Многослойная композитная система покрытия топлива с высокотемпературной герметичностью и устойчивостью к нештатным ситуациям - RU2018123505A
Код документа: RU2018123505A
Формула
1. Содержащее керамику и металл многослойное покрытие (21), включающее в себя:
внутренний слой (23), имеющий внутреннюю поверхность (25) и внешнюю поверхность (27), состоящий из металла или металлического сплава;
промежуточный слой (29), имеющий внутреннюю поверхность (31) и внешнюю поверхность (33), сформированный на внешней поверхности (27) внутреннего слоя (23), содержащий:
композит, содержащий:
взаимосвязанные керамические волокна; и
матрицу, выбираемую из группы, состоящей из керамической матрицы, металлической матрицы и их комбинаций; или
взаимосвязанные керамические волокна; и
внешний слой (35), осажденный на внешней поверхности (33) промежуточного слоя (29), состоящий из металла или металлического сплава.
2. Многослойное покрытие (21) по п. 1, в котором внутренний слой (23) структурируется так, чтобы сформировать в нем полость (24) для содержания ядерного топлива.
3. Многослойное покрытие (21) по п. 2, в котором внутренний слой (23) структурируется так, чтобы сформировать цилиндрическую трубу.
4. Многослойное покрытие (21) по п. 1, в котором внутренний слой (23) содержит материал, выбираемый из группы, состоящей из аустенитной стали, ферритно-мартенситной стали, сплава железа, сплава циркония, сплава титана, а также их слоистых комбинаций.
5. Многослойное покрытие (21) по п. 1, в котором композит содержит тканые или плетеные волокна из карбида кремния и матрицу из карбида кремния.
6. Многослойное покрытие (21) по п. 1, в котором композит содержит тканые или плетеные волокна из глинозема и матрицу из глинозема.
7. Многослойное покрытие (21) по п. 1, в котором керамические волокна имеют форму жгутов волокна, конфигурируемых в тканую или наматываемую структуру.
8. Многослойное покрытие (21) по п. 1, в котором матрица осаждается на и в тканую или наматываемую структуру из керамического волокна.
9. Многослойное покрытие (21) по п. 1, в котором внешний слой (35) имеет форму покрытия.
10. Многослойное покрытие (21) по п. 1, в котором внешний слой (35) является формирующим глинозем металлическим сплавом со стойким к окислению покрытием на нем.
11. Многослойное покрытие (21) по п. 10, в котором внешний слой (35) содержит сплав железо-хром-алюминий, опционально с добавлением иттрия.
12. Способ формирования содержащего керамику и металл многослойного покрытия (21), включающий в себя:
формирование внутреннего слоя (23), имеющего внутреннюю поверхность (25) и внешнюю поверхность (27), состоящего из металла или металлического сплава;
нанесение промежуточного слоя (29), имеющего внутреннюю поверхность (31) и внешнюю поверхность (33), на внешнюю поверхность (27) внутреннего слоя (23), причем промежуточный слой (29) содержит:
композит, содержащий:
взаимосвязанные керамические волокна; и
матрицу, выбираемую из группы, состоящей из керамической матрицы, металлической матрицы и их комбинаций; или
взаимосвязанные керамические волокна; и
осаждение внешнего слоя (35), состоящего из металла или металлического сплава, на внешнюю поверхность (33) промежуточного слоя (29).
13. Способ по п. 12, в котором нанесение промежуточного слоя (29) содержит:
получение керамических волокон в форме жгутов волокна;
обертывание, обмотку или оплетку этими жгутами внутреннего слоя;
формирование тканой структуры из керамического волокна, внутри которой сформированы пустоты; и
осаждение матрицы поверх этой тканой керамической структуры с использованием процесса, выбираемого из химического осаждения из паровой фазы, химической инфильтрации паров и инфильтрации золь-геля, для того, чтобы по меньшей мере частично заполнить пустоты.
14. Способ по п. 12, в котором внешний слой (35) инкапсулирует топливное покрытие.
15. Способ по п. 12, в котором внешний слой (35) формируется с помощью процесса, выбираемого из дугового, жидкофазного или холодного напыления.
