用钛硅酸盐玻璃固化模拟含铯废物的研究

设计了钛硅酸盐玻璃固化模拟含铯废物的配方,熔制了模拟含铯废物钛硅酸盐玻璃.用排水法测定了玻璃的密度,用XRD、IR等研究了玻璃的物相组成和结构,用PCT试验方法研究了玻璃固化体的化学稳定性.结果表明,当Na2O在Na2O-TiO2-SiO2三元体系中的量为24～34mol%,TiO2/SiO2小于0.58,配料中废物包容量小于22.74mol%时,体系的熔制温度较低,所得样品为密度较高、软化温度较高、化学稳定性较好的均质玻璃;TiO2/SiO2较大或废物包容量较高的配料,在形成玻璃的过程中容易失透,样品的化学稳定性差.     

模拟锶铯废物铁磷酸盐玻璃固化及化学稳定性

研究了铁磷酸盐玻璃固化我国高放废液全分离流程中产出的锶废物及铯废物，熔制了相应的固化体。用XRD，IR测试了固化体的微观结构，用产品一致性试验方法(PCT)研究固化体的化学稳定性。研究表明：在所选的废物包容量范围内可熔制得均质模拟废物铁磷酸盐玻璃固化体，玻璃的主要结构基团为P2O7^4-，均质玻璃固化体有较好的化学稳定性。     

高放废液硼硅酸盐玻璃固化体热学性质和化学稳定性的统计结构模拟

统计结构模拟法具有高效、准确等优点,可以帮助建立配方设计模型以适应不同类型高放废液的固化需求.以模拟高放废液硼硅酸盐玻璃固化体为例,以玻璃转变温度Tg、热膨胀系数α及Li、Na、B的元素浸出率为目标性质,研究了统计结构模拟法在核废料玻璃固化配方开发领域的应用.结果表明:利用样品的结构数据,可对硼硅酸盐玻璃固化体的Tg,...     

硅酸盐激光玻璃的离子交换增强

用离子交换法能使硅酸盐激光玻璃机械强度增加２－３倍，激光强度增加３倍，从而弥补了自身热光系数较大的缺点。虽然玻璃在处理后，阈值稍微升高，效率稍有下降，但因允许输入更大的能量，使输出得到３倍的增加，说明了离子交换增强方法是成功的。     

Nd2O3取代CaO对硼硅酸盐玻璃物相、结构和化学稳定性的影响

以典型Na₂O-CaO-ZrO₂-B₂O₃-SiO₂为基础玻璃组分，通过Nd₂O₃替换CaO，采用传统的高温熔融冷却法制备了固化体。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)对固化体进行了物相和结构的表征，并通过产品一致性检测法(PCT)和溶解速率法(MCC-1)对化学稳定性进行了分析和评估。结果表明：随着Nd₂O₃取代量的增加，ZrO₂的析晶逐渐减弱，当Nd₂O₃的含量为5%时，6%的ZrO₂能完全溶于玻璃相中。通过Nd₂O₃替换CaO促进ZrO₂在该硼硅酸盐玻璃结构中的溶解，可提高固化体的化学稳定性。浸泡28天后，固化体的LR_Si、LR_Ca、LR     

CaO含量对镧硼硅酸盐玻璃陶瓷晶相和化学稳定性的影响

采用熔融冷却法制备了Na₂O-CaO-La₂O₃-B₂O₃-SiO₂玻璃,经热处理获得了硅酸盐氧基磷灰石硼硅酸盐玻璃陶瓷,并采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、差示扫描量热法(DSC)、产品一致性试验(PCT)法等方法探究了CaO取代SiO₂对该硼硅酸盐玻璃陶瓷物相、微观结构和化学稳定性的影响规律。结果显示:随着CaO含量增加,硅酸盐氧基磷灰石晶相衍射峰增强,其他晶相的衍射峰减弱直至消失,当CaO摩尔分数为15%时获得只含CaLa₄(SiO₄)₃O晶相的玻璃陶瓷样品;CaO含量会对玻璃陶瓷的晶相种类和晶体形状、大小、分布产生影响,CaO含量变化会造成陶瓷相晶体发生团簇和长大;采用PCT法浸泡28 d后,所有样品关于Si、Ca、La三种元素的归一化浸出率(g·m^-2·d^-1)均保持在10^-3数量级以下,表明其具有优异的化学稳定性,且CaO摩尔分数为15%的玻璃陶瓷样品化学稳定性最优异。研究结果表明,硅酸盐氧基磷灰石硼硅酸盐玻璃陶瓷是固化富La和某些锕系元素高放废物的潜在基材。     

