閃燒是一種高電壓、低電流的新型場(chǎng)輔助燒結(jié)技術(shù)。場(chǎng)輔助燒結(jié)技術(shù)在放射性廢物陶瓷固化領(lǐng)域中的應(yīng)用是目前的研究熱點(diǎn)。Gd2Zr2O7因其優(yōu)異的抗輻照性能和化學(xué)穩(wěn)定性被認(rèn)為是固化高放廢物的理想候選材料。本研究以氧化鋯和氧化釓為原料,采用了閃燒技術(shù),在爐溫1050℃,閃燒時(shí)長(zhǎng)30s的條件下制備出了均一的缺陷螢石相Gd2Zr2O7陶瓷固化基體。并對(duì)利用X射線衍射、掃描電子顯微鏡、激光拉曼光譜、透射電鏡等表征手段對(duì)閃燒制備過程的物相演化、所制備樣品的晶體結(jié)構(gòu)、金相、微觀形貌、密度、抗浸出性能和α-輻照穩(wěn)定性進(jìn)行了系統(tǒng)研究,結(jié)果表明:(1)X射線衍射結(jié)果展示了 Gd2Zr2O7從最初的混合物生坯經(jīng)過閃燒過程直至形成最終產(chǎn)物的物相演化過程,結(jié)果表明,閃燒合成出的單一物相的Gd2Zr2O7固化基體,為缺陷螢石相,證明了閃燒可以在1050℃的爐溫,150V/cm的電場(chǎng)強(qiáng)度、133 mA/mm2的電流密度,以及30s的通電保持時(shí)間下制備出Gd2Zr2O7陶瓷。通過掃描電子顯微鏡金相分析可以得出,隨著通電保持時(shí)間的增加,閃燒樣品的晶粒尺寸增大。所有閃燒制備的Gd2Zr2O7樣品相比于傳統(tǒng)燒結(jié)的樣品均具有更小的平...

【文章頁數(shù)】：132 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 陶瓷固化發(fā)展簡(jiǎn)介
    1.3 放射性廢物固化的燒結(jié)技術(shù)研究進(jìn)展
    1.4 釓鋯燒綠石的結(jié)構(gòu)與性能
    1.5 陶瓷閃燒技術(shù)簡(jiǎn)介
    1.6 研究?jī)?nèi)容及主要目的
第二章 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及表征分析方法
    2.1 Gd₂Zr2O₇閃燒合成實(shí)驗(yàn)原料
    2.2 實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備
    2.3 Gd₂Zr2O₇樣品的閃燒制備
    2.4 閃燒實(shí)驗(yàn)參數(shù)選取
    2.5 材料表征方法
第三章 Gd₂Zr2O₇陶瓷的制備及物相與微結(jié)構(gòu)表征
    3.1 閃燒參數(shù)隨時(shí)間的變化關(guān)系
    3.2 閃燒樣品收縮率隨時(shí)間的變化關(guān)系
    3.3 利用黑體輻射模型估算閃燒時(shí)樣品的溫度
    3.4 閃燒制備的樣品的XRD物相表征
    3.5 閃燒的電流大小對(duì)Gd₂Zr₂O₇物相組成的影響
    3.6 熱處理對(duì)閃燒制備的Gd₂Zr2O₇物相組成的影響
    3.7 閃燒制備的Gd₂Zr2O₇的微觀結(jié)構(gòu)形貌及晶粒尺寸分析
    3.8 閃燒制備的Gd₂Zr2O₇樣品的表面元素分布分析
    3.9 閃燒通電時(shí)間60s樣品(FS-60s)透射電鏡分析
    3.10 固化基體的密度及抗壓強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果
    3.11 本章小結(jié)
第四章 閃燒合成Gd₂Zr2O₇機(jī)理的初步研究
    4.1 閃燒通電時(shí)間對(duì)Gd₂Zr₂O₇物相組成的影響
    4.2 閃燒合成過程中Gd₂Zr₂O₇的微結(jié)構(gòu)演化
    4.3 FS-60s樣品的晶界附近的TEM分析
    4.4 閃燒合成Gd₂Zr2O₇初期傳質(zhì)過程的初步研究
    4.5 閃燒第二階段Gd₂Zr2O₇合成可能的傳質(zhì)機(jī)制的討論
    4.6 本章小結(jié)
第五章 閃燒制備的Gd₂Zr2O₇陶瓷抗浸出性能初步研究
    5.1 固化體浸出實(shí)驗(yàn)的樣品及設(shè)備
    5.2 樣品浸出實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方法和步驟
    5.3 Gd₂Zr2O₇陶瓷的抗浸出性能分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 閃燒制備的Gd₂Zr2O₇陶瓷的α-輻照穩(wěn)定性初步研究
    6.1 Gd₂Zr2O₇固化基體輻照實(shí)驗(yàn)裝置
    6.2 Gd₂Zr₂O₇固化基體輻照實(shí)驗(yàn)方法和步驟
    6.3 Gd₂Zr2O₇固化基體抗輻照性能分析
    6.4 本章小結(jié)
第七章 主要結(jié)論、創(chuàng)新點(diǎn)及后續(xù)研究方向
    7.1 主要結(jié)論
    7.2 本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    7.3 后續(xù)工作建議
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3914166