硼硅酸盐玻璃陶瓷固化体结构与化学稳定性的研究

发布时间：2022-11-11 19:05

　　高水平放射性废物（HLW）的处理与处置问题一直是一个世界性难题,特别是关于HLW中放射性核素的固化处理,引起了研究学者的广泛研究。硼硅酸盐玻璃陶瓷由于具有相对简单的制备工艺和优于玻璃固化体的稳定性,是潜在的具有良好应用前景的固化基材。本论文在前期实验选取的具有优良性能的硼硅酸盐玻璃配方的基础上,通过添加晶核剂氧化钛和氧化锆,采用“一步法”热处理工艺制备出了钙钛锆石相-玻璃陶瓷固化体,并通过差示扫描量热法（DSC）、X射线衍射（XRD）、背散射电子扫描电镜（BSE）、能谱分析仪（EDX）、拉曼光谱（Raman）和电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）等测试手段对其结构与性能进行了研究,通过Rietveld结构精修计算了钙钛锆石相与玻璃相的比例及钙钛锆石相对模拟锕系核素铈和钕的固化能力。主要的研究内容如下:（1）研究了不同掺量的氧化铈和氧化钕分别对SiO₂-B₂O₃-Na₂O-CaO-TiO₂-Al₂O₃-MgO体系硼硅酸盐基础玻璃结... 

【文章页数】：101 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号表
1、绪论
    1.1 放射性废物简介
    1.2 放射性废物的处理方法
        1.2.1 玻璃固化
        1.2.2 陶瓷固化
        1.2.3 玻璃陶瓷固化
    1.3 主要研究内容
2、实验研究方法
    2.1 实验所用原料
    2.2 性能表征
        2.2.1 样品的体密度及摩尔体积
        2.2.2 差示扫描量热法
        2.2.3 物相分析
        2.2.4 微观形貌分析
        2.2.5 红外吸收光谱和拉曼光谱分析
        2.2.6 X射线荧光光谱分析
        2.2.7 X射线光电子谱分析
        2.2.8 化学稳定性测试
3、铈和钕分别对硼硅酸盐玻璃结构与化学稳定性的影响
    3.1 引言
    3.2 硼硅酸盐玻璃结构与化学稳定性的研究
        3.2.1 氧化铈或氧化钕掺杂玻璃固化体的制备
        3.2.2 氧化铈对硼硅酸盐玻璃结构与化学稳定性的影响
        3.2.3 氧化铈对硼硅酸盐玻璃析晶行为的影响
        3.2.4 氧化钕对硼硅酸盐玻璃结构与化学稳定性的影响
        3.2.5 本章小结
4、不同热处理制度对制备硼硅酸盐玻璃陶瓷的影响
    4.1 引言
    4.2 不同热处理制度对制备硼硅酸盐玻璃陶瓷的影响
        4.2.1 硼硅酸盐玻璃陶瓷固化体配方的确定
        4.2.2 不同热处理制度对制备钙钛锆石玻璃陶瓷固化体的影响
    4.3 本章小结
5、铈和钕同时掺杂对硼硅酸盐玻璃陶瓷结构与性能的影响
    5.1 引言
    5.2 玻璃陶瓷固化体样品的制备
    5.3 铈和钕同时掺杂对硼硅酸盐玻璃陶瓷固化体结构与性能的影响
        5.3.1 差示扫描量热法
        5.3.2 X射线光电子能谱
        5.3.3 X射线衍射图谱与背散射图像
        5.3.4 Raman光谱
        5.3.5 体密度与摩尔体积
        5.3.6 化学稳定性
        5.3.7 结果讨论
    5.4 本章小结
6、全文总结
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]Na2O/Al2O3摩尔比对模拟高放废液硼硅酸盐玻璃固化体结构和性能的影响[J]. 廖其龙,蔺海艳,王辅,潘社奇,牟涛.  核化学与放射化学. 2014(04)
[2]硼硅酸盐玻璃固化体结构及化学稳定性研究[J]. 丁新更,李平广,杨辉,苏伟,窦天军.  稀有金属材料与工程. 2013(S1)
[3]玻璃固化国际现状及发展前景[J]. 罗上庚.  硅酸盐通报. 2003(01)
[4]含多种玻璃生成体氧化物玻璃的振动光谱和结构[J]. 干福熹,黄国松,林凤英.  光学学报. 1984(04)

硕士论文
[1]硼硅酸盐玻璃组成、结构与性能的研究[D]. 房玉.武汉理工大学 2012



本文编号：3705579