory grinding of the mixture, as a result of which 99% of the powder had a particle size of not more than 0.063 mm, and mixing the powder, a 10% solution of polyvinyl alcohol (PVA) was poured into the mixture. The resulting mass (whose moisture content was in the range of 12-14%) was processed in a scraper mixer, thereby preparing a press powder. Pressing the briquettes from the press powder was carried out at a pressure providing an apparent material density of 2.6-2.8 g / cm 3 . Raw briquettes were dried to a moisture content of not more than 3% for 7 hours. The following followed: crushing the briquettes and grinding with the separation of a coarse fraction with a particle size of 0.5-2 mm, comprising 60% of the powder, and obtaining a fine fraction with a particle size of not more than 0.063 mm, comprising 40% of the powder. To obtain a molding mass, these fractions were mixed with a 10% PVA solution until a mass with a moisture content of 2.7-3.5% was formed, the molding mass was pressed to an apparent density of at least 3.5 g / cm 3 . The final operation was firing in an air atmosphere at a temperature of 1250 o With an exposure of 8 hours
Воспроизводимость физико-механических свойств этого материала, как и других материалов (примеры 2-9), оценивалась по разбросу соответствующих характеристик в 10 партиях материала. Результаты оценки представлены в таблице. The reproducibility of the physicomechanical properties of this material, as well as other materials (examples 2-9), was estimated by the scatter of the corresponding characteristics in 10 batches of material. The evaluation results are presented in the table.
Примеры 2, 3, 4. Материалы по этим примерам получали аналогично материалу по примеру 1, за исключением того, что шихта содержала соответствующие добавки (Gd2O3, SrO, Gd2O3 и SrO).Examples 2, 3, 4. The materials of these examples were obtained similarly to the material of example 1, except that the mixture contained the corresponding additives (Gd 2 O 3 , SrO, Gd 2 O 3 and SrO).
Пример 5. Материал по данному примеру получали аналогично материалу по примеру 1, с той разницей, что каолин вводили в шихту в виде шликера. Example 5. The material in this example was obtained similarly to the material in example 1, with the difference that kaolin was introduced into the charge in the form of a slip.
Примеры 6, 7, 8. Материалы по этим примерам получали аналогично материалу по примеру 5, но с введением в шликер на основе каолина соответствующих добавок (Gd2O3, SrO, Gd2O3 и SrO).Examples 6, 7, 8. The materials of these examples were obtained similarly to the material of example 5, but with the introduction of the appropriate additives (Gd 2 O 3 , SrO, Gd 2 O 3 and SrO) into the kaolin-based slurry.
Как видно из таблицы, предлагаемый способ в сравнении с прототипом позволяет в несколько раз повысить воспроизводимость основных физико-механических характеристик керамических жертвенных материалов, содержащих оксиды железа, алюминия и диоксид кремния (диапазон варьирования пористости уменьшается в 2,3 раза, кажущейся плотности - в 3,5 раза, теплопроводности - в 2,7 раза, прочности при сжатии - в 2,1 раза). Благодаря этому существенно снижается процент брака, исключается необходимость переработки брака, что обеспечивает достижение заметного экономического эффекта. As can be seen from the table, the proposed method in comparison with the prototype can increase the reproducibility of the basic physical and mechanical characteristics of ceramic sacrificial materials containing iron, aluminum and silicon dioxide (the range of variation of porosity decreases by 2.3 times, apparent density - by 3 5 times, thermal conductivity - 2.7 times, compressive strength - 2.1 times). Due to this, the percentage of marriage is significantly reduced, eliminating the need for processing of marriage, which ensures the achievement of a significant economic effect.
Реализация предлагаемого способа предполагает использование стандартных технологических операций, которые могут быть выполнены с помощью стандартного технологического оборудования. Это свидетельствует о возможности промышленного осуществления изобретения. The implementation of the proposed method involves the use of standard technological operations, which can be performed using standard technological equipment. This indicates the possibility of industrial implementation of the invention.
Источники информации
1. Гусаров В.В., Альмяшев В.И., Бешта С.В., Хабенский В.Б., Удалов Ю.П., Грановский В.С. "Жертвенные материалы системы безопасности атомных электростанций - новый класс функциональных материалов". - Теплоэнергетика. 2001. 9. С. 22-24.Sources of information
1. Gusarov VV, Almyashev V.I., Beshta S.V., Khabensky V.B., Udalov Yu.P., Granovsky V.S. "Sacrificial materials for the safety system of nuclear power plants - a new class of functional materials." - Heat power engineering. 2001. 9.P. 22-24.
2. Патент РФ 2165106, МПК 7 G 21 C 9/016, 13/10, опубликован 10.04.2001. 2. RF patent 2165106, IPC 7 G 21
3. Заявка РФ 2001 108 841/06, МПК 7 G 21 C 09/16, решение о выдаче патента в сентябре 2001. 3. Application of the Russian Federation 2001 108 841/06, IPC 7 G 21 C 09/16, the decision to grant a patent in September 2001.
