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摘要
高放废物的固化是防止核废料放射性扩散的第一道安全屏障。磁铁铅矿结构的LaMgAl11O19材料,因其高包容性、高致密、低核素浸出率、抗辐照稳定性等优点,被认为是核燃料循环后端克服玻璃固化技术固有缺陷、最具应用前景的新一代高放废物晶格固化候选陶瓷材料之一。本文采用柠檬酸溶胶-凝胶湿化学工艺制备了LaMgAl11O19陶瓷材料,借助X射线衍射、扫描电子显微镜及高分辨投射电子/选取衍射技术对材料的化学组分、微观形貌及电子衍射花样进行了表征;对LaMgAl11O19陶瓷材料经去离子水浸泡前后的组分、微观形貌、抗潮解性能进行了分析。结果表明,LaMgAl11O19陶瓷材料具有单一的六方磁铁铅矿型结构;经谢乐公式计算并结合扫描电子显微镜表征结果,1 500℃下保温4h样品的平均晶粒粒径为89.4nm;经去离子水浸泡48h后的LaMgAl11O19材料发生了潮解,因Mg2+离子的溶出造成磁铁铅矿结构的失稳。本研究为后续商用高放废物晶格固化候选材料的实践应用提供了理论依据。
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单位材料学院; 清华大学; 新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室
