ABSTRACT U(Mo) alloys are being studied to be applied as a fuel for research and test reactors. When U(Mo) particles are dispersed in an Al matrix, it is known that an interdiffusion during fabrication process and / or irradiation. In this sense, irradiation tests have shown that this IL has a bad behavior under irradiation coming up the addition of Si to Al as one of the most promising solutions. Several out of pile experiences have been performed with U(Mo)/Al(Si) diffusion couples in which U(Al,SI)3, U3Si5, USi2, USi2-x, Al20Mo2U and/or Al43Mo4U6 are the phases identified as conforming the IL. In some cases, U3Si5 was identified considering modified lattice parameters, which can be justified assuming that the U3Si5 phase would accept a small amount of Al in solution. However, although the Al-Si-U ternary system has been extensively studied, there are no previous experimental results to correlate lattice parameters modification with Al solubility in U3Si5, USi2 y USi2-x phases. From previous paragraphs, it is important to study the Al-Si-U ternary system especially in the environment of U3Si5, USi2 and USi2-x phases. With this aim, ten alloys were fabricated. Nine of them were isothermally treated at 550 ºC and microstructurally characterized. The Main results show the presence of needle-like morphology in the alloys with concentrations around that of the U3Si5 phase. From th fact that this kind of morphologies is characteristic of a displacive transformation, which occur during cooling process, the use of a dynamic identification transformation technique (as differential scanning calorimetry) came up as mandatory in this research In this new stage, nine alloys were studied with the calorimeter using two heating/coolig rates (± 1 ºC/min and ± 10 ºC/min). Transformation temperatures and enthalpy of formation of compounds were determined. The samples were also microstructurally characterized after testing.
RESUMEN Las aleaciones U(Mo) se estudian para su aplicación como combustibles en reactores de investigación. Durante la fabricación e irradiación de elementos combustibles dispersos se crea, por interdifusión, una zona de interacción (ZI) entre el U(Mo) y el Al de la matriz. Resultados de irradiaciones pusieron de manifiesto el mal comportamiento bajo irradiación de la ZI surgiendo, como principal solución, el agregado de Si a la matriz de Al. Diversas experiencias realizadas fuera de reactor en pares de difusión U(Mo)/Al(Si) muestran que las fases identificadas formando la ZI son: U(Al,SI)3, U3Si5, USi2, USi2-x, Al20Mo2U y/o Al43Mo4U6. En algunos casos, el compuesto U3Si5 fue identificado asumiendo un corrimento en su parámetro de red, el cual sería justificable si este compuesto aceptara cierto porcentaje de Al en solución. Sin embargo, a pesar de que el sistema ternari Al-Si-U ha sido estudiado en profundidad, no existen resultados experimentales previos que permitan correlacionar corrimiento de parámetros de red con la solubilidad de Al en las fases U3Si5, USi2 y USi2-x. Con el objetivo de estudiar el sistema ternario Al-Si-U en el entorno de concentraciones de las fases de U3Si5, USi2 y USi2-x, se fabricaron 10 aleaciones. Nueve de elaas fueron tratadas isotérmicamente a 550ºC y caracterizadas microestructuralmente. La observación de agujas características de una transformación displaciva en aleaciones en el entorno del compuesto U3Si5 evidenció la necesidad de analizar las distintas transformaciones que ocurren durante el enfriamiento utilizando una técnica dinámica de identificación de transformaciones (calorimetría diferencial de barrido). En esta nueva etapa, las aleaciones fueron ensayadas en el calorímetro empleando dos velocidades de calentamiento/enfriamiento (± 1 ºC/min y ± 10 ºC/min). Se determinaron las temperaturas de transformación y se estimó la entalpía de formación de compuestos, Una vez finalizados los ensayos las muestras fueron caracterizadas microestructuralmente