Fe_(2)O_(3)对含铈钙钛矿玻璃陶瓷物相结构及化学稳定性的影响

本文以典型SiO_(2)-B_(2)O_(3)-CaO-Na_(2)O-TiO_(2)硼硅酸盐玻璃为基础玻璃,采用热处理析晶法制备含铈钙钛矿玻璃陶瓷固化体。通过DSC、XRD、FTIR、SEM-EDS、ICP等测试方法研究了不同Fe_(2)O_(3)含量对该固化体物相结构及化学稳定性的影响。结果表明,随着Fe_(2)O_(3)的掺入,CeO_(2)晶体衍射峰强度逐渐减弱,钙钛矿(CaTiO_(3))晶粒分布的均匀程度呈先升高后降低的趋势,所有元素的归一化浸出率呈先降低后升高的趋势。当Fe_(2)O_(3)含量为6%(质量分数)时,CeO_(2)晶体消失,晶粒的分布最为均匀,所有元素的归一化浸出率最低。28 d后,所有样品中元素的归一化浸出率(g·m^(-2)·d^(-1))均低于10^(-3)数量级,这表明所制备的玻璃陶瓷固化体具有优异的化学稳定性。本研究为采用钙钛矿玻璃陶瓷固化体处理高放核废液提供了理论支撑和实验指导。

水热合成纳米羟基磷灰石粉末及其结构表征

羟基磷灰石 (HA)已广泛用作人体硬组织的修复和替换材料 ,采用CaCO3 和CaHPO4·2H2 O的混合物为前驱物 ,在 2 0 0℃下经 8h的水热处理获得了晶粒完整、粒度在 10 0nm以下的柱状或针状HA晶体。借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜 (SEM)及红外光谱 (FTIR)对HA的晶相组成、形貌、大小及化学组成进行了分析。实验结果表明 :当前驱物钙磷比Ca/P为 1.2时 ,水热产物主要为Ca2 P2 O7,前驱物钙磷比Ca/P为 1.6 7和 2 .0时 ,水热产物只有HA ,并且随Ca/P比的增加 ,进入磷灰石结构的结构CO3 2 -的量增加 ,引起晶格畸变 ,晶粒尺寸降低。这种纳米晶体在形态、结构和组成上与人骨相似 。

纳米羟基磷灰石的水热合成

采用CaCO3 和CaHPO4·2H2 O的混合物为前驱物 ,在蒸压釜内经不同温度和时间的水热处理获得了晶粒完整、粒度在 10 0nm以下的HA粉体。借助X射线衍射 (XRD)、扫描电镜(SEM )及红外光谱 (FTIR)对HA的晶相组成、粒度、形貌及化学组成进行分析。研究结果表明 :随水热温度的提高及时间的延长 ,晶体发育越完整 ,粒度越大 ;当温度为 2 0 0℃ ,反应时间为8h时 ,HA为端面尺寸约 60nm的柱状或针状晶体 ,有少量CO3 2 -进入磷灰石结构。这种纳米羟基磷灰石晶体在形态、结构和组成上与人骨相似 。

用冲击波合成法制备羟基磷灰石粉体

羟基磷灰石 (HA)已广泛用作人体硬组织的修复和替换材料 ,采用冲击波处理CaCO3与CaHPO4·2H2 O的混合物合成了HA粉末 ,并用XRD、SEM和FTIR对制得的粉末进行了表征。研究结果表明 :与传统的高温焙烧法相比 ,用冲击波法合成的HA粉末不仅有类似的晶相结构及成分 ,而且含有少量CO2 -3 离子 ,为类人骨的羟基磷灰石 ;其粒度更细、分布更均匀、内部存在大量的晶格畸变 ,有更高的活性。冲击波处理是合成HA粉末的一种新方法。

负荷失稳的有界性分析及其与电压稳定的关系

准确界定负荷稳定与电压稳定的关系对于完善电力系统电压稳定理论基础有重要意义。利用非线性动力系统稳定理论,定义了负荷稳定,发现负荷失稳的有限性,即在负荷失稳后,负荷等值导纳模值只能在有限的范围内变化。研究了电压稳定问题的本质属性,认为电压稳定性应属于输出变量有界性问题。用戴维南等值定理分析了负荷稳定与电压稳定的关系。结果表明:负荷失稳的有界性决定了电力系统负荷稳定性不能等同于电压稳定性,负荷失稳不是电压失稳的充分条件;电力系统电压稳定性的本质属性决定了电压稳定性不仅与负荷稳定有关,而且与系统各元件和控制装置对电压的支持力度有关。对典型测试系统的仿真,证实了研究结果的正确性。

