A new method for coating microspheres with zirconium carbide and zirconium carbide-carbon graded coats

• Published in: Journal of nuclear materials 1975-01, Vol.57 (3), p.325-332
• Main Authors: Hollabaugh, C.M., Reiswig, R.D., Wagner, P., Wahman, L.A., White, R.W.
• Format: Article
• Language: English
• ISSN: 0022-3115; 1873-4820
• DOI: 10.1016/0022-3115(75)90217-2

A new method for the chemical vapor deposition of ZrC and C-ZrC alloys has been developed. This process has been applied to the fabrication of coated particle nuclear fuels of the type used in the large High Temperature Gas-Cooled Reactor. A powder feeder is used to supply ZrCl 4 to the fluidized bed coating furnace where it undergoes reaction with a hydrocarbon to form ZrC. Quantitative metering of the ZrCl 4 makes it possible to control the deposition of the ZrC and the codeposition of the C-ZrC alloys on the fuel particles. Examples of both types of coats made using the described technique are discussed and illustrated. Une nouvelle méthode a été développée pour déposer à partir d'une phase gazeuse des alliages Zr-C et C-ZRC. Ce procédé a été appliqué à la fabrication de particules recouvertes de combustibles nucle'aires du type utilisé dans le grand réacteur à haute température refroidi par des gaz. Une trémie de poudre est utilisé pour fournir ZrCl 4 au four de dépôt à lit fluidisé où il subit la réaction avec un hydrocarbure pour former ZrC. Une mesure quantitative de la quantité de ZrCl 4 permet de contrôler le dépôt de ZrC et la codéposition des alliages C-ZrC sur les particules de combustible. Des exemples des deux types de dépôts réalisés en utilisant la technique décrite sont illustrés et discutés. Zur chemischen Abscheidung von ZrC und ZrC-C-Phasen aus der Gasphase wurde eine neue Methode entwickelt, die zur Herstellung von beschichteten Kernbrennstoffteilchen, wie sie in einem grossen gasgekühlten Hochtemperatur-Reaktor eingesetzt werden, Verwendung findet. Mit einem Pulverversorgungssystem wird ZrCl 4 in den als Fliessbett ausgebildeten Beschichtungsofen eingebracht, wo die Reaktion mit einem Kohlenwasserstoff unter Bildung von ZrC stattfindet. Durch quantitative Zugabe des ZrCl 4 werden die kontrollierte Abscheidung des ZrC und die zusätzliche Abscheidung der ZrC-C-Phasen auf den Brennstoffteilchen ermöglicht. Beispiele der beiden nach der beschriebenen Methode durchgeführten Beschichtungen werden diskutiert und erläutert.