硼硅酸盐/Gd 2 Ti 2 O 7 玻璃陶瓷固化体的组织结构与化学稳定性研究
发布时间：2024-02-28 04:18
高放射性废物是军事和商业等方面核能利用后产生的乏燃料的处理产物,具有极大的放射性危害,玻璃陶瓷固化体作为HLW的固化基材具有良好的发展前景。采用固相法制备陶瓷粉体,发现最佳煅烧温度为1300oC,此时为粉体无杂相的最低煅烧温度。采用优化的煅烧工艺制备陶瓷掺杂陶瓷粉体,掺杂粉体中随着掺杂量的增加,粉体的粒径逐渐减小,Nd掺杂粉体粒径从从2μm减少至1.4μm,Hf掺杂粉体粒径从1.5μm减小至0.8μm,Nd-Hf掺杂粉体粒径从1.2μm减小至0.6μm。固相法制备的玻璃陶瓷块体随着烧结温度的增加,其密度先增大后减小,且烧结温度为710oC时达到密度最大值为3.58g·cm-3。固定烧结温度为710oC,随着烧结时间的增加,玻璃陶瓷块体的密度呈先减小后增大的趋势,烧结时间为3h时达到密度最大值为3.58g·cm-3,确定了最佳的玻璃陶瓷块体烧结工艺条件为710oC烧结3h。Nd掺杂、Hf掺杂、Nd-Hf共掺杂玻璃陶瓷块体在710oC烧结3h烧结均无杂相生成。随着掺杂量的增加,三个体系块体密度先减小后增大,并且在未掺杂时玻璃陶瓷块体密度最高,三个体系块体的元素掺杂量为40mol%时密度最低...
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 高放废液处理
1.3 玻璃固化体
1.3.1 玻璃固化机理
1.3.2 玻璃固化体研究现状
1.4 陶瓷固化体
1.4.1 陶瓷固化机理
1.4.2 陶瓷固化体研究现状
1.5 玻璃陶瓷固化
1.5.1 玻璃陶瓷固化体制备方法
1.5.2 玻璃陶瓷固化体研究现状
1.6 主要研究内容
第2章 试验材料和研究方法
2.1 试验所用原材料
2.2 钛酸盐陶瓷粉体制备工艺
2.2.1 钛酸钆粉体制备工艺
2.2.2 掺杂钛酸钆粉体制备工艺
2.3 硼硅酸盐玻璃粉体制备工艺
2.4 硼硅酸盐/Gd2Ti2O7玻璃陶瓷固化体制备
2.4.1 硼硅酸盐/Gd2Ti2O7玻璃陶瓷固化体制备
2.4.2 掺杂硼硅酸盐/Gd2Ti2O7玻璃陶瓷固化体制备
2.5 材料的组织结构分析
2.5.1 XRD物相分析
2.5.2 密度测定
2.5.3 SEM表面形貌观察
2.5.4 TG-DSC热分析
2.6 材料的基本性能测试
2.6.1 维氏硬度
2.6.2 抗压强度
2.6.3 热膨胀系数
2.6.4 抗浸出性能
第3章 Gd2Ti2O7陶瓷粉体的物相及形貌
3.1 钛酸钆粉体的物相及形貌
3.2 掺杂钛酸钆粉体的物相及形貌
3.2.1 Nd掺杂钛酸钆粉体的物相及形貌
3.2.2 Hf掺杂钛酸钆粉体的物相及形貌
3.2.3 Nd-Hf掺杂钛酸钆粉体的物相及形貌
3.3 本章小结
第4章 硼硅酸盐/Gd2Ti2O7玻璃陶瓷的组织性能
4.1 硼硅酸盐玻璃粉体的物相
4.2 硼硅酸盐/Gd2Ti2O7玻璃陶瓷的制备及组织性能
4.2.1 不同烧结温度制备硼硅酸盐/Gd2Ti2O7玻璃陶瓷
4.2.2 不同烧结时间制备硼硅酸盐/Gd2Ti2O7玻璃陶瓷
4.3 掺杂硼硅酸盐/Gd2Ti2O7玻璃陶瓷的组织结构
4.3.1 Nd掺杂硼硅酸盐/Gd2Ti2O7玻璃陶瓷的组织结构
4.3.2 Hf、Nd-Hf掺杂硼硅酸盐/Gd2Ti2O7玻璃陶瓷组织结构
4.4 硼硅酸盐/Gd2Ti2O7玻璃陶瓷的硬度
4.5 硼硅酸盐/Gd2Ti2O7玻璃陶瓷的抗压强度
4.6 硼硅酸盐/Gd2Ti2O7玻璃陶瓷热膨胀系数
4.7 本章小结
