硼硅酸盐玻璃及玻璃陶瓷模拟核素的固化及性能研究

发布时间：2022-09-30 17:17

　　本文在硼硅酸盐玻璃体系（SiO₂-B₂O₃-Na₂O-CaO-Al₂O₃）中加入5 wt%Nd₂O₃作为模拟核素,采用熔融法制备出了模拟核素的硼硅酸盐玻璃固化体,研究了Si/B比对其结构和性能的影响,测定了其化学稳定性和密度,并评估了该体系玻璃对模拟核素的包容量。结果表明:随着样品中Si/B比例的降低,B₂O₃含量的逐步增大,玻璃固化体熔融温度降低,玻璃化转变温度（T_g）先变大后减小;玻璃中[BO₃]的数量有所增加,当玻璃中的[BO₃]和[BO₄]数量达到平衡时玻璃的网络结构应该最为致密,而密度先逐渐上升而后又减小;采用产品一致性法（PCT）得到玻璃固化体的LR_Nd先减小后增大,当B₂O₃含量达到16.53 wt%时化... 

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 放射性废物概述
    1.3 放射性废物处置
        1.3.1 放射性废物的固化
        1.3.2 放射性废物的地质处置
    1.4 高放废物固化处理技术及研究现状
        1.4.1 玻璃固化
        1.4.2 陶瓷固化
        1.4.3 玻璃陶瓷固化
    1.5 钙钛锆石基玻璃陶瓷
    1.6 选题意义
    1.7 研究内容与创新点
        1.7.1 研究内容
        1.7.2 创新点
2 固化体制备及表征方法
    2.1 实验原料及设备
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 实验设备
    2.2 实验过程
        2.2.1 玻璃固化体制备
        2.2.2 玻璃陶瓷固化体制备
    2.3 性能表征
        2.3.1 差热分析
        2.3.2 物相分析
        2.3.3 微观形貌分析
        2.3.4 红外分析
        2.3.5 密度测试
        2.3.6 化学稳定性测试
3 模拟核素的硼硅酸盐玻璃固化体结构与化学稳定性研究
    3.1 模拟放射性废物的选择
    3.2 Si/B对硼硅酸盐玻璃固化体的影响
        3.2.1 Si/B对硼硅酸盐玻璃固化体熔融温度的影响
        3.2.2 Si/B对硼硅酸盐玻璃固化体玻璃化转变温度的影响
        3.2.3 Si/B对硼硅酸盐玻璃固化体结构的影响
        3.2.4 Si/B对硼硅酸盐玻璃固化体浸出性能影响
        3.2.5 Si/B对硼硅酸盐玻璃固化体密度的影响
    3.3 Nd_2O_3对硼硅酸盐玻璃固化体的影响
        3.3.1 不同Nd_2O_3含量的硼硅酸盐玻璃固化体的外观分析
        3.3.2 不同Nd_2O_3含量的硼硅酸盐玻璃固化体差热分析
        3.3.3 不同Nd_2O_3含量硼硅酸盐玻璃固化体的物相组成
        3.3.4 不同Nd_2O_3含量的硼硅酸盐玻璃固化体显微结构
        3.3.5 不同Nd_2O_3含量的硼硅酸盐玻璃固化体的化学稳定性
    3.4 本章小结
4 模拟核素的玻璃陶瓷固化体结构和性能研究
    4.1 模拟核素玻璃陶瓷固化体结构研究
        4.1.1 普通玻璃固化体外观形貌
        4.1.2 普通玻璃固化体DTA曲线分析
        4.1.3 玻璃陶瓷物相分析
        4.1.4 晶核剂含量对玻璃陶瓷固化体结构影响
        4.1.5 晶核剂对玻璃陶瓷固化体微观形貌影响
        4.1.6 晶核剂对玻璃陶瓷固化体密度的影响
    4.2 模拟核素玻璃陶瓷固化体热处理工艺研究
        4.2.1 核化温度对模拟核素玻璃陶瓷固化体的影响
        4.2.2 晶化温度对模拟核素玻璃陶瓷固化体的影响
    4.3 模拟三价锕系核素对玻璃陶瓷固化体结构和包容量影响
        4.3.1 差热分析
        4.3.2 物相分析
        4.3.3 微观形貌分析
        4.3.4 化学稳定性分析
    4.4 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]论我国高放废物地质处置地下实验室发展战略[J]. 王驹,苏锐,陈亮,宗自华.  中国核电. 2018(01)
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[3]核废料玻璃固化国际研究进展[J]. 徐凯.  中国材料进展. 2016(07)
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博士论文
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硕士论文
[1]Xe离子、电子辐照导致硼硅酸盐玻璃机械性能变化及钙钛锆石玻璃陶瓷制备工艺研究[D]. 张多飞.兰州大学 2017
[2]钡硼硅酸盐玻璃陶瓷固化模拟三价锕系核素研究[D]. 李会东.西南科技大学 2016
[3]钡硼硅酸盐玻璃陶瓷固化体的制备工艺及固化硫的研究[D]. 徐东.西南科技大学 2015
[4]模拟核素的硼硅酸盐玻璃及玻璃陶瓷固化技术研究[D]. 李平广.浙江大学 2013
[5]模拟α-高放废液独居石磷酸盐玻璃陶瓷固化体的研究[D]. 吕彦杰.中国地质大学 2008



本文编号：3683953