權(quán)利要求書(shū)： 1.一種高溫氣冷堆燃料元件用基體石墨粉的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟S1，獲取微晶石墨粉；

步驟S2，獲取天然鱗片石墨粉，并將所述微晶石墨粉、天然鱗片石墨粉進(jìn)行干混，得到混合干粉；

步驟S3，在所述混合干粉中加入粘結(jié)劑或粘結(jié)劑的有機(jī)溶液，并進(jìn)行濕混，得到糊料；

步驟S4，將所述糊料進(jìn)行造粒、干燥后，進(jìn)行粉碎，得到所述基體石墨粉，所述基體石墨粉中，所述微晶石墨粉的含量為10?30wt%，所述天然鱗片石墨粉的含量為50?70wt%，所述粘結(jié)劑的含量為10?30wt%，所述基體石墨粉的最大粒徑小于150μm，其中，所述步驟S1包括：

步驟S11，獲取微晶石墨原礦；

步驟S12，對(duì)所述微晶石墨原礦進(jìn)行提純；

步驟S13，對(duì)純化后微晶石墨進(jìn)行粉碎分級(jí)，得到所述微晶石墨粉。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述粘結(jié)劑為酚醛樹(shù)脂，所述粘結(jié)劑的有機(jī)溶液為所述粘結(jié)劑溶解于乙醇中得到的溶液，其中所述粘結(jié)劑的有機(jī)溶液中所述粘結(jié)劑的含量為50wt%以上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S13中，粉碎的工藝條件為：粉碎盤(pán)轉(zhuǎn)速5000?6000rpm，分級(jí)輪轉(zhuǎn)速為1500?2500rpm,喂料頻率為8?10Hz，風(fēng)機(jī)頻率為3

25?40Hz，引風(fēng)流量為15?20m/min。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S12包括：步驟S121，對(duì)所述微晶石墨原礦通過(guò)浮選、酸處理、堿處理中的任意一種或多種方式進(jìn)行一次純化，得到一次純化粉。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S12還包括：步驟S122，對(duì)所述一次純化粉進(jìn)行高溫純化，得到二次純化粉。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述微晶石墨粉呈顆粒狀，粒徑D50為

10?30μm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S4包括：將所述糊料進(jìn)行造粒，并在60?80℃條件下鼓風(fēng)干燥6?10小時(shí)，此后通過(guò)粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，并將粉碎后的粉末過(guò)100目篩，得到所述基體石墨粉。

8.一種高溫氣冷堆燃料元件用基體石墨粉，其特征在于，含有微晶石墨粉10?30wt%、天然磷片石墨粉50?70wt%、以及粘結(jié)劑10?30wt%，其中，所述微晶石墨粉根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的制備方法制備得到，其中，所述基體石墨粉的最大粒徑小于150μm。

說(shuō)明書(shū)： 高溫氣冷堆燃料元件用基體石墨粉及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及石墨粉制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高溫氣冷堆燃料元件用基體石墨粉基體石墨粉及其制備方法。背景技術(shù)[0002] 高溫氣冷堆是在氣冷堆的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，根據(jù)所使用的燃料元件的不同又可將其分為棱柱堆和球床堆，后者使用球形燃料元件。球形燃料元件是第四代高溫氣冷堆所使用的元件類型之一，它主要由直徑約50mm的燃料區(qū)和5mm厚的無(wú)燃料外殼兩部分組成，其中基體石墨占據(jù)超過(guò)90％的質(zhì)量和體積。[0003] 目前，制造球形燃料元件所使用的原料由64％的天然石墨粉、16％的人造石墨粉和20％的樹(shù)脂粘結(jié)劑制成，也被稱為A3?3基體石墨粉。[0004] 無(wú)燃料石墨球，由A3?3基體石墨粉制成，內(nèi)部不含燃料顆粒，具有與球形燃料元件相同的尺寸，主要用于調(diào)節(jié)堆芯的反應(yīng)性，使功率分布平緩。[0005] 作為球形燃料元件和無(wú)燃料石墨球的主要組成部分，基體石墨粉起到中子慢化、將裂變產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)給冷卻劑、保護(hù)燃料顆粒不受破壞等作用。[0006] 目前我國(guó)已開(kāi)展的HTR?10和HTR?PM項(xiàng)目均使用上述配方制備的球形燃料元件和無(wú)燃料石墨球。其中HTR?10已于2000年底達(dá)到臨界，HTR?PM正常運(yùn)行狀態(tài)下每年消耗約300000個(gè)球形燃料元件，后續(xù)還規(guī)劃建設(shè)規(guī)模更大的HTR?PM600。隨著我國(guó)核電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)燃料元件及其原材料的需求也會(huì)日益增加。

