硼硅酸鹽玻璃及玻璃陶瓷模擬核素的固化及性能研究
發(fā)布時(shí)間:2022-09-30 17:17
本文在硼硅酸鹽玻璃體系(SiO2-B2O3-Na2O-CaO-Al2O3)中加入5 wt%Nd2O3作為模擬核素,采用熔融法制備出了模擬核素的硼硅酸鹽玻璃固化體,研究了Si/B比對(duì)其結(jié)構(gòu)和性能的影響,測定了其化學(xué)穩(wěn)定性和密度,并評(píng)估了該體系玻璃對(duì)模擬核素的包容量。結(jié)果表明:隨著樣品中Si/B比例的降低,B2O3含量的逐步增大,玻璃固化體熔融溫度降低,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)先變大后減小;玻璃中[BO3]的數(shù)量有所增加,當(dāng)玻璃中的[BO3]和[BO4]數(shù)量達(dá)到平衡時(shí)玻璃的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)該最為致密,而密度先逐漸上升而后又減小;采用產(chǎn)品一致性法(PCT)得到玻璃固化體的LRNd先減小后增大,當(dāng)B2O3含量達(dá)到16.53 wt%時(shí)化...
【文章頁數(shù)】:65 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 引言
1.2 放射性廢物概述
1.3 放射性廢物處置
1.3.1 放射性廢物的固化
1.3.2 放射性廢物的地質(zhì)處置
1.4 高放廢物固化處理技術(shù)及研究現(xiàn)狀
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 鈣鈦鋯石基玻璃陶瓷
1.6 選題意義
1.7 研究內(nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn)
1.7.1 研究內(nèi)容
1.7.2 創(chuàng)新點(diǎn)
2 固化體制備及表征方法
2.1 實(shí)驗(yàn)原料及設(shè)備
2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
2.2 實(shí)驗(yàn)過程
2.2.1 玻璃固化體制備
2.2.2 玻璃陶瓷固化體制備
2.3 性能表征
2.3.1 差熱分析
2.3.2 物相分析
2.3.3 微觀形貌分析
2.3.4 紅外分析
2.3.5 密度測試
2.3.6 化學(xué)穩(wěn)定性測試
3 模擬核素的硼硅酸鹽玻璃固化體結(jié)構(gòu)與化學(xué)穩(wěn)定性研究
3.1 模擬放射性廢物的選擇
3.2 Si/B對(duì)硼硅酸鹽玻璃固化體的影響
3.2.1 Si/B對(duì)硼硅酸鹽玻璃固化體熔融溫度的影響
3.2.2 Si/B對(duì)硼硅酸鹽玻璃固化體玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的影響
3.2.3 Si/B對(duì)硼硅酸鹽玻璃固化體結(jié)構(gòu)的影響
3.2.4 Si/B對(duì)硼硅酸鹽玻璃固化體浸出性能影響
3.2.5 Si/B對(duì)硼硅酸鹽玻璃固化體密度的影響
3.3 Nd_2O_3對(duì)硼硅酸鹽玻璃固化體的影響
3.3.1 不同Nd_2O_3含量的硼硅酸鹽玻璃固化體的外觀分析
3.3.2 不同Nd_2O_3含量的硼硅酸鹽玻璃固化體差熱分析
3.3.3 不同Nd_2O_3含量硼硅酸鹽玻璃固化體的物相組成
