鋯合金作為核燃料包殼材料已經(jīng)40多年，并經(jīng)歷了三代合金，而SiC是一種極具應(yīng)用潛力的材料，有可能成為第4代核反應(yīng)堆的包殼材料。

這種材料的優(yōu)點(diǎn)是：

1、熔點(diǎn)高

熔點(diǎn)高達(dá)2730℃，所以在冷卻劑喪失(LOCA)事故發(fā)生時(shí)也不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。

2、不會(huì)放熱

由于SiC與水蒸氣反應(yīng)活性很低，發(fā)生失水事故，溫度升高也不會(huì)產(chǎn)生大量氫氣發(fā)生危險(xiǎn)，并且避免反應(yīng)放熱。

3、換料周期長(zhǎng)

SiC水側(cè)腐蝕速率很低，可以大大延長(zhǎng)換料周期。

4、節(jié)省燃料

相比鋯合金，SiC具有更低的中子吸收截面，可以節(jié)省25%的燃料。

5、安全

高的機(jī)械強(qiáng)度降低磨損導(dǎo)致失效的幾率。

6、功率高

得益于SiC可以在LOCA工況下工作，可以提高約30%的功率。

7、廢料處理容易

核燃料燃燒更充分，提高功率，減少?gòu)U料的放射性，降低廢料處理的難度。

這種材料的缺點(diǎn)是：

1、價(jià)格昂貴。

2、工藝不成熟，不能達(dá)到包殼管要求。

3、作為包殼管材料，工程應(yīng)用數(shù)據(jù)缺乏。

4、獲得許可證尚需漫長(zhǎng)時(shí)間。

5、換用SiC做包殼，很多規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)、反應(yīng)堆設(shè)計(jì)都需重新配套。

SiC復(fù)合材料包殼管一般有兩種：一種是SiC金屬?gòu)?fù)合層，包殼管形式為：金屬層+整體致密SiC層+纖維層結(jié)構(gòu)。另一種就是純SiC型，分為內(nèi)、外兩層，內(nèi)層為整體致密SiC層;外層為SiC/SiC復(fù)合材料層。雖然，SiC材料可能成為第4代核反應(yīng)堆的包殼材料，但仍需投入大量研究。