[0007] 中國(guó)專利申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)枺?01610414446.8)中公開(kāi)了一種高溫氣冷堆燃料元件用人造石墨粉的制備方法及石墨粉，其以瀝青焦為原料，瀝青為粘結(jié)劑，按照一定配比將二者混合并攪拌4?8小時(shí)，再粉碎并等靜壓成型60?70分鐘，通過(guò)焙燒、浸漬使產(chǎn)品致密化，其中每次焙燒時(shí)間約600?700小時(shí)，浸漬時(shí)間為1?2小時(shí)，產(chǎn)品致密化處理后還需3000℃高溫提純36?48小時(shí)后方可加工成人造石墨粉體，粉體的制備還需磨粉、整形及分級(jí)處理、石墨粉的高溫提純等步驟。

[0008] 然而，該方法存在生產(chǎn)周期較長(zhǎng)，生產(chǎn)成本高，不利于第四代核電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。[0009] 此外，上述制備方法得到的人造石墨粉的熱膨脹性能尚存在進(jìn)一步改善的空間。[0010] 為此，亟需提供一種新型的高溫氣冷堆核燃料元件用基體石墨粉的制備方法。發(fā)明內(nèi)容[0011] 天然石墨是中國(guó)的一項(xiàng)戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源，除鱗片石墨外，還包括微晶石墨。其中，與人造石墨相比，微晶石墨具有高石墨化度、高熱導(dǎo)率、低熱膨脹系數(shù)等優(yōu)點(diǎn)，更高的熱導(dǎo)率有利于將核裂變產(chǎn)生的熱量傳遞給氣體冷卻劑，從而提高反應(yīng)堆出口溫度。更低熱膨脹系數(shù)，尤其是各向熱膨脹系數(shù)低有利于進(jìn)一步改善燃料元件基體石墨的熱膨脹性能和各向同性性能，這些優(yōu)越的性能使其在核石墨領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。[0012] 如果可以以該類天然微晶石墨替換人造石墨則可。本發(fā)明人等經(jīng)反復(fù)研究發(fā)現(xiàn)，以高品位微晶石墨精礦為原料，經(jīng)高溫提純、粉碎、分級(jí)即可獲得一定技術(shù)要求的微晶石墨粉，將其與天然鱗片石墨粉以及粘結(jié)劑以一定配比進(jìn)行混合，制成基體石墨粉后，可直接應(yīng)用于球形燃料元件和無(wú)燃料石墨球的制備，能夠大幅縮減生產(chǎn)周期和生產(chǎn)成本，同時(shí)，還能夠改善燃料元件基體石墨的熱膨脹性能，并可能獲得更好的輻照性能。在此基礎(chǔ)上，完成了本發(fā)明。[0013] 本發(fā)明目的在于提供一種生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)成本低、所得燃料元件的各向同性優(yōu)異、熱膨脹性能良好的高溫氣冷堆燃料元件用基體石墨粉的制備方法。[0014] 本發(fā)明的目的還在于提供一種高溫氣冷堆燃料元件用基體石墨粉。[0015] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：[0016] 根據(jù)本發(fā)明第一方面實(shí)施例的高溫氣冷堆燃料元件用基體石墨粉的制備方法，包括如下步驟：[0017] 步驟S1，獲取微晶石墨粉；[0018] 步驟S2，獲取天然鱗片石墨粉，并將所述微晶石墨粉、天然鱗片石墨粉進(jìn)行干混，得到混合干粉；[0019] 步驟S3，在所述混合干粉中加入粘結(jié)劑或粘結(jié)劑的有機(jī)溶液，并進(jìn)行濕混，得到糊料；[0020] 步驟S4，將所述糊料進(jìn)行造粒、干燥后，進(jìn)行粉碎，得到所述基體石墨粉。[0021] 進(jìn)一步地，所述基體石墨粉中，所述微晶石墨粉的含量為10?30wt％，所述天然鱗片石墨粉的含量為50?70wt％，所述粘結(jié)劑的含量為10?30wt％。[0022] 進(jìn)一步地，所述粘結(jié)劑為酚醛樹(shù)脂，所述粘結(jié)劑的有機(jī)溶液為所述粘結(jié)劑溶解于乙醇中得到的溶液，其中所述粘結(jié)劑的有機(jī)溶液中所述粘結(jié)劑的含量為50wt％以上。[0023] 進(jìn)一步地，所述步驟S1包括：[0024] 步驟S11，獲取微晶石墨原礦；[0025] 步驟S12，對(duì)所述微晶石墨原礦進(jìn)行提純；[0026] 步驟S13，對(duì)純化后微晶石墨進(jìn)行粉碎分級(jí)，得到所述微晶石墨粉。[0027] 更進(jìn)一步地，所述步驟S13中，粉碎的工藝條件為：粉碎盤(pán)轉(zhuǎn)速5000?6000rpm，分級(jí)3