4. Летюк Л.М., Журавлев Г.И. Химия и технология ферритов. Л.: "Химия", 1983. С.109, 112. 4. Letiuk L.M., Zhuravlev G.I. Chemistry and technology of ferrites. L .: "Chemistry", 1983. P.109, 112.
5. Авторское свидетельство СССР 1807982, МПК C 04 B 35/10, опубликовано 07.04.1993. 5. Copyright certificate of the USSR 1807982, IPC C 04 B 35/10, published on 04/07/1993.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002108484/06A RU2206930C1 (en) | 2002-04-02 | 2002-04-02 | Method for producing ceramic materials incorporating ferric oxide, alumina, and silicon dioxide for nuclear-reactor molten core trap |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002108484/06A RU2206930C1 (en) | 2002-04-02 | 2002-04-02 | Method for producing ceramic materials incorporating ferric oxide, alumina, and silicon dioxide for nuclear-reactor molten core trap |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2206930C1 true RU2206930C1 (en) | 2003-06-20 |
Family
ID=29211740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002108484/06A RU2206930C1 (en) | 2002-04-02 | 2002-04-02 | Method for producing ceramic materials incorporating ferric oxide, alumina, and silicon dioxide for nuclear-reactor molten core trap |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2206930C1 (en) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2264996C2 (en) * | 2003-12-29 | 2005-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" | Sacrificial ceramic material for a core catcher of a nuclear reactor fissile region molten corium |
| US7036591B2 (en) | 2002-10-10 | 2006-05-02 | Carbo Ceramics Inc. | Low density proppant |
| US7387752B2 (en) | 2004-07-09 | 2008-06-17 | Carbo Ceramics Inc. | Method for producing solid ceramic particles using a spray drying process |
| US7615172B2 (en) | 2005-03-01 | 2009-11-10 | Carbo Ceramics, Inc. | Methods for producing sintered particles from a slurry of an alumina-containing raw material |
| US7678723B2 (en) | 2004-09-14 | 2010-03-16 | Carbo Ceramics, Inc. | Sintered spherical pellets |
| US7721804B2 (en) | 2007-07-06 | 2010-05-25 | Carbo Ceramics Inc. | Proppants for gel clean-up |
| US7828998B2 (en) | 2006-07-11 | 2010-11-09 | Carbo Ceramics, Inc. | Material having a controlled microstructure, core-shell macrostructure, and method for its fabrication |
| US8063000B2 (en) | 2006-08-30 | 2011-11-22 | Carbo Ceramics Inc. | Low bulk density proppant and methods for producing the same |
| RU2517436C2 (en) * | 2012-09-03 | 2014-05-27 | Закрытое акционерное общество "НПО Петропромсервис" | Method of producing ceramic material for nuclear reactor core melt localising apparatus |
| RU2551375C1 (en) * | 2014-01-24 | 2015-05-20 | Открытое акционерное общество "Боровичский комбинат огнеупоров" | Fixing oxide material for plates of sacrificial material of localisation device of reactor active core melt |
| RU2559294C1 (en) * | 2014-01-24 | 2015-08-10 | Открытое акционерное общество "Боровичский комбинат огнеупоров" | Mixture and oxide sacrificial material for device for localising nuclear reactor core meltdown |
| RU2666901C1 (en) * | 2017-06-19 | 2018-09-13 | Акционерное общество "Тяжмаш" | Sacrificial material for a melt trap of a nuclear reactor |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3702802A (en) * | 1971-06-16 | 1972-11-14 | Atomic Energy Commission | Nuclear reactor incorporating means for preventing molten fuel from breaching the containment vessel thereof in the event of a core meltdown |
| GB2236210A (en) * | 1989-08-30 | 1991-03-27 | Rolls Royce & Ass | Core catchers for nuclear reactors |
| US5410577A (en) * | 1993-11-04 | 1995-04-25 | Martin Marietta Energy Systems, Inc. | Core-melt source reduction system |
| RU2169953C2 (en) * | 1999-08-12 | 2001-06-27 | Российский научный центр "Курчатовский институт" | Nuclear-reactor core melt trap |
| RU2178924C1 (en) * | 2001-04-02 | 2002-01-27 | Открытое акционерное общество "Боровичский комбинат огнеупоров" | Charge for producing material ensuring confinement of nuclear reactor molten corium |
-
2002
- 2002-04-02 RU RU2002108484/06A patent/RU2206930C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3702802A (en) * | 1971-06-16 | 1972-11-14 | Atomic Energy Commission | Nuclear reactor incorporating means for preventing molten fuel from breaching the containment vessel thereof in the event of a core meltdown |
| GB2236210A (en) * | 1989-08-30 | 1991-03-27 | Rolls Royce & Ass | Core catchers for nuclear reactors |
| US5410577A (en) * | 1993-11-04 | 1995-04-25 | Martin Marietta Energy Systems, Inc. | Core-melt source reduction system |
| RU2169953C2 (en) * | 1999-08-12 | 2001-06-27 | Российский научный центр "Курчатовский институт" | Nuclear-reactor core melt trap |
