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원심분무법에 의한 구형 U-Mo 분말 제조기술에 관한 연구
A Study on the Fabrication Technology of Spherical U-Mo Powders by Centrifugal Atomization Method 원문보기

한국분말야금학회 2001년도 춘계학술강연 및 발표대회, 2001 Apr. 01, 2001년, pp.31 - 32  

김기환 (한국원자력연구소) ,  장세정 (한국원자력연구소) ,  김응수 (한국원자력연구소) ,  이윤상 (한국원자력연구소) ,  김창규 (한국원자력연구소)

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제안 방법

  • 재사용 가능한 우수한 성능을 가지는 원심분무 부품 기술을 개발하기 위해, 흑연도 가니 slurry 도포법, AhCh 도가니 재료, Si3N4 회전 원반 재료 및 고속회전 전기모터 기술에 관한 연구가 수행되었다. 그리고 상용화용 원심분무 장치의 기본설계를 수행하여, 원심분무 장치의 고성능화 및 안전화가 이루어지도록 하였다.
  • 가스 냉각식 유도코일로 모델링하여 유도코일의 온 도상 숭을 예측한 결과, 유도코일 냉각재로 He 가스 사용 시 승온 온도 (ΔT)를 적정 이하로 제어하기 위한 공급속도가 계산되었다. 상용화용 원심분무 장치의 기본설계를 수행하여, 원심분무 장치의 고성능화 및 안전성이 향상되도록 설계하였다.
  • 제조된 원심분무 분말은 분급을 통하여 입도 분포를 조사하고, 화학분석을 통해 분말 내 불순물 원소 함량을 분석하였다. 원심분무 부품은 metallography 시편을 절단, mounting 하여 SEM(scanning electron microscope) 및 EDX(Energy dispersive X-ray spectroscopy)를 사용하여 반웅 상태를 분석하였다.
  • 125um 이하의 적정 크기 분말 회수율 96%의 미세한 구형 분말을 제조할 수 있었다. 원심분무용 국산 고주파 pulse 방식의 전기모터를 설계, 제작, 시운전한 결과, 최대회전 속도 38, 000rpm까지 성공적으로 회전시험을 수행하였다. 가스 냉각식 유도코일로 모델링하여 유도코일의 온 도상 숭을 예측한 결과, 유도코일 냉각재로 He 가스 사용 시 승온 온도 (ΔT)를 적정 이하로 제어하기 위한 공급속도가 계산되었다.
  • 원심분무 후도 가니 및 회전 disk는 육안으로 관찰되었다. 제조된 원심분무 분말은 분급을 통하여 입도 분포를 조사하고, 화학분석을 통해 분말 내 불순물 원소 함량을 분석하였다. 원심분무 부품은 metallography 시편을 절단, mounting 하여 SEM(scanning electron microscope) 및 EDX(Energy dispersive X-ray spectroscopy)를 사용하여 반웅 상태를 분석하였다.

대상 데이터

  • 원심 분무분 말 내에는 Si3N4 회전원반으로부터 불순물이 거의 혼입되지도 않았다. 125um 이하의 적정 크기 분말 회수율 96%의 미세한 구형 분말을 제조할 수 있었다. 원심분무용 국산 고주파 pulse 방식의 전기모터를 설계, 제작, 시운전한 결과, 최대회전 속도 38, 000rpm까지 성공적으로 회전시험을 수행하였다.
  • 용해 도가니는 지르코니아 도가니, 알루미나 도가니 및 고온 도포 재로 도포한 흑연 도가니를 사용하였다. Stopper는 도가니 종류와 상관없이 흑연 봉을 고온 세라믹으로 도포하여 사용하였다.
  • 원심 분무법으로 제조된 연구로 용 U-Mo 핵연료 분말의 제조기술에 관한 연구가 수행되었다. 원심분무 U-Mo 핵연료 분말은 높은 수율을 가졌으며, median size가 약 60/on이었으며, 대체로 표면 상태가 매끈한 구형으로 제조되었다. 재사용 가능한 우수한 성능을 가지는 원심분무 부품 기술을 개발하기 위해, 흑연도 가니 slurry 도포법, AhCh 도가니 재료, Si3N4 회전 원반 재료 및 고속회전 전기모터 기술에 관한 연구가 수행되었다.
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