輪轉(zhuǎn)速為1500?2500rpm,喂料頻率為8?10Hz，風(fēng)機(jī)頻率為25?40Hz,引風(fēng)流量為15?20m /min。

[0028] 進(jìn)一步地，所述步驟S12包括：[0029] 步驟S121，對(duì)所述微晶石墨原礦通過(guò)浮選、酸處理、堿處理中的任意一種或多種方式進(jìn)行一次純化，得到一次純化粉。[0030] 進(jìn)一步地，所述步驟S12還包括：[0031] 步驟S122，對(duì)所述一次純化粉進(jìn)行高溫純化，得到二次純化粉。所述步驟S13中，將所述二次純化粉進(jìn)行粉碎分級(jí)，得到所述微晶石墨粉。[0032] 進(jìn)一步地，所述微晶石墨粉呈顆粒狀，粒徑D50為10?30μm。[0033] 進(jìn)一步地，所述步驟4包括：[0034] 將所述糊料進(jìn)行造粒，并在60?80℃條件下鼓風(fēng)干燥6?10小時(shí)，此后通過(guò)粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，并將粉碎后的粉末過(guò)100目篩，得到所述基體石墨粉。[0035] 根據(jù)本發(fā)明第二方面實(shí)施例的高溫氣冷堆燃料元件用基體石墨粉，含有微晶石墨粉10?30wt％、天然磷片石墨粉50?70wt％、以及粘結(jié)劑10?30wt％。[0036] 本發(fā)明的上述技術(shù)方案至少具有如下有益效果之一：[0037] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的高溫氣冷堆燃料元件用基體石墨粉的制備方法，以微晶石墨粉與天然鱗片石墨粉為原料，配合以一定的樹(shù)脂作為粘結(jié)劑，制備得到的基體石墨粉可以直接用于制備高溫氣冷堆核燃料元件，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)成本低，能夠適應(yīng)核電產(chǎn)業(yè)日益增長(zhǎng)的需求；[0038] 進(jìn)一步地，由于微晶石墨粉體具有更小的熱膨脹系數(shù)和更好的各向同性，有利于進(jìn)一步改善配置得到的基體石墨的熱膨脹系數(shù)和各向同性性能，以該基體石墨粉制成無(wú)燃料石墨球，其各向同性度為1.15以下，顯示出良好的各向同性度；在900℃測(cè)得的熱導(dǎo)率?TR為35?40W/mK，熱導(dǎo)率?AX為30?35W/mK。附圖說(shuō)明[0039] 圖1(a)為實(shí)施例1中經(jīng)過(guò)二次純化并粉碎分級(jí)后得到的微晶石墨粉的SEM照片；[0040] 圖1(b)為實(shí)施例1中經(jīng)過(guò)二次純化并粉碎分級(jí)后得到的微晶石墨粉的粒徑分布曲線；[0041] 圖2(a)為實(shí)施例1中所得無(wú)燃料石墨球M?x的線性熱膨脹系數(shù)曲線；[0042] 圖2(b)為對(duì)比例1中所得無(wú)燃料石墨球T?x的線性熱膨脹系數(shù)曲線。具體實(shí)施方式[0043] 為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；谒枋龅谋景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。[0044] 下面首先具體描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的高溫氣冷堆燃料元件用基體石墨粉的制備方法。[0045] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的高溫氣冷堆燃料元件用基體石墨粉的制備方法，包括如下步驟：[0046] 步驟S1，獲取微晶石墨粉。[0047] 也就是說(shuō)，首先準(zhǔn)備微晶石墨粉。[0048] 可以采用微晶石墨原礦粉作為原料，經(jīng)過(guò)純化、粉碎后得到預(yù)定粒徑分布的顆粒狀微晶石墨粉。[0049] 具體而言，例如可以包括如下步驟：[0050] 步驟S11，獲取微晶石墨原礦。[0051] 對(duì)于不同產(chǎn)地的微晶石墨其品位略有差別，本發(fā)明中使用選用產(chǎn)自內(nèi)蒙古興和縣的微晶石墨粉成功制備了滿足技術(shù)要求的無(wú)燃料石墨球。然而，本發(fā)明不限于該產(chǎn)地的微晶石墨粉。[0052] 步驟S12，對(duì)所述微晶石墨原礦進(jìn)行提純。[0053] 微晶石墨原礦中或多或少含有一定量的雜質(zhì)，為了提高其中固定碳含量，可以對(duì)其進(jìn)行提純。[0054] 具體而言，提純可以包括：[0055] 步驟S121，對(duì)所述微晶石墨原礦通過(guò)浮選、酸處理、堿處理中的任意一種或多種方式進(jìn)行一次純化，得到一次純化粉。[0056] 也就是說(shuō)，首先對(duì)所述微晶石墨原礦進(jìn)行化學(xué)提純。化學(xué)提純的具體方法例如可以包括浮選、酸處理、堿處理等。[0057] 例如，對(duì)微晶石墨原礦所使用的提純方法為氫氟酸法，利用石墨中硅酸鹽雜質(zhì)與氫氟酸反應(yīng)，生成水溶性化合物及揮發(fā)物的原理，除去石墨原礦中的SiO2、Al2O3等雜質(zhì)，從而獲得純化的微晶石墨。具體的提純方法可以參考中國(guó)專利申請(qǐng)CN109437187A中公開(kāi)的方法進(jìn)行。[0058] 進(jìn)一步地，在化學(xué)提純后還可以包括：[0059] 步驟S122，對(duì)所述一次純化粉進(jìn)行高溫純化，得到二次純化粉。[0060] 對(duì)微晶石墨粉的二次純化所使用的方法為高溫提純，例如可以為：一次純化后的微晶石墨粉置于高溫石墨化爐中，高純氬氣保護(hù)，以10℃/min的平均升溫速率升溫至2800?3000℃，保溫30～60min，除去雜質(zhì)。