3.3.4 不同Nd_2O_3含量的硼硅酸鹽玻璃固化體顯微結(jié)構(gòu)
3.3.5 不同Nd_2O_3含量的硼硅酸鹽玻璃固化體的化學(xué)穩(wěn)定性
3.4 本章小結(jié)
4 模擬核素的玻璃陶瓷固化體結(jié)構(gòu)和性能研究
4.1 模擬核素玻璃陶瓷固化體結(jié)構(gòu)研究
4.1.1 普通玻璃固化體外觀形貌
4.1.2 普通玻璃固化體DTA曲線分析
4.1.3 玻璃陶瓷物相分析
4.1.4 晶核劑含量對(duì)玻璃陶瓷固化體結(jié)構(gòu)影響
4.1.5 晶核劑對(duì)玻璃陶瓷固化體微觀形貌影響
4.1.6 晶核劑對(duì)玻璃陶瓷固化體密度的影響
4.2 模擬核素玻璃陶瓷固化體熱處理工藝研究
4.2.1 核化溫度對(duì)模擬核素玻璃陶瓷固化體的影響
4.2.2 晶化溫度對(duì)模擬核素玻璃陶瓷固化體的影響
4.3 模擬三價(jià)錒系核素對(duì)玻璃陶瓷固化體結(jié)構(gòu)和包容量影響
4.3.1 差熱分析
4.3.2 物相分析
4.3.3 微觀形貌分析
4.3.4 化學(xué)穩(wěn)定性分析
4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]論我國高放廢物地質(zhì)處置地下實(shí)驗(yàn)室發(fā)展戰(zhàn)略[J]. 王駒,蘇銳,陳亮,宗自華. 中國核電. 2018(01)
[2]Si/Ba比對(duì)鈣鈦鋯石-鋇硼硅酸鹽玻璃陶瓷結(jié)構(gòu)的影響[J]. 肖繼宗,吳浪,王欣,李會(huì)東,滕元成. 中國陶瓷. 2017(06)
[3]核廢料玻璃固化國際研究進(jìn)展[J]. 徐凱. 中國材料進(jìn)展. 2016(07)
[4]鈣鈦鋯石基玻璃陶瓷固化高放廢物研究進(jìn)展[J]. 寧海霞,吳浪. 材料導(dǎo)報(bào). 2015(S1)
[5]含Pu廢物的玻璃和玻璃陶瓷固化基材研究進(jìn)展[J]. 袁曉寧,張振濤,蔡溪南,趙康,毛仙鶴,秦志桂. 原子能科學(xué)技術(shù). 2015(02)
[6]模擬高放玻璃固化體的析晶行為[J]. 楊永剛,張振濤,華小輝,王雷. 核化學(xué)與放射化學(xué). 2014(05)
[7]摻釹鈣鈦鋯石基玻璃陶瓷制備及浸出性能研究[J]. 吳浪,徐東,李玉香,滕元成,劉宗強(qiáng). 原子能科學(xué)技術(shù). 2014(11)
[8]對(duì)放射性廢物分類管理的幾點(diǎn)思考[J]. 劉新華,徐春艷,汪萍,馬成輝,孔祥金. 輻射防護(hù). 2013(05)
[9]鈣鈦鋯石基玻璃陶瓷制備及其顯微結(jié)構(gòu)[J]. 孟國龍,李玉香,吳浪,陳雅斕,馬雪,劉宗強(qiáng). 中國陶瓷. 2012(05)
[10]鈣鈦鋯石玻璃陶瓷體的晶化和抗浸出性能[J]. 李鵬,丁新更,楊輝,蘇偉,竇天軍. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2012(02)
博士論文
[1]乏燃料后處理中放射性核素的陶瓷固化體的結(jié)構(gòu)與化學(xué)穩(wěn)定性研究[D]. 孟成.浙江大學(xué) 2016
[2]摻雜模擬核素鈰離子的玻璃/玻璃陶瓷固化體的結(jié)構(gòu)控制與性能研究[D]. 李鵬.浙江大學(xué) 2013
碩士論文
[1]Xe離子、電子輻照導(dǎo)致硼硅酸鹽玻璃機(jī)械性能變化及鈣鈦鋯石玻璃陶瓷制備工藝研究[D]. 張多飛.蘭州大學(xué) 2017
