1.一种制造制品的方法,所述方法包括:
提供碳化硅的粉末原料;
使粘合剂选择性沉积在粉末原料的连续层上,以制造大于30%重量碳化硅的尺寸稳定的物体;
将物体放在化学气相渗透(cvi)反应器内,并升高其中的温度,从而使物体脱粘;并且
在处于升高的温度下的同时在cvi反应器内引入包含硅和烃的前体气体,使得前体气体在所述升高的温度下的分解引起碳化硅渗入物体,并用致密化的外层密封物体,所述物体包括实质纯的碳化硅微结构和高耐热性,且具有大于85%重量碳化硅的密度。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述前体气体包括甲基三氯硅烷(mts)。
3.根据权利要求1所述的方法,其中使粘合剂在环境温度下沉积到粉末原料的连续层上。
4.根据权利要求1所述的方法,其中升高cvi反应器内的温度包括将cvi反应器加热到850℃和1300℃之间。
5.根据权利要求1所述的方法,其中所述物体为具有底切、悬垂或内部容积的三维物体。
6.根据权利要求1所述的方法,其中所述物体形成核燃料元件、热交换器或涡轮机叶片的一部分。
7.根据权利要求1所述的方法,其中所述物体包括内部容积,所述方法还包括在cvi反应器内放置所述物体之前用核燃料颗粒填充所述内部容积。
8.根据权利要求7所述的方法,所述方法还包括将碳化硅粉末原料引入相邻核燃料颗粒之间的所述物体的内部容积内。
9.根据权利要求7所述的方法,其中使粘合剂选择性沉积在粉末原料的连续层上包括在物体内限定冷却通道,所述冷却通道从其下表面延伸到其上表面。
10.根据权利要求7所述的方法,所述方法还包括在内部容积内放置可燃吸收剂或中子减速剂。
11.一体化核燃料元件,所述核燃料元件包含:
具有实质纯碳化硅微结构的燃料包壳,所述燃料包壳包括具有至少20微米厚度的碳化硅致密化外层,所述燃料包壳限定内部容积和至少一个从其下部延伸到其上部的冷却通道;和
在燃料包壳的内部容积内包含的多个燃料颗粒,所述多个燃料颗粒包括易裂变材料,其中碳化硅粉末布置在多个燃料颗粒的相邻燃料颗粒之间,并且其中多个燃料颗粒实现大于50%的填充分数。
12.根据权利要求11所述的一体化核燃料元件,其中所述碳化硅致密化外层包含00微米和200微米之间的厚度,包括端点。
13.根据权利要求11所述的一体化核燃料元件,其中所述燃料包壳包括在下部和上部之间延伸的六边形侧壁。
14.根据权利要求11所述的一体化核燃料元件,其中所述至少一个冷却通道包括多个曲线形通路。
15.根据权利要求11所述的一体化核燃料元件,其中所述至少一个冷却通道包括会聚的第一部分和发散的第二部分。
16.根据权利要求11所述的一体化核燃料元件,其中所述至少一个冷却通道适应成相对于竖直轴以非零角度引导冷却气体。
17.一种制造一体化核燃料元件的方法,所述方法包括:
提供耐火陶瓷或耐火金属的粉末原料;
使粘合剂选择性沉积在粉末原料的连续层上,以制造尺寸稳定的燃料包壳,所述燃料包壳在其中限定内部容积;
在燃料包壳的内部容积内沉积多个包含易裂变材料的核燃料颗粒;
将另外的粉末原料振动填密到燃料包壳的内部容积中,以在其中产生燃料密实体;并且
进行化学气相渗透,以使燃料包壳致密化,并密封其中的燃料密实体,其中化学气相渗透用前体气体来进行,所述前体气体具有耐火陶瓷或耐火金属的元素作为第一组分和烃作为第二组分,使得致密化的燃料包壳包括实质纯的微结构和气密密封的外部。
18.根据权利要求17所述的方法,其中所述耐火陶瓷选自sic、zrc和c。
19.根据权利要求17所述的方法,其中所述耐火金属选自mo和w。
20.根据权利要求17所述的方法,其中所述多个燃料颗粒为包含易裂变铀的trios(三结构各向同性)燃料颗粒。
21.根据权利要求17所述的方法,其中所述多个燃料颗粒为包含易裂变铀的biso(双结构各向同性)燃料颗粒。
22.根据权利要求17所述的方法,其中所述多个燃料颗粒为包含易裂变铀的裸含铀球。