[0061] 可以對(duì)于一次純化粉進(jìn)行2800?3000℃的高溫提純，可以使其固定碳含量提高到99.9％以上。

[0062] 需要說(shuō)明的是，也可以僅僅只進(jìn)行化學(xué)純化、或僅僅只進(jìn)行高溫純化，在原礦品質(zhì)及其高的情況下，也可以不進(jìn)行純化。[0063] 步驟S13，對(duì)純化后的微晶石墨進(jìn)行粉碎分級(jí)，得到所述微晶石墨粉。[0064] 也就是說(shuō)，對(duì)于上述純化微晶石墨，通過(guò)粉碎分級(jí)，得到具有預(yù)定的粒徑分布的微晶石墨粉。[0065] 具體而言，所述步驟S13中，可以使用蘇州兮然工業(yè)設(shè)備有限公司提供的T?300型機(jī)械粉碎機(jī)對(duì)其進(jìn)行粉碎分級(jí)。當(dāng)然，也可以使用其他的粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，本發(fā)明不限于此。[0066] 作為粉碎的工藝條件，可以設(shè)定為：粉碎盤(pán)轉(zhuǎn)速5000?6000rpm，分級(jí)輪轉(zhuǎn)速為3

1500?2500rpm，喂料頻率為8?10Hz，風(fēng)機(jī)頻率為25?40Hz，引風(fēng)流量為15?20m/min。

[0067] 以上述蘇州兮然工業(yè)設(shè)備有限公司生產(chǎn)和提供的T?300型機(jī)械粉碎機(jī)為例，該設(shè)備具有粉碎和分級(jí)功能。整套粉碎系統(tǒng)包括喂料機(jī)、T?300機(jī)械粉碎機(jī)主機(jī)、旋風(fēng)集塵器、脈沖布袋集塵器、安全過(guò)濾器、引風(fēng)機(jī)、空氣換熱器、補(bǔ)氣系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、物料連接管道、氣動(dòng)閥門(mén)、操作平臺(tái)以及各類檢測(cè)儀表組成，其中粉碎盤(pán)和分級(jí)輪在粉碎機(jī)主機(jī)的粉碎腔中同軸分布，分級(jí)輪位于粉碎盤(pán)上方，二者分別由粉碎電機(jī)和分級(jí)輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)，引風(fēng)機(jī)為整套系統(tǒng)提供風(fēng)力，使粉末沿粉碎機(jī)、物料連接管道、集塵器的方向流動(dòng)。機(jī)械粉碎機(jī)使用日本進(jìn)口的超耐磨氮化硅陶瓷粉碎盤(pán)，通過(guò)粉碎盤(pán)的高速旋轉(zhuǎn)擊碎石墨顆粒，使其粒徑變小，在特定分級(jí)輪轉(zhuǎn)速下，小于一定粒徑的顆粒會(huì)在風(fēng)力牽引下通過(guò)分級(jí)輪并沿物料連接管道流動(dòng)，粒徑較大的顆粒無(wú)法通過(guò)分級(jí)輪，粒徑過(guò)小的微粉則會(huì)被布袋集塵器收集，最終可在旋風(fēng)集塵器的氣動(dòng)閥門(mén)出料口獲得合適粒徑范圍的粉末。[0068] 在粉體的制備過(guò)程中，控制粉碎轉(zhuǎn)速、分級(jí)輪轉(zhuǎn)速、喂料機(jī)頻率、風(fēng)機(jī)頻率和引風(fēng)流量等設(shè)備工藝參數(shù)可對(duì)所制的粉體的粒徑和粒度分布狀態(tài)顆粒形貌等基本特性進(jìn)行調(diào)控。