含稀土ZnO-B2O3-SiO2玻璃的化学稳定性

为了探索稀土氧化物掺杂对硼硅酸盐玻璃化学稳定性的影响,利用熔融冷却法制备了掺杂Nd2O3、Gd2O3和Y2O3的ZnO-B2O3-SiO2系玻璃.在一定的条件下,对玻璃在去离子水、酸、碱液态侵蚀介质中的腐蚀行为进行了研究.利用扫描电镜和能谱分析对腐蚀后的玻璃样品表面形貌和成分变化进行了表征,对酸性侵蚀介质中出现的白色沉淀进行了X射线物性分析,同时利用电感耦合等离子光谱仪测定了去离子水中浸出离子的浓度.结果表明:该系统玻璃的化学稳定性顺序为:耐酸性＜耐碱性＜耐水性.稀土氧化物的添加降低了玻璃侵蚀过程中的质量损失,减轻了玻璃的腐蚀程度和抑制了各组分的浸出量.Y2O3、Gd2O3和Nd2O3的添加使得该玻璃在去离子水中钠离子的浸出量从148.703 μg/cm2分别降低到43.751,63.984和138.828 μg/cm2.Nd2O3、Gd2O3和Y2O3掺杂对硼硅酸盐玻璃化学稳定性的改善作用顺序为Y2O3＞ Gd2O3＞ Nd2O3.     

硅硼比对镁铝硼硅酸盐玻璃结构、化学稳定性和介电性能的影响

采用熔融冷却的方法制备了镁铝硼硅玻璃。研究了SiO_2取代B_2O_3对玻璃结构、化学稳定性和介电性能的影响。傅里叶变换红外光谱(FTIR)结果表明,随着SiO_2/B_2O_3比的增大,玻璃网络结构中桥氧增多,非桥氧减少。镁铝硼硅酸盐玻璃的耐酸侵蚀能力随SiO_2/B_2O_3比的增大而增强,而耐碱侵蚀的能力则变差。随SiO_2/B_2O_3比的增大介电常数逐渐增大。当SiO_2/B_2O_3摩尔比为2.08时,玻璃具有最小的介电常数值4.9。SiO_2/B_2O_3比为3.11时,玻璃的介电损耗出现最小值。     

R2O对低熔点硼硅酸盐玻璃性能的影响

R2O-A l2O3-B2O3-SiO2-TiO2-F玻璃系统中在碱金属氧化物R2O(Li2O、Na2O、K2O)总量不变的情况下,通过调节R2O的组成,分别研究了组成变化对玻璃热膨胀系数、化学稳定性和转变温度Tg、软化温度Tf的影响规律。研究表明,R2O组分的调节可以明显降低玻璃的热膨胀系数、酸性失重、转变温度Tg以及软化温度Tf,而对碱性失重影响不大。     

高放废液的玻璃固化及固化体的浸出行为与发展情况

对高放废液固化体的种类硼硅酸盐玻璃固化体的特点及结构进行了叙述，对玻璃固化体的浸出行为及其研究的发展情况进行概括，也谈及了我国在高放废注玻璃固化研究的状况。     

磷酸盐玻璃固化体化学耐蚀性研究

以在美国Washington州Hanford市存放的17类不同组成的高放射性核废料(highlevelradioactivenuclearwaste,HLW)为研究对象,设计了含Cr2O3为4%(质量分数,下同)的模拟HLW。采用25%～35%磷酸盐与含Cr2O3的65%～75%的HLW模拟组成相混合,经1150～1250℃加热处理数小时,能熔化成为均质玻璃体,然后冷却成固化体。用试样坚固法(productconsistencytest,PCT)测试包容70%和75%HLW的2种玻璃固化体的各元素,在90℃放置7d,元素沥析量总和分别为小于1.5g/m2和2.0g/m2。用蒸汽水化侵蚀法(vaporhydrationtest,VHT)对此2种试样在200℃的水蒸汽中进行水化侵蚀,经7d处理,平均被侵蚀的速率分别小于0.2g/(m2·d)和3.5g/(m2·d)。晶化处理后的此2种试样的PCT和VHT测试结果与晶化前基本相近。对HLW不同包容量的玻璃固化体的红外光谱分析表明:在较高的HLW包容量的玻璃固化体的结构中,容易被水化的(PO3)-结构转化为分离的(P2O7)4-或(PO4)3-。X射线衍射分析表明:玻璃固化体中分离的(P2O7)4-和(PO4)3-阴离子团被金属离子Al3+,Fe3+,Cr3+和Zr4+等所连接,形成O—Me—O—P键,不仅提高了玻璃的抗析晶的能力,而且也大大地提高了其化学稳定性。样品O/(Si+P)的摩尔比为3.7～4.1,从结构上也表明核废料包容量高达70%～75%的玻璃固化体有优良的     

模拟高放射性废物碱矿渣水泥基固化体的性能研究

研究了用初压成型和振动成型工艺制造的碱矿渣水泥固化体的某些性能。结果表明，用碱矿渣水泥基材料固化模拟高放射性废物是可行的。采用初压成型工艺制造的碱矿渣水泥固化体，２８ｄ抗压强度达１１７．３ＭＰａ，孔隙率为９．６４％，且固化体还具有良好的抗冲击性能和较低的核素浸出率。     

