【摘要】：燒綠石結(jié)構(gòu)Ln2Zr2O7具有化學(xué)穩(wěn)定性好、抗輻照能力強(qiáng)、可固化多種錒系核素等優(yōu)點(diǎn),是固化錒系核素最理想基材,例如[La1-xPux]2Zr2O7(x=0-1)。本文基于第二相顆粒強(qiáng)韌化的原理,利用原位反應(yīng)合成La2Zr2O7與4YSZ的納米-納米復(fù)相粉末,采用放電等離子體燒結(jié)(SPS)制備體材,研究4YSZ含量對(duì)La2Zr2O7固化基材斷裂韌性的影響。全文的主要內(nèi)容和研究結(jié)果如下:研究了原位合成La2Zr2O7-ZrO2(YSZ)納米-納米復(fù)相粉末的相結(jié)構(gòu)及分布狀態(tài)。XRD和Raman結(jié)果表明,xLaO1.5-(1-x)ZrO2(0x0.5)二元系反應(yīng)產(chǎn)物是La2Zr2O7和ZrO2兩種化合物,其中ZrO2相隨x增加由單斜(m)到四方(t)相轉(zhuǎn)變,當(dāng)x=0.24時(shí),t-ZrO2的臨界尺寸為38 nm;TEM觀察表明,兩相界面具有共格特性;SEM圖像顯示ZrO2相分布在La2Zr2O7晶界處。在(1-0.54x)ZrO2-(1-x)LaO1.5-0.04xYO1.5(0x1)三元系中,YO1.5是摻雜到ZrO2中形成t-4YSZ相。研究了SPS燒結(jié)的La2Zr2O7-4YSZ復(fù)相基材的顯微結(jié)構(gòu)和斷裂韌性。在1450oC、40MPa、5min條件下SPS燒結(jié)的La2Zr2O7-x mol%4YSZ(0≤x≤50)系列樣品中,通過XRD測(cè)試表明,未發(fā)生相變和其它產(chǎn)物生成,相對(duì)密度96%;SEM觀察表明,La2Zr2O7和4YSZ相的顆粒尺寸分別在1.3-0.5μm和0.19-0.57μm之間,且均隨x的增加而逐漸減小。維氏壓痕法測(cè)試表明,硬度HV在8-12 GPa之間,且隨4YSZ含量x的增加而逐漸增大,斷裂韌性KIC在0.9-1.8 MPa·m1/2之間,其隨x的變化趨勢(shì)與硬度的相一致。通過SEM對(duì)裂紋觀察,表明在這種復(fù)相基材中4YSZ相起到增韌作用的主要原因是對(duì)裂紋擴(kuò)展的偏轉(zhuǎn)和搭橋。
【學(xué)位授予單位】：東華理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TL941

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 張華 ,楊建文 ,李寶軍 ,羅上庚;富燒綠石在模擬處置條件下的浸出行為研究[J];中國原子能科學(xué)研究院年報(bào);2004年00期

本文編號(hào)：2736739