[0069] 風(fēng)機(jī)頻率和引風(fēng)流量二者共同決定了物料管道內(nèi)的風(fēng)量和風(fēng)速，引風(fēng)流量在二者之中起到主要作用，當(dāng)引風(fēng)流量小于所給定參數(shù)范圍時(shí)，粉體中的極細(xì)粉無(wú)法快速的被集塵布袋收集，從而使粉體中極細(xì)粉含量增多，粉體的粒徑相對(duì)較低；當(dāng)引風(fēng)流量較大時(shí)，粉體粉碎的時(shí)間會(huì)有所降低，導(dǎo)致所得粉末粒度分布不均，過(guò)多極細(xì)粉被快速吸至集塵布袋中，造成更多的浪費(fèi)和收率的降低；風(fēng)機(jī)頻率在所給定的范圍內(nèi)不會(huì)對(duì)供電系統(tǒng)造成過(guò)大負(fù)擔(dān)，有利于設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行和粉體的生產(chǎn)。[0070] 喂料機(jī)頻率低于所給定的參數(shù)范圍會(huì)降低生產(chǎn)效率，高于所給定參數(shù)范圍則會(huì)使粉碎腔中原料過(guò)多，對(duì)粉碎機(jī)造成額外負(fù)擔(dān)，相應(yīng)設(shè)備參數(shù)下粉碎轉(zhuǎn)速會(huì)由于負(fù)荷增加而有所降低，導(dǎo)致粉末粒徑變粗，同時(shí)也會(huì)對(duì)風(fēng)機(jī)造成一定的負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致管道內(nèi)風(fēng)量降低，使所得粉體的粒度分布范圍變寬。[0071] 粉碎轉(zhuǎn)速和分級(jí)轉(zhuǎn)速是影響粉體粒度分布的最主要因素，粉碎轉(zhuǎn)速過(guò)低時(shí)，粉末原料無(wú)法得到充分粉碎，使得所得粉末較粗，也會(huì)在粉碎腔中出現(xiàn)積料現(xiàn)象，降低生產(chǎn)效率；當(dāng)粉碎轉(zhuǎn)速過(guò)高時(shí)，粉末被快速粉碎，導(dǎo)致所得粉末較細(xì)，同時(shí)也會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成很大的負(fù)荷，提高生產(chǎn)成本；當(dāng)分級(jí)輪轉(zhuǎn)速過(guò)低時(shí)粉碎腔中的粉末會(huì)被管道中的吸力快速吸出粉碎腔，降低了粉碎時(shí)間，導(dǎo)致粉末過(guò)粗；當(dāng)分級(jí)轉(zhuǎn)速過(guò)高時(shí)，分級(jí)輪會(huì)阻擋粉末從粉碎機(jī)進(jìn)入物料管道，導(dǎo)致粉碎時(shí)間的加長(zhǎng)，所得粉末過(guò)細(xì)，同時(shí)，分級(jí)輪轉(zhuǎn)速過(guò)快也可能導(dǎo)致粉碎腔內(nèi)出現(xiàn)積料，降低生產(chǎn)效率，也會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成過(guò)大負(fù)擔(dān)，提高生產(chǎn)成本，降低設(shè)備使用壽命。[0072] 生產(chǎn)的過(guò)程中粉碎轉(zhuǎn)速和分級(jí)輪轉(zhuǎn)速二者共同調(diào)控了粉末的粒度分布，因此在生產(chǎn)參數(shù)的選擇中往往需要二者相互配合，當(dāng)粉碎轉(zhuǎn)速提高時(shí)，分級(jí)輪轉(zhuǎn)速應(yīng)適當(dāng)降低，當(dāng)粉碎轉(zhuǎn)速降低時(shí)，應(yīng)適當(dāng)提高分級(jí)輪轉(zhuǎn)速，前者適合粉碎硬度較大的粉末原料，后者適合粉碎硬度較小的粉末原料。