Nd~(3+)固溶量对锆石基固化体的物相及结构的影响

以Nd2O3,ZrO2和SiO2为基本原料,设计不同固溶量的锆石基三价锕系核素固化体配方,采用高温固相法成功制备Zr1-xNdxSiO4-x/2(0≤x≤1)系列固化体。采用XRD及SEM对系列固化体进行表征,研究三价模拟锕系核素固溶量对固化体物相及结构的影响。结果表明:锆石晶格中的Zr位可以完全被Nd3+替代,当Nd3+的摩尔固溶量小于4%时,固化体保持为单一的锆石相结构,当Nd3+的摩尔固溶量大于或等于4%时,固化体中出现Nd2Si2O7结构物相,并随Nd3+的固溶量进一步增加,Nd2Si2O7结构物相逐渐增多;Nd2Si2O7相为片状形貌,随Nd3+的固溶量增加,固化体的密度随之增大。     

SHS制备模拟放射性石墨固化体抗浸出性能研究

为获得放热反应3C+4Al+3TiO2=2Al2O3+3TiC+Q处理含90Sr2+、An3+、An4+放射性石墨的SHS处理效果,以Sr2+的稳定同位素作为90Sr2+的模拟替代物质,Nd3+和Ce4+作为An3+和An4+的模拟替代物质,利用自行设计的SHS反应装置在空气气氛中开展添加SrO 1%~8%,Nd2O31%,CeO21%~3%的固化体制备工作;N2气氛中添加SrO 1%~8%,Nd2O31%,CeO21%~2%的固化体制备,并将制备所得固化体置于40℃和70℃的合成海水中进行了浸出实验。借助粉末X射线衍射仪对所制备样品的衍射信息进行收集,利用等离子体质谱仪对固化体的浸出数据进行分析。在对固化体固溶度范围内的物相变化情况进行详细研究基础上,对固化体的抗浸出性能进行了研究,研究发现无论是在空气或N2条件下,固化体中Sr2+、Nd3+、Ce4+在合成海水中,随着浸泡时间的延长,浸出浓度逐渐上升,70℃下的浸出浓度高于40℃下的浸出浓度,且N2条件下所制备固化体浸出浓度低于空气条件下所制备固化体的浸出浓度。     

Gd_（2-x）Nd_xZr_2O_7烧绿石的高温高压快速合成

为了探索模拟三价锕系核素在Gd2Zr2O7基材中的快速固化方法,按照化学计量关系Gd 2-x Nd xZr2O7（x=0.42和x=0.86）设计配方,以Gd2O3,ZrO2和Nd2O3（Nd3＋作三价锕系核素替代物）粉体为原料,进行了高温高压合成实验。制备的样品通过X射线衍射分析和扫描电镜分析表明：在压力分别为3 GPa,3.5 GPa,4 GPa,温度为1 573 K,1 673 K条件下保温保压15 min,获得了单相烧绿石结构的Gd 2-x Nd xZr2O7致密烧结体。该方法可为锆基烧绿石陶瓷固化锕系核素提供一种快速高效的技术途径。     

锆英石基三价锕系模拟核素固化体的性能

为研究锆英石基三价锕系模拟核素固化体的性能,利用Eu^3＋作为三价锕系核素模拟替代物质,以ZrO2、SiO2和Eu2O3粉体为原料采用高温固相法成功制备了包容Eu^3＋为20％（以摩尔计,下同）的锆英石基固化体。利用粉末x射线衍射仪、扫描电子显微镜和电感耦合等离子体质谱仪对固化体的物相、结构、微观形貌及模拟核索的浸出率进行了研究。结果表明：固化体中虽包容有20％的Eu^3＋,但其主物相仍以锆英石物相为主,与标准样品相比晶胞参数发生10^-5～10^-4 nm量级的微弱变化。固化体的粒度主要集中在2～3μm,以板块状为主,在pH=6．5的HCl浸出液中Eu^3＋的平衡浓度小于0．4μg／L。     

