以CuO为氧化剂SHS制备钙钛锆石及其固化模拟锕系核素研究
发布时间：2021-08-26 19:05
核废物的处理是推动核科学技术发展的重要因素,尤其是锕系核素的安全处置,是放射性废物处理的重点和难点。本研究以Cu O为氧化剂,Ca O、Zr O2、Ti、Ti O2为原料,通过自蔓延高温合成法（SHS）制备富钙钛锆石型人造岩石,设计反应方程式并计算其绝热燃烧温度(Tad)。SHS燃烧试验验证反应的可行性并记录实际燃烧温度,确定最佳反应体系,并在样品燃烧后不同时间通过快速加压获得致密度良好的块体。在此基础上,本研究选择重要的中子吸收元素Hf模拟四价锕系核素,Gd和Sm模拟三价锕系核素,通过XRD、BSE、SEM-EDX等测试手段探索它们在固化体中的占位机制。同时,采用MCC-1浸出实验法评估各固化体的抗浸出性能。结果表明:以Cu O为氧化剂,Ti O2/Ti为1:3时,获得最佳制备富钙钛锆石型人造岩石体系,其主要物相为钙钛锆石、金属铜和钙钛矿。自蔓延燃烧后30 s加压得到较为致密的样品,密度为4.28 g/cm3,硬度为1135.74 HV。当掺入Hf O2...
【文章来源】：西南科技大学四川省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
M型钙钛锆石的晶体结构
Table 2-2 Experimental instruments仪器名称 生产厂家电子天平(FA224) 上海舜宇恒平科学技术有限无纸记录仪(XME2002/U) 北京金立石仪表科技有限粉末压片机(769YP-15A) 天津市科器高新技术有限电热鼓风干燥机(101-2EBS) 北京市永光明医疗仪器有限数控超声波清洗器(KQ-100DE) 昆山市超声仪器有限公金刚石线切割机(STX-202A) 合肥科晶材料技术有限公自动精密研磨抛光机(Unipol-830) 合肥科晶材料技术有限公密度天平(FA1104J) 上海舜宇恒平科学技术有限显微硬度计(HXD-1000 TMC) 上海泰明光学仪器有限公蔓延快速加压设（如图 2-1 所示） -
验采用 CuO 为氧化剂，Ti 粉为还原剂，采用 CaO、TiO2、Z整不同的 Ti/TiO2比率，设计出反应方程式。由于反应发生的，因此通过 HSC 6.0 软件计算出不同反应方程式在 273 K、12273 K 四种温度下的绝热温度（Tad），以初步判断反应的可料按照比例称取 20 g 后置于玛瑙研钵中，研磨 30 分钟左右至均匀。烘干后的粉末原料置于 20 mm 的不锈钢模具中使用压a 下将粉末压成圆柱形坏体。自蔓延燃烧装置如图 2-2 所示，一侧，压好的粗坯置于模具中并确保与钨丝接触，采用 40-7隔热介质。同时，将热电偶一端置于粗坯样品中心以记录坯体度。当连通电源时，钨丝被点燃，并给与之相接触的粗坯样品的能量，样品被点燃并自持反应燃烧。整个 SHS 燃烧过程能内完成，大大提高了样品制备效率。SHS 燃烧制备好的样品研借助 X 射线衍射（XRD）分析样品的组成物相，以确定最佳
【参考文献】：
期刊论文
[1]钙钛锆石的自蔓延高温合成与热力学分析[J]. 张魁宝,文冠军,尹丹,彭乐,滕元成,李玉香,张海斌. 原子能科学技术. 2016(03)
[2]浅谈ALARA在核电厂废物处理设计中的运用[J]. 朱来叶,陈斌. 价值工程. 2015(15)
[3]钙钛锆石基组合矿物固溶铈的研究[J]. 桂成梅,滕元成,任雪潭,宋子键. 原子能科学技术. 2011(11)
[4]掺钕钙钛锆石、榍石组合矿物固化体的浸出性能[J]. 滕元成,李玉香,徐会杰,任雪潭. 原子能科学技术. 2010(10)
[5]人造岩石固化掺铀模拟放射性焚烧灰[J]. 滕元成,张朝彬,车春霞,曾冲胜,周冠南. 原子能科学技术. 2008(01)
[6]富钙钛锆石型人造岩石固化体的制备现状[J]. 车春霞,滕元成. 材料导报. 2006(S1)
[7]烧绿石固化高放废物的研究进展[J]. 周冠南,周时光,滕元成,楚士晋. 材料导报. 2006(09)
[8]钙钛锆石固化处理高放射性废物的研究现状[J]. 车春霞,滕元成. 硅酸盐通报. 2006(03)