[0073] 經(jīng)過(guò)粉碎分級(jí)后的所得微晶石墨粉呈顆粒狀，粒徑D50為10?30μm。[0074] 此外，考慮到粉碎分級(jí)后，有可能在粉碎階段引入了部分雜質(zhì)，還可以進(jìn)一步進(jìn)行純化，此時(shí)，例如可以直接進(jìn)行高溫(例如加熱至2800?3000℃)純化。具體的方法可以參考上述步驟S12中的二次純化，在此不再贅述。[0075] 步驟S2，獲取天然鱗片石墨粉，并將所述微晶石墨粉、天然鱗片石墨粉進(jìn)行干混，得到混合干粉。[0076] 也就是說(shuō)，經(jīng)過(guò)粉碎分級(jí)后，可以將得到的微晶石墨粉直接與天然鱗片石墨粉進(jìn)行混合、制備混合干粉。[0077] 此處需要說(shuō)明的是，對(duì)于天然鱗片石墨粉也可以進(jìn)行例如化學(xué)純化、高溫純化等以去除其中的雜質(zhì)。另外，根據(jù)粒徑要求也可以進(jìn)行粉碎分級(jí)處理。具體的過(guò)程可以參考上述對(duì)微晶石墨粉的處理，在此省略其詳細(xì)說(shuō)明。[0078] 在得到所需的微晶石墨粉以及天然磷片石墨粉之后，例如可以通過(guò)球磨、攪拌等方式干混1小時(shí)，制備混合干粉。[0079] 步驟S3，在所述混合干粉中加入粘結(jié)劑或粘結(jié)劑的有機(jī)溶液，并進(jìn)行濕混，得到糊料。[0080] 也就是說(shuō)，在混合得到混合干粉后，在其中加入粘結(jié)劑，或者粘結(jié)劑溶解在有機(jī)溶劑中的有機(jī)溶液，進(jìn)一步進(jìn)行濕混，得到糊料。[0081] 其中，按照固相含量計(jì)(即，不含有機(jī)溶劑、分散液等液體成分)，所述微晶石墨粉的含量例如可以為10?30wt％，所述天然鱗片石墨粉的含量為50?70wt％，所述粘結(jié)劑的含量為10?30wt％。[0082] 進(jìn)一步地，所述粘結(jié)劑為酚醛樹(shù)脂，所述粘結(jié)劑的有機(jī)溶液為所述粘結(jié)劑溶解于乙醇中得到的溶液，其中所述粘結(jié)劑的有機(jī)溶液中所述粘結(jié)劑的含量為50wt％以上。[0083] 酚醛樹(shù)脂溶液固含量50wt％是指溶液中溶劑(乙醇)完全揮發(fā)后剩余的酚醛樹(shù)脂固體顆粒的質(zhì)量占溶液總質(zhì)量的百分比。在混捏階段合適的溶液粘度有利于粘結(jié)劑與粉末原料快速混合均勻，當(dāng)酚醛樹(shù)脂粘結(jié)劑固含量過(guò)高時(shí)，溶液的粘度會(huì)顯著增大，不利于粘結(jié)劑與粉末原料的混合，會(huì)導(dǎo)致混捏時(shí)間的延長(zhǎng)、混合不均勻等現(xiàn)象出現(xiàn)；當(dāng)酚醛樹(shù)脂固含量較低時(shí)，為滿足酚醛樹(shù)脂含量占基體粉的10?30wt％，混捏階段酚醛樹(shù)脂溶液的用量會(huì)顯著增加，所得糊料的流動(dòng)性增加，不利于后續(xù)糊料的造粒，也會(huì)大幅增加干燥時(shí)間，降低生產(chǎn)效率。[0084] 步驟S4，將所述糊料進(jìn)行造粒、干燥后，進(jìn)行粉碎，得到所述基體石墨粉。[0085] 在得到糊料之后，進(jìn)行造粒、干燥、粉碎、篩分等處理之后，即可得到基體石墨粉。[0086] 所得到的基體石墨粉，最大粒徑小于150μm。