模拟含An4+放射性石墨的SHS固化处理研究

为研究含An4+放射性石墨的SHS固化处理能力,以C、Al和TiO2为原料,CeO2为An4+模拟物质,利用自行设计的SHS反应装置模拟开展含An4+放射性石墨的固化研究。借助X射线衍射仪对所制备固化体的物相、相关系及固溶度等进行研究,并对样品的XRD数据进行了结构精修。结果表明:在空气气氛中,利用3C+4Al+3TiO2=2Al2O3+3TiC反应进行含An4+放射性废物的SHS固化处理,其固溶度为3%(以质量计,下同)。固溶度为0%～3%的固化体以Al2O3、TiC、C、TiO2和AlN相存在,燃烧产物中Al2O3的晶胞参数a、b和c发生了10-3nm量级变化,V发生了10-3nm3量级变化,α、β和γ发生了(10-3)°～(10-1)°量级变化;产物中TiC的晶胞参数a、b和c发生了10-3nm量级变化,V发生了10-3nm3量级变化,α、β和γ未出现变化。所制备的样品形貌不规则,主要以块状为主,晶粒度主要集中在5～20μm之间。     

Yb在BaTiO_3陶瓷中的缺陷化学

采用冷压陶瓷技术制备了名义分子式为(Ba1-xYbx)Ti1-x/4O3(x=0.005,0.01,0.015)的陶瓷.由X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、拉曼光谱(RS)和电子顺磁共振(EPR)技术调查该陶瓷的缺陷化学.结果表明:该陶瓷的固溶度为x=0.01,且陶瓷具有单相四方钙钛矿结构;当x=0.015时,有少量Yb2Ti2O7相析出.在x=0.005时,Yb占据Ba位并形成Ti空位缺陷.当x增加到0.01时,Yb开始进入Ti位,但并不能完全填充Ti空位,导致Ba空位和Ti空位缺陷的共存.     

Lu在BaTiO_3陶瓷中的位占据研究

采用冷压陶瓷技术分别制备名义分子式为(Ba1-xLux)Ti1-x/4O3、Ba(Ti1-xLux)O3-x/2、(Ba1-xLux)(Ti1-xLux)O3(x=0.01,0.02)的陶瓷.由X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、介电温谱(DTC)和电子顺磁共振(EPR)技术调查Lu在BaTiO3陶瓷中的位占据.结果表明:仅仅在(Ba1-xLux)Ti1-x/4O3陶瓷中存在单相四方钙钛矿结构,且固溶度为x=0.01;其他5个陶瓷的主钙钛矿相内均有少量第二相Lu2O3或Lu2Ti2O7析出.在具有细晶粒微结构的单相(Ba1-xLux)Ti1-x/4O3(x=0.01)陶瓷中,Lu3+离子占据Ba位,诱致Ti空位缺陷;但占据Ba位的Lu3+离子不能完全填充本征的Ba空位,导致Ba空位和Ti空位缺陷共存.     

稀土Y2O3和Gd2O3共掺杂对La2 (Zr0.7Ce0.3)2O7陶瓷相结构及热膨胀系数的影响

采用固相合成法制备了(La1-2xYxGdx)2(Zr0.7Ce0.3)2O7(x=0,0.30,0.35,0.40,0.45,0.50)体系陶瓷材料.分别利用XRD、扫描电子显微镜和高温热膨胀仪对陶瓷材料的相组成、微观形貌及热膨胀系数进行测试.结果表明.掺杂量x=0时为立方烧绿石结构,x≥0.30时为立方萤1石结构;晶粒发育良好,晶界清晰;Y2O3和Gd2O3的掺杂可以有效的提高La2 (Zr0.7 Ce0.3)2O7的热膨胀系数.     

稀土Y_2O_3和Gd_2O_3共掺杂对La_2(Zr_(0.7)Ce_(0.3))_2O_7陶瓷相结构及热膨胀系数的影响

采用固相合成法制备了(La1-2xYxGdx)2(Zr0.7Ce0.3)2O7(x=0,0.30,0.35,0.40,0.45,0.50)体系陶瓷材料.分别利用XRD、扫描电子显微镜和高温热膨胀仪对陶瓷材料的相组成、微观形貌及热膨胀系数进行测试.结果表明.掺杂量x=0时为立方烧绿石结构,x≥0.30时为立方萤1石结构;晶粒发育良好,晶界清晰;Y2O3和Gd2O3的掺杂可以有效的提高La2(Zr0.7Ce0.3)2O7的热膨胀系数.     

