本工作以Sr2+和Sm3+分别模拟二价裂变核素和三价次锕系核素,利用NaZr2(PO4)3(NZP)结构丰富的离子取代性同时固化多种模拟放射性核素,采用微波烧结工艺在1100℃保温2 h制备了固溶Sr、Sm的NZP型磷酸盐陶瓷固化体(Na,Sr)(Zr,Sm)2(PO4)3,系统地研究了Sr/Sm掺入量对固化体的物相组成、微观形貌、表观密度以及维氏硬度的影响规律.研究结果表明:Sr能够完全固溶进入NZP结构的Na晶格位形成Sr0.5-Zr2(PO4)3(SrZP),而Sm难以进入NZP的Zr晶格位,掺入的Sm主要以SmPO4独居石的形式存在.固溶Sr/Sm的陶瓷固化体结构致密,晶粒大小均匀,且SmPO4独居石的存在不会降低固化体的致密性和力学性能;随着Sm掺入量的增加,样品的表观密度和维氏硬度逐渐增大,最大值分别为3.61 g·cm-3和679 MPa.同时,PCT浸出结果表明所制备的样品具有良好的化学稳定性,各元素的归一化浸出率均处于10-3～10-7 g·m-2·d-1.

磷酸锆钠(NZP);固化;放射性核素;独居石;微波烧结

西南科技大学材料科学与工程学院,四川 绵阳621010

[1]张雪;王进;罗萍;刘蝶;詹磊;魏玉锋;王军霞-.NZP型磷酸盐陶瓷固化模拟放射性核素Sr2+/Sm3+的研究)[J].材料导报,2022(01):60-64

NZP,磷酸盐陶瓷,NaZr2,SrZP,SmPO4

放射性核素,Sr2+,Sm3+,二价,裂变核,三价,次锕系核素,离子取代,微波烧结,烧结工艺,固溶,陶瓷固化体,掺入量,物相组成,微观形貌,表观密度,维氏硬度,晶格,格位,Sr0,独居石,晶粒大小,致密性,PCT,化学稳定性,浸出率,磷酸锆

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