[0087] 以該基體石墨粉制成無(wú)燃料石墨球，其各向同性度(線性熱膨脹系數(shù)?AX/線性熱膨脹系數(shù)?TR)為1.15以下，顯示出良好的各向同性度；在900℃測(cè)得的熱導(dǎo)率?TR為35?40W/mK，熱導(dǎo)率?AX為30?35W/mK。[0088] 各向同性度的定義為反顆粒方向的線性熱膨脹系數(shù)(CTEAX)與其在有顆粒方向的線性熱膨脹系數(shù)(CTETR)之比，也就是CTEAX/CTETR。各向同性度介于1.00?1.10間的稱為各向同性核石墨；介于1.10?1.15的稱為近各向同性核石墨；大于1.15的稱為各向異性核石墨。[0089] 也就是說(shuō)，各向同性度越接近1，表示各向同性性能越高。[0090] 也就是說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明制備得到的基體石墨粉，具有很好的各向同性性能。[0091] 下面，結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的高溫氣冷堆燃料元件用基體石墨粉的制備方法、基體石墨粉、以及制備得到的石墨球。[0092] 實(shí)施例1[0093] (1)微晶石墨粉的制備[0094] 原料：選用內(nèi)蒙古興和縣的微晶石墨原礦。[0095] 一次純化：[0096] 參考中國(guó)專利申請(qǐng)CN109437187A的方法將微晶石墨原礦充分分散在氫氟酸中進(jìn)行純化，在浸漬結(jié)束后，進(jìn)行固液分離、水洗、干燥。[0097] 二次純化：[0098] 將一次純化的微晶石墨置于高溫石墨化爐中，高純氬氣保護(hù)，以10℃/min的平均升溫速率升溫至3000℃，保溫60min，進(jìn)一步對(duì)原料提純，使其固定碳含量達(dá)到99.9％以上。[0099] 粉碎分級(jí)：[0100] 粉碎設(shè)備：蘇州兮然工業(yè)設(shè)備有限公司提供的T?300型機(jī)械粉碎機(jī)。[0101] 粉碎工藝：具體工藝參數(shù)如下述表1所示。[0102] 表1制粉工藝參數(shù)[0103][0104] 經(jīng)過(guò)上述制備得到的微晶石墨粉，其形貌如圖1(a)所示，為大小均勻的顆粒狀的石墨粉，圖1(b)顯示其粒徑主要為幾至幾十微米，具體的粒徑分布數(shù)據(jù)如下述表2所示。[0105] 表2石墨粉粒度數(shù)據(jù)[0106][0107] 表2中，為了比較，同時(shí)還給出了本實(shí)施例中所選用的天然鱗片石墨粉的粒度數(shù)據(jù)，以及根據(jù)申請(qǐng)?zhí)?01610414446.8的中國(guó)專利申請(qǐng)中所記載的方法制備得到的人造石墨粉。[0108] 由表2可知，經(jīng)過(guò)純化、粉碎、分級(jí)之后，得到粒徑更小、分布更加均勻的微晶石墨粉。[0109] (2)基體石墨粉的制備[0110] 以60wt％天然鱗片石墨、20wt％上述得到的微晶石墨粉、20wt％酚醛樹(shù)脂配比準(zhǔn)備上述原料。[0111] 首先，將天然鱗片石墨與微晶石墨粉干混1小時(shí)，此后，在其中加入固相含量為50wt％的酚醛樹(shù)脂的乙醇溶液，進(jìn)行濕混2小時(shí)。此后造粒，70℃鼓風(fēng)干燥8小時(shí)使用小型機(jī)械粉碎機(jī)進(jìn)行二次粉碎，粉碎后的粉末過(guò)100目篩網(wǎng)，得到基體石墨粉(記作M)。