SHS制备模拟放射性石墨固化体物相及抗浸出性能研究

为获得放热反应3C＋4Al＋3TiO2=2Al2O3＋3TiC＋Q固化含90Sr^2＋,An^3＋和An^4＋放射性石墨的自蔓延高温合成（SHS）的处理效果,以Sr2＋的稳定同位素作为90Sr2＋的模拟替代物质,Nd3＋和Ce4＋作为An3＋和An4＋的模拟替代物质,利用自行设计的SHS反应装置在空气气氛中开展添加SrO 1%-8%（质量分数,下同）,Nd2O31%,CeO21%-3%的固化体制备工作;在N2气氛中添加SrO 1%-8%,Nd2O31%,CeO21%-2%进行固化体制备。在40℃和70℃的合成海水中对固化体的长期浸出性能进行研究。用X射线衍射仪（XRD）收集样品的衍射信息,用等离子体质谱仪（ICP-Mass）分析固化体的浸出数据。在对固化体固溶度范围内的物相变化情况进行详细研究基础上对固化体的抗浸出性能进行了研究。研究发现无论是在空气或N2条件下,固化体中Sr^2＋,Nd^3＋和Ce^4＋在合成海水中随着浸泡时间的延长浸出浓度逐渐上升,70℃下的浸出浓度高于40℃下的浸出浓度,且N2条件下所制备固化体浸出浓度低于空气条件下所制备固化体的浸出浓度。     

掺钕透明微晶玻璃的析晶动力学和显微结构

采用传统熔体冷却法制备了45Si O2-25Al2O3-15CaF2-5Na2O-10NaF-1Nd2O3体系玻璃,并通过优化热处理工艺获得了透明氟氧化物微晶玻璃。采用析晶动力学分析了45Si O2-25Al2O3-15CaF2-5Na2O-10NaF-1Nd2O3体系玻璃的析晶机制,并通过DSC、XRD和SEM等方法研究了热处理制度与玻璃析晶行为和显微结构的关系。研究表明,该体系玻璃的析晶过程主要受扩散控制,其主晶相为CaF2,析晶活化能为325.51 kJ/mol,晶粒尺寸随晶化温度升高逐渐长大,晶粒数量随保温时间延长逐渐增多。通过优化热处理制度,获得了晶粒尺寸约为40 nm,晶相含量约为30%的透明微晶玻璃。     

锆英粉涂料涂层结构研究

通过研究锆英粉(其中有少量铝矾土)涂料层的断面结构,发现在高温条件下,锆英粉能分解出少量ZrO2微粉和SiO2;钢液表面的FeO能渗透到涂层中,与SiO2和水玻璃等形成铁橄榄石相;锆英粉能被水玻璃缓慢溶解,但其颗粒仍然能保持完整状态;SiO2、FeO、Al2O3、Na2O等生成了大量低熔点的玻璃相,填充其颗粒间空隙,形成致密层,能防止钢液渗透;涂层中的铝矾土在水玻璃的作用下,其颗粒状态消失,形成铝酸铁钠新相.     

3阶实方阵的实正交-对称和分解

对于任意3阶实方阵A=(a     

LYSO∶Ce纳米粉体的溶胶-共沉淀法制备及其发光性能

采用溶胶-共沉淀法,分别以NH_3·H_2O和NH_4HCO_3为沉淀剂,制备了Lu2(1-x-y)Y2xSiO5∶yCe~(3+)(LYSO∶Ce)纳米粉体。采用XRD、SEM和荧光光谱测试手段对样品进行分析,讨论了沉淀剂、煅烧温度、Y~(3+)掺杂比例对粉体晶相的影响,分析了Ce~(3+)含量和Y~(3+)含量对样品发光性能的影响。结果表明,以NH_4HCO_3为沉淀剂,在煅烧温度为1300℃下,Ce~(3+)含量为0.01,Y~(3+)含量为0.05时LYSO∶Ce样品发光性能最好,并且样品的发光强度高于Lu_2SiO_5∶Ce样品,粉体粒度分布均匀、纯度高、分散性好,粒径在100nm~200nm范围。     

