编号：CYYJ04441
篇名： 微波烧结SrZP-独居石复相陶瓷固化体的组成与结构变化
作者： 陶青；刘蝶；王军霞；王进；刘昆奇；刘缘
关键词： SrZP-独居石复相陶瓷固化体; 结构变化; 微波一步烧结法; 化学稳定性;
机构：西南科技大学材料与化学学院
摘要： 本研究以88Sr模拟裂变产物90Sr、Sm3+/Eu3+模拟三价（次）锕系元素，采用微波一步烧结法成功制备了（1-x）Sr0.5Zr2（PO4）3-x(Sm0.5Eu0.5)PO4（SrZP-独居石，x=0.0,0.2,0.4,0.5,0.6,0.8,1.0）复相陶瓷核废物固化体。系统研究了复相陶瓷固化体的制备工艺，以及SrZP和Sm0.5Eu0.5PO4独居石两相比例改变对固化体的密度、物相结构、微观形貌和化学稳定性的影响规律。研究结果表明，SrZP-独居石系列复相陶瓷固化体较佳的烧结工艺为1 100℃保温1.5 h；固化体具有较高的致密度，其相对密度最高可达97.5%。SrZP-独居石复相陶瓷仅由SrZP相和Sm0.5Eu0.5PO4独居石相组成，且两相晶粒分布均匀，具有致密的微观结构。复相陶瓷中x发生改变并未引起两种晶相的晶胞参数发生明显变化，表明两相比例改变对固化体的晶体结构影响不大。PCT结果表明，SrZP-独居石（x=0.5）复相陶瓷固化体具有良好的化学稳定性，所有核素的归一化浸出率均处于较低水平(Sr，约10-4 g·m-2·d-1;Sm/Eu,10-5～10-6 g·m-2·d-1)。微波一步烧结法制备的SrZP-独居石系列复相陶瓷核废物固化体能够实现裂变产物Sr与三价（次）锕系核素的高效协同固化，同时显著缩短了固化体样品的烧结周期并提升了材料致密度。