硼硅酸盐玻璃浸出前后结构变化的研究

作者:张晓阳; 卯江江; 陈丽婷; 茆亚南; 王天天; 孙梦利; 彭海波*; 王铁山*
来源:硅酸盐通报, 2021, 40(06): 2075-2082.
DOI:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.20210409.001

摘要

硼硅酸盐玻璃作为最具工业化应用前景的高放射性废物的固化基材,其中的放射性核素主要以浸出方式进入生物圈。本工作采用了MCC-1静态浸泡法对在90℃去离子水中浸泡28 d后的硼硅酸盐玻璃的浸出行为进行了研究。借助电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)、傅里叶红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)以及掠入射X射线衍射(GIXRD)等方法对玻璃的浸出性能及微观结构进行研究。此外,还使用了扫描电镜观测了浸出样品的截面。FTIR、Raman及GIXRD结果表明,浸出后,样品表层中的Si-O-Si结构明显增多,而硼结构单元则消失,表层的微观结构与熔融石英的结构较为相似。此外,在扫描电镜中观察到浸出7 d后的样品表面出现腐蚀层,同时在玻璃基底和腐蚀层中间出现裂隙,由此导致了浸出表面积的增加,从而最终引起浸出7 d时元素归一化标准浸出率的异常增大。

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