journal article·2013-10Open access

Properties of zirconium carbide for nuclear fuel applications

Yutai Katoh, Gokul Vasudevamurthy, Takashi Nozawa, Lance L. Snead

Journal of Nuclear Materials· Volume 441· Issue 1-3

Abstract

Zirconium carbide (ZrC) is a potential coating, oxygen-gettering, or inert matrix material for advanced high temperature reactor fuels. ZrC has demonstrated attractive properties for these fuel applications including excellent resistance against fission product corrosion and fission product retention capabilities. However, fabrication of ZrC results in a range of stable sub-stoichiometric and carbon-rich compositions with or without substantial microstructural inhomogeneity, textural anisotropy, and a phase separation, leading to variations in physical, chemical, thermal, and mechanical properties. The effects of neutron irradiation at elevated temperatures, currently only poorly understood, are believed to be substantially influenced by those compositional and microstructural features further adding complexity to understanding the key ZrC properties. This article provides a survey of properties data for ZrC, as required by the United States Department of Energy’s advanced fuel programs in support of the current efforts toward fuel performance modeling and providing guidance for future research on ZrC for fuel applications.
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Research context

OpenAlex topics: Nuclear Materials and Properties · Fusion materials and technologies · Advanced materials and composites

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