K~+，Yb~(3+)：BaWO_4晶体光谱性能研究

为提高Yb~(3+)离子在BaWO_4晶体中的掺入量,采用了双掺K~+离子的方法,增大Yb~(3+)离子的分凝系数,使K~+(x(K~+)=0.01),Yb~(3+)(x(Yb~(3+))=0.02):BaWO_4晶体在977 nm处的吸收系数达到α=0.494 cm~(-1).研究了波长为930 nm的LD激光抽运时相应于Yb~(3+)离子~2F_(5/2)→~2F_(7/2)跃迁的960～1 020 nm的荧光光谱,其在1 005 nm处的发射截面σ_(?)=6.286 pm~2,荧光寿命为0.4 ms.实验表明K~+,Yb~(3+):BaWO_4是一种新型近红外激光晶体。     

Magnetism Regulation of (In_(1-x)Fe_x)_2O_3 Semiconductors Prepared by Sol-gel Method

Fe doped In2O3 samples (In1-xFex)2O3 (x=0, 0.05, 0.1, 0.2 and 0.3) on glass substrate were prepared by sol-gel method. The XRD results demonstrate that the solubility of Fe ions in In2O3 matrix is around 20%, above which impurity phase can be observed. The transmittance of the samples with x=0, 0.05, 0.1 and 0.2 are above 80% in the visible region while the transimittance of the glass is 90%. The transmittance curves slightly red-shifts as x increasing. All of the samples except x=0 are ferromagnetic at roo...     

Sr和Nd掺杂对La_（9.33）（SiO_4）_6O_2电解质性能的影响

采用尿素-硝酸盐燃烧法对磷灰石型LSO电解质进行了三价稀土元素Nd和二价碱土元素Sr的La位掺杂,对合成样品进行XRD、SEM分析表征,并测试和分析了样品的电导率.结果表明：Sr、Nd掺杂对LSO的晶体结构、物相和形貌产生的影响很小,而适量的掺杂可有效提高LSO的氧离子传输性能.当掺杂x=0.3时,La9.33Mx（SiO4）6O2＋δ（M=Sr、Nd）具有最高离子电导率,La9.33M0.3（SiO4）6O2＋δ在500℃时的电导率分别为7.248×10-3S.cm-1、1.782×10-2S.cm-1.Nd掺杂不仅可以提高电导率,还可以降低传导活化能,相比于Sr掺杂更有利于LSO在中低温SOFCs中的应用.实验认为,Sr、Nd掺杂的LSO属于间隙氧传导机制,掺杂可以提高间隙氧的数量,间隙氧相比阳离子空位对LSO电导率的影响更大.     

电熔MgO-ZrO2原料显微结构的研究

以轻烧氧化镁和锆英石为原料,采用电熔法制备了MgO-ZrO2合成料,利用扫描电子显微镜和能谱仪对材料的显微结构进行了分析,计算了材料中各物相的化学组成,探讨了其显微结构的形成过程.研究结果表明,在电熔过程中锆英石分解产生的S iO2在晶界的低钙区域中以2MgO.S iO2的形式存在,而在高钙区域将生成MgO.S iO2.CaO玻璃相.基体中的MgO和杂质中的CaO将进入ZrO2晶格中形成（MgO＋CaO）ZrO2固溶体,该固溶体在降温过程中会析出MgO,并在其晶粒周围形成富镁的2MgO.S iO2相.     

Dy在BaTiO_3中的位占据研究

应用冷压陶瓷技术制备Dy分别掺杂在BaTiO3中的Ba位、Ti位和Ba/Ti位的陶瓷.采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(RS)和电子顺磁共振(EPR)测试技术调查了Dy在BaTiO3中的位占据倾向.结果表明:Dy倾向于占据Ba位优于Ti位;无论在Ba位还是Ti位占据的名义配比下,Dy都以少量Dy3+形式不可避免地进入BaTiO3中的另一位.x=0.01时,(Ba1-xDyx)TiO3和(Ba1-xDyx)Ti1-x/4O3陶瓷出现很强的g=1.974的Ba空位缺陷信号.Ba(Ti1-xDyx)O3陶瓷在x=0.01时有第二相Ba12Dy4.67Ti8O35析出并且出现一个较弱的g=2.002的Ti空位缺陷信号.(Ba1-xDyx)(Ti1-xDyx)O3陶瓷的固溶度大于x=0.03,在825 cm-1处有较强的拉曼电荷效应.