회전식 타블렛 프레스가 토리아 기반 연료 펠릿 결함을 유발하는 이유는 무엇인가요? 밀도 구배 문제 해결

분말 분포의 불균일성이 주된 원인입니다. 단축 다이 압축에 사용되는 회전식 타블렛 프레스는 토리아 분말의 자연스러운 흐름을 제한하여 다이 내부에 고르게 안착되는 것을 방해합니다. 이러한 제한은 결과물인 "그린"(소결되지 않은) 펠릿 전체에 상당한 밀도 구배, 즉 다양한 압축도를 가진 영역을 생성합니다.

단축 압축의 엄격한 역학 구조는 초기 압축물 내에 불균일한 밀도를 생성합니다. 소결 과정에서 이러한 밀도 차이는 불균일한 수축을 초래하여 구조적 결함과 기하학적 왜곡을 유발하며, 이는 종종 값비싼 보수 작업을 필요로 합니다.

근본 원인: 밀도 구배

입자 흐름 제한

단축 다이 프레스에서는 단일 방향으로 힘이 가해집니다. 이러한 기계적 작용은 분말 입자의 이동 및 재배열 자유도를 제한합니다.

불균일 분포

분말이 자유롭게 흐를 수 없기 때문에 다이 부피 전체에 고르게 분포되지 않습니다. 분말과 다이 벽 사이의 마찰은 이 문제를 더욱 악화시킵니다.

결과적인 구배

최종 그린 압축물은 "밀도 구배"를 갖게 됩니다. 즉, 펠릿의 일부 영역(일반적으로 펀치 면 근처)은 더 밀도가 높고 다른 영역(일반적으로 중심)은 더 다공성입니다.

소결 결과

불균일 수축

그린 펠릿이 소결 과정을 거치면 밀도가 다른 영역은 다른 속도로 수축합니다. 고밀도 영역은 저밀도 영역보다 덜 수축합니다.

기하학적 변형

이러한 차등 수축은 예측 가능한 왜곡을 초래합니다. 가장 흔한 현상은 펠릿의 중간 부분이 끝 부분보다 더 많이 수축하는 모래시계 모양의 형성입니다.

구조적 파손

단순한 모양 왜곡을 넘어, 밀도 구배로 인한 내부 응력은 실제 재료 파손을 유발합니다. 이는 종종 끝 부분 분리(상단이 분리되는 현상) 또는 펠릿 본체 전체에 걸친 적층 균열을 초래합니다.

제조 기대치 관리

단축 압축은 일반적인 기술이지만, 효과적인 생산 계획을 위해서는 그 한계를 이해하는 것이 중요합니다.

치수 정확도가 주요 관심사인 경우: 밀도 구배로 인해 필연적으로 발생하는 모래시계 모양을 수정하기 위해 소결 후 기계 가공을 구현할 준비를 하십시오.
결함 감소가 주요 관심사인 경우: 그린 밀도 분포를 면밀히 모니터링하십시오. 이곳의 구배는 끝 부분 분리 및 적층 균열의 직접적인 전조이기 때문입니다.
장비 수명이 주요 관심사인 경우: 장기적인 마모가 결국 입자 크기 제어를 손상시키므로, 다이 검사를 위한 엄격한 유지보수 일정을 구현하십시오.

토리아 기반 제조의 성공은 프레스에서 완벽한 균일성을 기대하기보다는 이러한 기계적 한계를 예측하는 데 달려 있습니다.

요약 표:

결함 유형	주요 원인	소결 중 발현
모래시계 모양	불균일한 밀도 구배	차등 수축 (중심 대 끝 부분)
끝 부분 분리	내부 기계적 응력	펠릿 상단 층 분리
적층	입자 재배열 제한	본체 전체 내부 수평 균열
기하학적 왜곡	마찰 및 벽 효과	기계 가공이 필요한 비정형 결과물