第5章 硼硅酸盐/Gd2Ti2O7玻璃陶瓷的抗浸出性能
5.1 常温常压下玻璃陶瓷浸出行为
5.1.1 浸出试验设计
5.1.2 浸出后硼硅酸盐/Gd2Ti2O7玻璃陶瓷组织表征
5.2 高温高压下硼硅酸盐/Gd2Ti2O7玻璃陶瓷浸出行为
5.2.1 浸出试验设计
5.2.2 水溶液下硼硅酸盐/Gd2Ti2O7玻璃陶瓷浸出行为
5.2.3 水蒸气下硼硅酸盐/Gd2Ti2O7玻璃陶瓷腐蚀行为
5.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
本文编号：3913464
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 高放废液处理
1.3 玻璃固化体
1.3.1 玻璃固化机理
1.3.2 玻璃固化体研究现状
1.4 陶瓷固化体
1.4.1 陶瓷固化机理
1.4.2 陶瓷固化体研究现状
1.5 玻璃陶瓷固化
1.5.1 玻璃陶瓷固化体制备方法
1.5.2 玻璃陶瓷固化体研究现状
1.6 主要研究内容
第2章 试验材料和研究方法
2.1 试验所用原材料
2.2 钛酸盐陶瓷粉体制备工艺
2.2.1 钛酸钆粉体制备工艺
2.2.2 掺杂钛酸钆粉体制备工艺
2.3 硼硅酸盐玻璃粉体制备工艺
2.4 硼硅酸盐/Gd2Ti2O7玻璃陶瓷固化体制备
2.4.1 硼硅酸盐/Gd2Ti2O7玻璃陶瓷固化体制备
2.4.2 掺杂硼硅酸盐/Gd2Ti2O7玻璃陶瓷固化体制备
2.5 材料的组织结构分析
2.5.1 XRD物相分析
2.5.2 密度测定
2.5.3 SEM表面形貌观察
2.5.4 TG-DSC热分析
2.6 材料的基本性能测试
2.6.1 维氏硬度
2.6.2 抗压强度
2.6.3 热膨胀系数
2.6.4 抗浸出性能
第3章 Gd2Ti2O7陶瓷粉体的物相及形貌
3.1 钛酸钆粉体的物相及形貌
3.2 掺杂钛酸钆粉体的物相及形貌
3.2.1 Nd掺杂钛酸钆粉体的物相及形貌
3.2.2 Hf掺杂钛酸钆粉体的物相及形貌
3.2.3 Nd-Hf掺杂钛酸钆粉体的物相及形貌
3.3 本章小结
第4章 硼硅酸盐/Gd2Ti2O7玻璃陶瓷的组织性能
4.1 硼硅酸盐玻璃粉体的物相
4.2 硼硅酸盐/Gd2Ti2O7玻璃陶瓷的制备及组织性能
4.2.1 不同烧结温度制备硼硅酸盐/Gd2Ti2O7玻璃陶瓷
4.2.2 不同烧结时间制备硼硅酸盐/Gd2Ti2O7玻璃陶瓷
4.3 掺杂硼硅酸盐/Gd2Ti2O7玻璃陶瓷的组织结构
4.3.1 Nd掺杂硼硅酸盐/Gd2Ti2O7玻璃陶瓷的组织结构
4.3.2 Hf、Nd-Hf掺杂硼硅酸盐/Gd2Ti2O7玻璃陶瓷组织结构
4.4 硼硅酸盐/Gd2Ti2O7玻璃陶瓷的硬度
4.5 硼硅酸盐/Gd2Ti2O7玻璃陶瓷的抗压强度
4.6 硼硅酸盐/Gd2Ti2O7玻璃陶瓷热膨胀系数
4.7 本章小结
第5章 硼硅酸盐/Gd2Ti2O7玻璃陶瓷的抗浸出性能
5.1 常温常压下玻璃陶瓷浸出行为
5.1.1 浸出试验设计
5.1.2 浸出后硼硅酸盐/Gd2Ti2O7玻璃陶瓷组织表征
5.2 高温高压下硼硅酸盐/Gd2Ti2O7玻璃陶瓷浸出行为
5.2.1 浸出试验设计
5.2.2 水溶液下硼硅酸盐/Gd2Ti2O7玻璃陶瓷浸出行为
5.2.3 水蒸气下硼硅酸盐/Gd2Ti2O7玻璃陶瓷腐蚀行为
5.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
本文编号：3913464
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