[2]鋇硼硅酸鹽玻璃陶瓷固化模擬三價(jià)錒系核素研究[D]. 李會(huì)東.西南科技大學(xué) 2016
[3]鋇硼硅酸鹽玻璃陶瓷固化體的制備工藝及固化硫的研究[D]. 徐東.西南科技大學(xué) 2015
[4]模擬核素的硼硅酸鹽玻璃及玻璃陶瓷固化技術(shù)研究[D]. 李平廣.浙江大學(xué) 2013
[5]模擬α-高放廢液獨(dú)居石磷酸鹽玻璃陶瓷固化體的研究[D]. 呂彥杰.中國地質(zhì)大學(xué) 2008
本文編號(hào):3683953
【文章頁數(shù)】:65 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 引言
1.2 放射性廢物概述
1.3 放射性廢物處置
1.3.1 放射性廢物的固化
1.3.2 放射性廢物的地質(zhì)處置
1.4 高放廢物固化處理技術(shù)及研究現(xiàn)狀
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 鈣鈦鋯石基玻璃陶瓷
1.6 選題意義
1.7 研究內(nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn)
1.7.1 研究內(nèi)容
1.7.2 創(chuàng)新點(diǎn)
2 固化體制備及表征方法
2.1 實(shí)驗(yàn)原料及設(shè)備
2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
2.2 實(shí)驗(yàn)過程
2.2.1 玻璃固化體制備
2.2.2 玻璃陶瓷固化體制備
2.3 性能表征
2.3.1 差熱分析
2.3.2 物相分析
2.3.3 微觀形貌分析
2.3.4 紅外分析
2.3.5 密度測試
2.3.6 化學(xué)穩(wěn)定性測試
3 模擬核素的硼硅酸鹽玻璃固化體結(jié)構(gòu)與化學(xué)穩(wěn)定性研究
3.1 模擬放射性廢物的選擇
3.2 Si/B對(duì)硼硅酸鹽玻璃固化體的影響
3.2.1 Si/B對(duì)硼硅酸鹽玻璃固化體熔融溫度的影響
3.2.2 Si/B對(duì)硼硅酸鹽玻璃固化體玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的影響
3.2.3 Si/B對(duì)硼硅酸鹽玻璃固化體結(jié)構(gòu)的影響
3.2.4 Si/B對(duì)硼硅酸鹽玻璃固化體浸出性能影響
3.2.5 Si/B對(duì)硼硅酸鹽玻璃固化體密度的影響
3.3 Nd_2O_3對(duì)硼硅酸鹽玻璃固化體的影響
3.3.1 不同Nd_2O_3含量的硼硅酸鹽玻璃固化體的外觀分析
3.3.2 不同Nd_2O_3含量的硼硅酸鹽玻璃固化體差熱分析
3.3.3 不同Nd_2O_3含量硼硅酸鹽玻璃固化體的物相組成
3.3.4 不同Nd_2O_3含量的硼硅酸鹽玻璃固化體顯微結(jié)構(gòu)
3.3.5 不同Nd_2O_3含量的硼硅酸鹽玻璃固化體的化學(xué)穩(wěn)定性
3.4 本章小結(jié)
4 模擬核素的玻璃陶瓷固化體結(jié)構(gòu)和性能研究
4.1 模擬核素玻璃陶瓷固化體結(jié)構(gòu)研究
4.1.1 普通玻璃固化體外觀形貌
4.1.2 普通玻璃固化體DTA曲線分析
4.1.3 玻璃陶瓷物相分析
4.1.4 晶核劑含量對(duì)玻璃陶瓷固化體結(jié)構(gòu)影響
4.1.5 晶核劑對(duì)玻璃陶瓷固化體微觀形貌影響
4.1.6 晶核劑對(duì)玻璃陶瓷固化體密度的影響