离子选择电极法测定模拟高放废液中的硝酸根

研究了用硝酸根离子选择电极测定模拟高放废液中硝酸根的方法。对主要共存元素可能存在的干扰及消除和测定体系的选择进行了试验并建立了分析方法。对样品可用工作曲线法或标准加入法直接进行测试。方法的相对标准偏差为２．８％，标准加人回收率为９６．８％～１０５％，可为放射性废物固化试验提供可靠的分析数据。     

碱矿渣水泥固化模拟高放射性废液中Cs+的作用机理

研究了模拟高放射性废液在不同的预处理工艺条件下,加入NiSO4和K4[Fe(CN)6]后,碱矿渣水泥固化其废液中Cs+的作用机理,及其预处理工艺对废液中Cs+交换容量及固化体中Cs+浸出率的影响.实验表明废液在H1预处理工艺下,即在脱硝后,pH值为0.2时,按摩尔比n(Cs+)∶n(Ni2+)∶n([Fe(CN)6]4-)为1∶1∶1加入NiSO4和K4[Fe(CN)6],然后碱化至pH=12,采用GB7023-86方法,计算得到在25 ℃,第42 d的固化体中,Cs+浸出率为未经预处理的1/790,达到10-7cm@d-1.采用MCC-I方法,90 ℃,第28 d的固化体中,Cs+浸出率为未经预处理的1/385,也达到10-6 g@cm-2@d-1.并通过X射线衍射、扫描电镜及能谱分析、差热及热重分析等方法分析并验证了固化结果经H1预处理工艺后,废液中大部分Cs+与NiSO4, K4[Fe(CN)6]生成难溶固溶体Cs2Ni[Fe(CN)6]和Cs4Ni4[Fe(CN)6]3 而被固化体固封持留.     

化学气相沉积SiC–B_xC涂层在高温模拟环境中的微观结构

将化学气相沉积在石墨基片上的SiC-BxC复合涂层在O2(8kPa)/H2O(14kPa)/Ar(78kPa)的模拟气氛中,分别加热到700,1000℃和1200℃处理10h。利用扫描电镜、X射线衍射、能谱分析、显微Raman和Fourier变换红外光谱仪研究其微观结构。结果表明:复合涂层中的BxC层在700～1000℃的模拟环境中会被完全氧化成B2O3和H3BO3;在1000～1200℃的模拟环境中,BxC层的氧化产物迅速挥发。经高温模拟环境处理后,复合涂层中生成了硼硅酸盐玻璃,且各氧化产物和SiC层的结晶度随处理温度的升高而下降。基于微观分析结果,对SiC-BxC复合涂层的自愈合抗氧化性能进行了分析。     

铝热剂SHS合成模拟核废物固化产物的组成结构分析

以Fe2O3为氧化剂,采用铝热剂(Al与Fe2O3的质量比为1:3)自蔓延高温合成(self-propagating high temperature synthesis,SHS)技术制备模拟核废物砂土固化产物,研究了不同模拟示踪核素在固化产物中的存在状态。通过扫描电镜、显气孔率测试、密度分析、X射线衍射分析等分析了固化产物的表面形貌和组成结构。结果表明:采用SHS技术固化砂土,固化产物为无定形玻璃和晶体颗粒构成的混合物,密度为2.60～3.05g/cm3,其中晶体成分主要是α-Al2O3,约占晶体质量的49.4%～63.6%,其他为示踪核素Ce,Sr,Ba,Er与SiO2结合生成的Ce2SiO5,BaSrSi2O6和Er2SiO5,各约占晶体质量的12.0%～18.7%。     

MnO/MnO2对磷酸盐低熔玻璃性能的影响

;制备了含锰ZnO-Sb2O3-P2O5系统无铅低熔玻璃,其组成的配比(摩尔分数)为40.7%P2O5·36%ZNO-10%Sb2O3·2%Li2O·4%Na2O·3.3?O·4?O.借助红外光谱及差热分析考察了0～8%(摩尔分数)MaO及MaO2替代ZnO后对玻璃耐水性和低熔性的影响,借助紫外-可见光谱分析了锰离子在玻璃中的价态.结果表明:MaO/MnO2的引入改善了玻璃的耐水性,且以MaO2的作用更为显著;此外,锰的引入未明显提高玻璃的转变温度和软化温度,对密度及膨胀系数的影响也很小.玻璃中锰离子的价态主要与其在原料中的价态一致,同时存在有少量的Mn3 .在制备磷酸盐低熔玻璃时,MnO2是非常具有实用价值的一种组分.     

高贝利特水泥的性能研究

从高性能混凝土的高工作性、同强度及高耐久性３大技术要求出发,对高贝利持水泥的综合性能,如流动性、与外加剂的适应性、强度性能、水化放热特性、干缩和抗化学侵蚀性能等进行了分析与探讨,结果表明,高贝利特水泥是目前制备高性能混凝土理想的胶凝材料之一。