榍石（CaTiSiO5）因優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和核素包容能力,被用作放射性核素固化的備選材料。目前榍石高壓方面的研究相當(dāng)有限,且都局限于靜高壓導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)相變相關(guān)報(bào)道,而在沖擊高壓作用下的研究幾乎處于空白狀態(tài),認(rèn)識(shí)榍石沖擊高壓下的行為具有科學(xué)價(jià)值。此外,一般材料的高壓行為研究大都局限于晶體材料,對于已經(jīng)輻照損傷的材料在受到高壓作用后結(jié)構(gòu)發(fā)生何種變化,國際上還缺乏系統(tǒng)的研究,更無沖擊高壓對輻照損傷晶體結(jié)構(gòu)影響的報(bào)道。因此認(rèn)識(shí)輻照損傷榍石在沖擊高壓下的結(jié)構(gòu)變化行為,對加深固化體在極端條件下理化行為的認(rèn)識(shí)具有重要意義。天然輻照損傷榍石相對于其晶態(tài)相一般含有較多的水或者氫,氫在沖擊高壓下的遷移行為也是此次研究的要點(diǎn)。本研究利用二級(jí)輕氣炮對合成晶態(tài)榍石和天然輻照損傷榍石進(jìn)行了不同壓強(qiáng)的沖擊高壓實(shí)驗(yàn),并采用XRD、紅外和拉曼光譜等表征手段對沖擊過后的榍石進(jìn)行了特征分析。主要研究內(nèi)容包括四個(gè)部分:1.探索人工合成晶態(tài)榍石和天然輻照損傷榍石在沖擊高壓作用后的結(jié)構(gòu)變化規(guī)律;2.對比沖擊高壓作用后的晶態(tài)榍石和天然輻照損傷榍石在晶體結(jié)構(gòu)和光譜學(xué)特征上的異同;3.比較天然輻照損傷榍石經(jīng)歷沖擊高壓和高溫回火晶體結(jié)構(gòu)變... 

【文章來源】：中國工程物理研究院北京市

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１榍石晶體結(jié)構(gòu)示意圖（Ｕ和Ｔｈ可以替換結(jié)構(gòu)中的Ｔｉ和Ｃａ）??Ｆｉｇ?１．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｔｉｔａｎｉｔｅ?（Ｔｉ?ａｎｄ?Ｃａ?ｃａｎ?ｂｅ?ｒｅｐｌａｃｅｄ?ｂｙ?Ｕ?ａｎｄ?Ｔｈ）??

?１２００??Ｗａｖｅｎｕｍｂｅｒ?（ｃｍ＇１）??圖１．２高度結(jié)晶天然榍石和嚴(yán)重?fù)p傷天然榍石的拉曼、紅外光譜??Ｆｉｇ?１．２?Ｒａｍａｎ?ａｎｄ?ｉｎｆｒａｒｅｄ?ｓｐｅｃｔｒａ?ｏｆ?ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ?ａｎｄ?ｓｅｖｅｒｅｌｙ?ｄａｍａｇｅｄ?ｎａｔｕｒａｌ?ｔｉｔａｎｉｔｅ??１．２．３固化體中輻照損傷非晶態(tài)過程和機(jī)理??評(píng)估核素固化材料中的輻照效應(yīng)和長期穩(wěn)定性中一個(gè)重要的問題是認(rèn)識(shí)輻??照損傷的過程和機(jī)理。同時(shí)，對輻照損傷機(jī)理的認(rèn)識(shí)也有助于指導(dǎo)開發(fā)新的耐輻??照材料。有關(guān)錒系核素固化體中蛻晶化的機(jī)理仍然存在爭議，人們也針對性地提??出了多種模型（圖１．３）?［１３，６３］：①ＤｅｆｅｃｔｓＡｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ［６４］，該模型認(rèn)為轄照導(dǎo)致??的非晶化的出現(xiàn)是結(jié)構(gòu)中缺陷聚集到一定濃度所致；？?Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ－ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ［６５］，??晶體中非晶部分占比／與輻照劑量呈線性關(guān)系；？?Ｃａｓｃａｄｅ?Ｏｖｅｒｌａｐ［６６］，晶態(tài)結(jié)??構(gòu)受到多次ａ衰變才能非晶化；？?Ｃａｓｃａｄｅ?Ｔｗｉｃｅ，晶格受到兩次ａ衰變才能被??破壞；？?ＤｉｒｅＣｔＩｍｐａＣｔｆ６＇２０１２年Ｓａｌｊｅ的實(shí)驗(yàn)ｆ４９報(bào)道榍石輻照損傷導(dǎo)致的非晶??化過程類似錯(cuò)石的情況［６８＿６９］，遵從Ｄｉｒｅｃｔ?Ｉｍｐａｃｔ?Ｍｏｄｅｌ：當(dāng)反沖核傳遞給晶格內(nèi)??原子的能量大于其晶格平衡位置自由能時(shí)

前在科學(xué)上仍然是個(gè)謎。??偏振紅外光譜數(shù)據(jù)表明，高溫導(dǎo)致Ｈ在髙度結(jié)晶和蛻晶質(zhì)榍石中的迀移行??為也存在很大差異［５５］（圖１．４）。對于結(jié)晶度較好的榍石，ｈ鏈接在榍石晶格中ａ??位置，且ＯＨ振動(dòng)（３４８６?ｃｍ－１）具有較強(qiáng)的取向性，沿著ａ方向。隨著退火溫度??的升高，ＯＨ振動(dòng)信號(hào)變?nèi)�，在１４００Ｋ基本消失，說明高溫可直接導(dǎo)致晶態(tài)榍石??９??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]榍石:U-Pb定年及變質(zhì)P-T-t軌跡的建立[J]. 向華,張利,鐘增球,周漢文,曾雯.  地球科學(xué)進(jìn)展. 2007(12)
[2]榍石的高壓結(jié)構(gòu)研究[J]. 祝向平,秦善,劉景,巫翔,李曉東,吳忠華.  礦物巖石. 2006(03)



本文編號(hào)：3625543