4.2 模擬核素玻璃陶瓷固化體熱處理工藝研究
4.2.1 核化溫度對(duì)模擬核素玻璃陶瓷固化體的影響
4.2.2 晶化溫度對(duì)模擬核素玻璃陶瓷固化體的影響
4.3 模擬三價(jià)錒系核素對(duì)玻璃陶瓷固化體結(jié)構(gòu)和包容量影響
4.3.1 差熱分析
4.3.2 物相分析
4.3.3 微觀形貌分析
4.3.4 化學(xué)穩(wěn)定性分析
4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]論我國高放廢物地質(zhì)處置地下實(shí)驗(yàn)室發(fā)展戰(zhàn)略[J]. 王駒,蘇銳,陳亮,宗自華. 中國核電. 2018(01)
[2]Si/Ba比對(duì)鈣鈦鋯石-鋇硼硅酸鹽玻璃陶瓷結(jié)構(gòu)的影響[J]. 肖繼宗,吳浪,王欣,李會(huì)東,滕元成. 中國陶瓷. 2017(06)
[3]核廢料玻璃固化國際研究進(jìn)展[J]. 徐凱. 中國材料進(jìn)展. 2016(07)
[4]鈣鈦鋯石基玻璃陶瓷固化高放廢物研究進(jìn)展[J]. 寧海霞,吳浪. 材料導(dǎo)報(bào). 2015(S1)
[5]含Pu廢物的玻璃和玻璃陶瓷固化基材研究進(jìn)展[J]. 袁曉寧,張振濤,蔡溪南,趙康,毛仙鶴,秦志桂. 原子能科學(xué)技術(shù). 2015(02)
[6]模擬高放玻璃固化體的析晶行為[J]. 楊永剛,張振濤,華小輝,王雷. 核化學(xué)與放射化學(xué). 2014(05)
[7]摻釹鈣鈦鋯石基玻璃陶瓷制備及浸出性能研究[J]. 吳浪,徐東,李玉香,滕元成,劉宗強(qiáng). 原子能科學(xué)技術(shù). 2014(11)
[8]對(duì)放射性廢物分類管理的幾點(diǎn)思考[J]. 劉新華,徐春艷,汪萍,馬成輝,孔祥金. 輻射防護(hù). 2013(05)
[9]鈣鈦鋯石基玻璃陶瓷制備及其顯微結(jié)構(gòu)[J]. 孟國龍,李玉香,吳浪,陳雅斕,馬雪,劉宗強(qiáng). 中國陶瓷. 2012(05)
[10]鈣鈦鋯石玻璃陶瓷體的晶化和抗浸出性能[J]. 李鵬,丁新更,楊輝,蘇偉,竇天軍. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2012(02)
博士論文
[1]乏燃料后處理中放射性核素的陶瓷固化體的結(jié)構(gòu)與化學(xué)穩(wěn)定性研究[D]. 孟成.浙江大學(xué) 2016
[2]摻雜模擬核素鈰離子的玻璃/玻璃陶瓷固化體的結(jié)構(gòu)控制與性能研究[D]. 李鵬.浙江大學(xué) 2013
碩士論文
[1]Xe離子、電子輻照導(dǎo)致硼硅酸鹽玻璃機(jī)械性能變化及鈣鈦鋯石玻璃陶瓷制備工藝研究[D]. 張多飛.蘭州大學(xué) 2017
[2]鋇硼硅酸鹽玻璃陶瓷固化模擬三價(jià)錒系核素研究[D]. 李會(huì)東.西南科技大學(xué) 2016
[3]鋇硼硅酸鹽玻璃陶瓷固化體的制備工藝及固化硫的研究[D]. 徐東.西南科技大學(xué) 2015
[4]模擬核素的硼硅酸鹽玻璃及玻璃陶瓷固化技術(shù)研究[D]. 李平廣.浙江大學(xué) 2013
[5]模擬α-高放廢液獨(dú)居石磷酸鹽玻璃陶瓷固化體的研究[D]. 呂彥杰.中國地質(zhì)大學(xué) 2008
本文編號(hào):3683953
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