Thermogravimetric study of the oxidation behaviour of uranium dicarbide

Systematic studies were carried out on the oxidation behaviour of uranium dicarbide in air in the temperature range 25 °C to 700 °C employing thermogravimetry, evolved gas detection X-ray diffraction and chemical analysis. The mechanistic aspects were investigated and the oxidation was found to proceed through reaction processes involving oxidation of uranium to-UO₃ with release of chemically bound carbon, reaction of released carbon leading to the formation of CO₂ which gets liberated stepwise, decomposition of-UO₃ to U₃O₈ and oxidation of free carbon to CO₂. Examination of the thermoanalytical behaviour of sintered graphite, UO₃, mixtures of graphite with UO₃ and with U₃O₈ supported the above findings.

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Zusammenfassung Das Oxydationsverhalten von Urandikarbid in Luft im Temperaturbereich zwischen 25 und 700 °C wurde mittels Thermogravimetrie, Gasprodukteanalyse, Röntgendiffraktion und chemischer Analyse systematisch untersucht. Studien des Mechanismus ergaben, daß die Oxydation über Teilschritte abläuft, die folgende Schritte beinhalten: Oxydation von Uran zu-UO₃ unter Freisetzung chemisch gebundenen Kohlenstoffes, Reaktion des freigesetzten Kohlenstoffes unter Bildung von CO₂, das schrittweise entweicht, Zerfall von-UO₃ zu U₃O₈ und Oxydation von freiem Kohlenstoff zu CO₂. Diese Feststellungen wurden durch Untersuchung des thermoanalytischen Verhaltens gesinterter Graphit- und UO₃-Proben sowie Mischproben von Graphit mit UO₃ bzw. U₃O₈ bekräftigt.

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, , 25–700°. , , -UO₃ , , , -UO₃ U₃O₈ . ë , UO₃, UO₃ U₃O₈ .

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The authors wish to thank Dr. M. K. Ahmed for his help in O/U measurements and Dr. P. R. Vasudeva Rao for useful advices during the course of the work.