[0112] (3)無(wú)燃料石墨球的制備[0113] 無(wú)燃料石墨球制備的具體工藝條件：[0114] 1、成型：[0115] 預(yù)壓：將基體石墨粉裝填在具有橢球形內(nèi)腔的橡膠模具中，在較低壓力下進(jìn)行球芯的預(yù)壓成型，壓力約3MPa，保壓10?30s；[0116] 終壓：將石墨球芯放入另一具有較大橢球形內(nèi)腔的硅橡膠模具中，并在其周圍填入基體石墨粉，使粉體充滿整個(gè)模具，通過(guò)橡膠模具的變形能力實(shí)現(xiàn)樣品的冷準(zhǔn)等靜壓成型，壓力為300MPa，保壓3?5min，獲得壓制成型的無(wú)燃料石墨球生制品；[0117] 2、熱處理：[0118] 炭化處理：[0119] 在氬氣或氮?dú)獗Ｗo(hù)下對(duì)樣品進(jìn)行炭化處理，炭化過(guò)程平均升溫速率范圍約0.1?1℃/min，升溫至700?900℃并保溫1?2h，使粘結(jié)劑裂解焦化，將骨料顆粒牢固的結(jié)合在一起；[0120] 高溫純化處理：[0121] 將炭化后的無(wú)燃料石墨球放入石墨化爐中，在氬氣保護(hù)下進(jìn)行高溫純化，平均升溫速率約為10℃/min，升溫至1950℃并保溫0.5?1h；[0122] 3、車削：[0123] 使用專用車床對(duì)純化后樣品進(jìn)行車削，獲得直徑在59.5?60.5mm之間的無(wú)燃料石墨球。[0124] 對(duì)比例[0125] 為了進(jìn)行比較，在基體石墨粉制備時(shí)，采用人造石墨粉代替上述微晶石墨粉，以傳統(tǒng)工藝配比，即以64wt％天然鱗片石墨、16wt％人造石墨粉、20wt％酚醛樹(shù)脂，其他以相同的工藝條件，制備得到另一種基體石墨粉(記作T)。[0126] 此外，為了進(jìn)行比較，使用上述基體石墨粉，以相同的工藝條件制備無(wú)燃料石墨球(記作T?x)。[0127] 對(duì)上述得到的無(wú)燃料石墨球M?x與T?x進(jìn)行性能測(cè)試的結(jié)果如下表3?表5所示。[0128] 表3石墨球性能測(cè)試結(jié)果[0129][0130] 表4熱導(dǎo)率測(cè)試結(jié)果[0131][0132] 表5線性熱膨脹系數(shù)測(cè)試結(jié)果[0133][0134] 此外，圖2(a)與圖2(b)分別示出了50?500℃下的線性熱膨脹系數(shù)曲線。[0135] 通過(guò)表3?表5以及圖2(a)、圖2(b)可知，采用本發(fā)明的基體石墨粉制備方法得到的基體石墨粉，制備得到的石墨球，其熱導(dǎo)率、熱膨脹系數(shù)、各向同性度均顯著高于采用人造石墨粉得到的結(jié)果。[0136] 以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。