釓鋯燒綠石陶瓷固化模擬錒系核素的研究.pdf

1、以Gd2Zr2O7燒綠石作為錒系核素固化基材，利用高溫高壓技術(shù)對包容10wt％及20wt％模擬錒系核素的固化體進(jìn)行制備研究。通過X射線衍射、掃描電子顯微鏡、紅外光譜及EDS等手段對制備樣品進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征與分析，得到如下研究結(jié)果：
　　 (1)在溫度1873K，壓力為5.2GPa條件下，保溫保壓10min可以得到單相的立方釓鋯燒綠石化合物，并且具有較高的結(jié)晶度和致密度。
　　 (2)以Gd2O3、ZrO2和Nd2O3(Nd3

2、+作三價錒系核素替代物)粉體作原料，按照化學(xué)計量關(guān)系Gd2-xNdxZr2O7(x=0.42和x=0.83)設(shè)計配方，對Gd2Zr2O7固化體的制備進(jìn)行了高溫高壓合成實(shí)驗(yàn)。在壓力分別為3GPa、3.5 GPa、4 GPa，溫度為1573K、1673K條件下，保溫保壓時間為15min，成功制備出單相燒綠石結(jié)構(gòu)的Gd2-xNdxZr2O7致密燒結(jié)體。通過晶胞結(jié)構(gòu)精修計算表明：在摻入Nd3+之后，都比原來增大104～10-5的數(shù)量級。

3、　　 (3)Gd2O3、ZrO2和CeO2(Ce4+作四價錒系核素替代物)粉體為反應(yīng)物，按化學(xué)式Gd2Zr2-xCexO7(x=0.45 and x=0.93)設(shè)計配方，對Gd2Zr2-xCexO7固化體進(jìn)行高溫高壓合成實(shí)驗(yàn)。在壓力分別為3GPa、3.5 GPa、4 GPa，溫度為1573K、1673K、1773K條件下，保溫保壓時間為15min，成功制備出固化10wt％模擬四價錒系核素的單相Gd2Zr2-xCexO7燒綠石基體，燒綠

4、石相為單一相并且具有較高的結(jié)晶度。在壓力分別為3GPa、3.5 GPa、4 GPa，溫度為1573K、1673K條件下，保溫保壓15min所制備出的固化20wt％模擬四價錒系核素的Gd2Zr2-xCexO7燒綠石基體出現(xiàn)了相分離。通過晶胞結(jié)構(gòu)精修表明：在摻入Ce4+之后，都比原來大104～10-5的數(shù)量級。
　　 本研究方法為錒系核素固化體的制備研究提供了一種高效、快速的技術(shù)途徑，同時實(shí)現(xiàn)了固化體材料的合成和致密化，該方法對于開