钡铁磷酸盐玻璃结构及性能研究

发布时间：2018-01-28 11:00

  本文关键词： 钡铁磷酸盐玻璃 结构 热稳定性 化学稳定性　出处：《西南科技大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：钡掺杂到铁磷酸磷酸盐玻璃中能有效的改善玻璃的热稳定性和化学稳定性,同时能增大含硫酸盐高放废物中在固化体中的溶解度,且对于某些放射性核废物具有较高的包容量,这使得它成为未来的理想的固化高放废物基体材料。本文以40Fe2O3 60 P2O5(mol%)为基质玻璃,分别以BaCO3和BaSO4为钡源,研究xBaO (100-x)(40Fe2O3 60P2O5)的基本物理性能、玻璃固化体微观结构及化学稳定性等,并且进一步研究硫在xBaO (100-x)(40Fe2O3 60P2O5)系列玻璃固化体中的赋存状态等。研究结果表明:以BaCO3为钡源,x BaO (100-x)(40 Fe2O3 60 P2O5)样品的形成范围为x≤30mol%。在玻璃形成范围内,其样品的结构以焦磷酸盐结构单元(Q1)为主,伴随有少量正磷酸盐结构单元(Q0)和偏磷酸盐结构单元(Q2)结构单元的存在,并且随着BaO含量的不断增加,Q1四面体结构单元减少,Q2四面体结构单元增加。同时玻璃样品的玻璃转化温度、密度和显微硬度等都随氧化钡含量的增加而增大。这些变化表明,氧化钡的加入能使得玻璃结构变得更加紧密,进而改善了玻璃的机械性能;同时Ba2+的加入,玻璃固化体的热稳定性和化学稳定性得到了有效的改善。以BaSO4为钡源,研究了硫化物在x BaO (100-x)(40 Fe2O3 60 P2O5)样品的玻璃中赋存状态,发现其玻璃形成范围为x≤20mol%,对硫的最大包容量为0.36 mol%。在在玻璃形成范围内硫酸钡的含量增加能增大玻璃固化样品的密度和硬度;玻璃结构并未发生太大变化。同时在玻璃中添加适量的硫酸钡,能提高玻璃的热稳定性,且其热稳定性优于不含硫化物的钡铁磷酸盐玻璃。同时适量的硫酸钡还提高了玻璃的化学稳定性。因此钡铁磷酸盐玻璃适合固化含硫化物的高放废物。
[Abstract]:Barium doping into phosphate iron phosphate glass can effectively improve the thermal stability and chemical stability of the glass, and increase the solubility of high level radioactive waste containing sulfate in the solidified body. And for some radioactive nuclear waste has a higher package capacity. This makes it an ideal base material for curing HLW in the future. In this paper, 40Fe2O3 / 60P2O5mol-based glass is used as the substrate. Using BaCO3 and BaSO4 as barium source, the basic physical properties of xBaO (100-xanzao) 40Fe _ 2O _ 3 (60P _ 2O _ 5) were studied. Microstructure and chemical stability of glass solidified body. And further study is made on the sulfur content in xBaO (100-x) -40 Fe _ 2O _ 3 (60P _ 2O _ 5). The results show that BaCO3 is used as the barium source. The formation range of the sample is x 鈮，

本文编号：1470568