| RU2178924C1 (en) * | 2001-04-02 | 2002-01-27 | Открытое акционерное общество "Боровичский комбинат огнеупоров" | Charge for producing material ensuring confinement of nuclear reactor molten corium |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7036591B2 (en) | 2002-10-10 | 2006-05-02 | Carbo Ceramics Inc. | Low density proppant |
| RU2264996C2 (en) * | 2003-12-29 | 2005-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" | Sacrificial ceramic material for a core catcher of a nuclear reactor fissile region molten corium |
| US7387752B2 (en) | 2004-07-09 | 2008-06-17 | Carbo Ceramics Inc. | Method for producing solid ceramic particles using a spray drying process |
| US7825053B2 (en) | 2004-09-14 | 2010-11-02 | Carbo Ceramics Inc. | Sintered spherical pellets |
| US7678723B2 (en) | 2004-09-14 | 2010-03-16 | Carbo Ceramics, Inc. | Sintered spherical pellets |
| US7615172B2 (en) | 2005-03-01 | 2009-11-10 | Carbo Ceramics, Inc. | Methods for producing sintered particles from a slurry of an alumina-containing raw material |
| US8216675B2 (en) | 2005-03-01 | 2012-07-10 | Carbo Ceramics Inc. | Methods for producing sintered particles from a slurry of an alumina-containing raw material |
| US7828998B2 (en) | 2006-07-11 | 2010-11-09 | Carbo Ceramics, Inc. | Material having a controlled microstructure, core-shell macrostructure, and method for its fabrication |
| US8063000B2 (en) | 2006-08-30 | 2011-11-22 | Carbo Ceramics Inc. | Low bulk density proppant and methods for producing the same |
| US7721804B2 (en) | 2007-07-06 | 2010-05-25 | Carbo Ceramics Inc. | Proppants for gel clean-up |
| RU2517436C2 (en) * | 2012-09-03 | 2014-05-27 | Закрытое акционерное общество "НПО Петропромсервис" | Method of producing ceramic material for nuclear reactor core melt localising apparatus |
| RU2551375C1 (en) * | 2014-01-24 | 2015-05-20 | Открытое акционерное общество "Боровичский комбинат огнеупоров" | Fixing oxide material for plates of sacrificial material of localisation device of reactor active core melt |
| RU2559294C1 (en) * | 2014-01-24 | 2015-08-10 | Открытое акционерное общество "Боровичский комбинат огнеупоров" | Mixture and oxide sacrificial material for device for localising nuclear reactor core meltdown |
| RU2666901C1 (en) * | 2017-06-19 | 2018-09-13 | Акционерное общество "Тяжмаш" | Sacrificial material for a melt trap of a nuclear reactor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sacks et al. | Sintering of mullite‐containing materials: II, effect of agglomeration | |
| EP1595617B1 (en) | Spherical casting sand | |
| RU2206930C1 (en) | Method for producing ceramic materials incorporating ferric oxide, alumina, and silicon dioxide for nuclear-reactor molten core trap | |
| EP2803652B1 (en) | Spinel forming refractory compositions, their method of production and use thereof | |
| HUE030569T2 (en) | Lightweight ceramic material | |
| Huang et al. | Microstructures and strengths of microporous MgO‐Al2O3 refractory aggregates using two types of magnesite | |
| Lin et al. | Phase composition and pore evolution of porous periclase-spinel ceramics prepared from magnesite and Al (OH) 3 | |
| US20200216366A1 (en) | Ceramic foam | |
| Chandran et al. | Sintering and microstructural investigations on combustion processed mullite | |
| US2313746A (en) | Process of making magnesia ceramics | |
| US3312558A (en) | Calcium hexaluminate articles | |
| Neto et al. | Rheological behaviour of kaolin/talc/alumina suspensions for manufacturing cordierite foams | |
| KR101694975B1 (en) | Method for preparing low-temperature sinterable alumina and low-soda alumina | |
| JPH0158130B2 (en) | ||
| Pivinskii et al. | Preparation and properties of corundum HCBS and ceramic concretes. Part 1. Mixed HCBS in the system electrocorundum—very fine quartz glass | |
| EP4361118A1 (en) | Lightweight ceramics | |
| Khattab et al. | The effect of β-eucryptite on cordierite ceramic materials prepared using a temperature-induced forming technique | |
| EA012228B1 (en) | Self-flow refractory mixture | |
| Mitra et al. | Effect of Cr2O3 on the sintering of aluminosilicate precursor leading to mullite formation | |
| Nakahara et al. | Effect of particle size of powders ground by ball milling on densification of cordierite ceramics | |
| RU2047582C1 (en) | Ceramic mass and method for manufacturing porous articles from it | |
| Nevrivová et al. | Study of the Mineralogical Composition of an Alumina–Silica Binder System Formed by the Sol–Gel Method. Materials 2023, 16, 5466 | |
| RU2172727C2 (en) | Method of preparing ceramic backing refractories | |
| Vakalova et al. | Porous filtering ceramics based on silicate materials from Siberia | |
| RU2021229C1 (en) | Charge for making of ceramic articles with complex configuration |