[9]放射性废物固化处理的研究及应用现状[J]. 车春霞,滕元成,桂强. 材料导报. 2006(02)
[10]高放废料固化基材的研究现状[J]. 陈松,李玉香. 材料导报. 2005(11)
博士论文
[1]利用自蔓延高温合成技术固化放射性废物[D]. 张瑞珠.北京科技大学 2005
硕士论文
[1]多孔SiO2凝胶对放射性废液中锕系核素的分离、固化特性研究[D]. 苏伟.中国工程物理研究院 2011
本文编号：3364799
【文章来源】：西南科技大学四川省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
M型钙钛锆石的晶体结构
Table 2-2 Experimental instruments仪器名称 生产厂家电子天平(FA224) 上海舜宇恒平科学技术有限无纸记录仪(XME2002/U) 北京金立石仪表科技有限粉末压片机(769YP-15A) 天津市科器高新技术有限电热鼓风干燥机(101-2EBS) 北京市永光明医疗仪器有限数控超声波清洗器(KQ-100DE) 昆山市超声仪器有限公金刚石线切割机(STX-202A) 合肥科晶材料技术有限公自动精密研磨抛光机(Unipol-830) 合肥科晶材料技术有限公密度天平(FA1104J) 上海舜宇恒平科学技术有限显微硬度计(HXD-1000 TMC) 上海泰明光学仪器有限公蔓延快速加压设（如图 2-1 所示） -
验采用 CuO 为氧化剂，Ti 粉为还原剂，采用 CaO、TiO2、Z整不同的 Ti/TiO2比率，设计出反应方程式。由于反应发生的，因此通过 HSC 6.0 软件计算出不同反应方程式在 273 K、12273 K 四种温度下的绝热温度（Tad），以初步判断反应的可料按照比例称取 20 g 后置于玛瑙研钵中，研磨 30 分钟左右至均匀。烘干后的粉末原料置于 20 mm 的不锈钢模具中使用压a 下将粉末压成圆柱形坏体。自蔓延燃烧装置如图 2-2 所示，一侧，压好的粗坯置于模具中并确保与钨丝接触，采用 40-7隔热介质。同时，将热电偶一端置于粗坯样品中心以记录坯体度。当连通电源时，钨丝被点燃，并给与之相接触的粗坯样品的能量，样品被点燃并自持反应燃烧。整个 SHS 燃烧过程能内完成，大大提高了样品制备效率。SHS 燃烧制备好的样品研借助 X 射线衍射（XRD）分析样品的组成物相，以确定最佳
【参考文献】：
期刊论文
[1]钙钛锆石的自蔓延高温合成与热力学分析[J]. 张魁宝,文冠军,尹丹,彭乐,滕元成,李玉香,张海斌. 原子能科学技术. 2016(03)
[2]浅谈ALARA在核电厂废物处理设计中的运用[J]. 朱来叶,陈斌. 价值工程. 2015(15)
[3]钙钛锆石基组合矿物固溶铈的研究[J]. 桂成梅,滕元成,任雪潭,宋子键. 原子能科学技术. 2011(11)
[4]掺钕钙钛锆石、榍石组合矿物固化体的浸出性能[J]. 滕元成,李玉香,徐会杰,任雪潭. 原子能科学技术. 2010(10)
[5]人造岩石固化掺铀模拟放射性焚烧灰[J]. 滕元成,张朝彬,车春霞,曾冲胜,周冠南. 原子能科学技术. 2008(01)
[6]富钙钛锆石型人造岩石固化体的制备现状[J]. 车春霞,滕元成. 材料导报. 2006(S1)
[7]烧绿石固化高放废物的研究进展[J]. 周冠南,周时光,滕元成,楚士晋. 材料导报. 2006(09)
[8]钙钛锆石固化处理高放射性废物的研究现状[J]. 车春霞,滕元成. 硅酸盐通报. 2006(03)
[9]放射性废物固化处理的研究及应用现状[J]. 车春霞,滕元成,桂强. 材料导报. 2006(02)
[10]高放废料固化基材的研究现状[J]. 陈松,李玉香. 材料导报. 2005(11)
博士论文
[1]利用自蔓延高温合成技术固化放射性废物[D]. 张瑞珠.北京科技大学 2005
硕士论文
[1]多孔SiO2凝胶对放射性废液中锕系核素的分离、固化特性研究[D]. 苏伟.中国工程物理研究院 2011
本文编号：3364799
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/3364799.html