高放玻璃固化体浸出行为的机器学习预测模型研究

高放玻璃固化体在长时间深地质处置下与地下水接触,导致放射性核素浸出,因此其浸出行为的预测对提升高放核废物固化安全至关重要。本研究采用人工神经网络(ANN)、卷积神经网络(CNN)和时序卷积网络(TCN)三种机器学习模型结合ALTGLASS数据库,对玻璃固化体浸出行为预测模型进行训练和测试。研究结果表明,TCN和ANN模型分别对玻璃固化体中的部分元素表现出较好的预测准确性,而CNN对于玻璃固化体元素浸出行为预测适用性较差。对Cr、Si、Li、B、Al、Mg、Ca元素的浸出行为预测上,TCN模型表现出最高的准确性。K、Na、Fe和Mo元素浸出行为的预测,则是ANN模型预测吻合度最优。根据研究结果,TCN和ANN浸出模型结合能较好地预测玻璃固化体的浸出行为。本研究为高放玻璃固化体服役过程中化学稳定性的预测提供了新的技术方法。

掺铈铁硼磷酸盐玻璃的结构和化学稳定性

用溶解速率法(DR)和产品一致性试验(PCT)对摩尔组成为xCeO2-(100-x)(36Fe2O3-10B2O3-54P2O5)(其中x=5、10、15)系列玻璃(玻璃陶瓷)的化学稳定性进行了测试,并用X射线衍射(XRD)和傅立叶变换红外光谱(FTIR)测试了所制备试样的结构。XRD分析表明,当x=15时,试样中部分铈元素以独居石型磷酸铈晶体的形式存在,试样的化学稳定性也得到一定的提高;FTIR分析表明,玻璃(玻璃陶瓷)中磷元素主要以(P2O7)4-和(PO4)3-基团的形式存在,且硼元素主要以硼氧四面体[BO4]的形式存在,仅含有极少的容易被水化的(PO3)-长链单元,因此具有优良的化学稳定性;随氧化铈含量的增加试样中易被水化的(PO3)-长链单元有向(P2O7)4-和(PO4)3-基团转化的趋势,试样的化学稳定性变好。

Al2O3对独居石玻璃陶瓷固化体的影响

本文研究了Al2O3掺量对独居石玻璃陶瓷固化体结构和化学稳定性的影响。用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)方法表征样品结构,用溶解速率法和全谱直读等离子体发射光谱(ICP-OES)分别测定样品在浸出液中浸泡后的失重速率及各元素的浸出浓度,以研究固化体的化学稳定性。研究结果表明:当Al2O3掺量为4%(摩尔分数)时,在980℃下保温3h得到的独居石玻璃陶瓷固化体具有较高的化学稳定性,浸泡14d时其质量浸出率最低,约为8.1ng/(cm2·min),其中Ce、La元素在浸出液中均未检出;固化体的主晶相为独居石,结构中含有大量稳定的正磷酸基团[PO4]3-和少量的焦磷酸基团[P2O7]4-,不存在偏磷酸基团[PO3]-。

Na_2O/Al_2O_3摩尔比对模拟高放废液硼硅酸盐玻璃固化体结构和性能的影响

研究了Na2O/Al2O3摩尔比(n)对模拟高放废液硼硅酸盐玻璃固化体结构和性能的影响。利用红外光谱分析了不同Na2O/Al2O3摩尔比时硼硅酸盐玻璃固化体的结构变化,并用溶解速率法(DR)和全谱直读等离子发射光谱(ICP-OES)表征了所制备出固化体的化学稳定性。结果表明:在研究组分范围内,当n<1.0时,硼硅酸盐玻璃固化体结构中Al以[AlO4]四面体的形式存在,但[BO3]三角体的量较大;随着Na2O/Al2O3摩尔比的增加(n=1.0),固化体结构中[BO3]三角体向[BO4]四面体转变,Al仍以[AlO4]四面体的形式存在,固化体结构稳定性增加;Na2O/Al2O3摩尔比继续增加(n=1.5或2.0),固化体成分中由于Al含量已很少而使[AlO4]含量过少,对固化体结构网络致密性的影响起主要作用,且此时成分中存在过多的碱金属离子在结构中起断网作用,玻璃固化体网络结构变疏松。在Na2O/Al2O3摩尔比为1.0时,玻璃固化体有相对较佳的结构稳定性和化学稳定性,浸泡56d后的失重速率为10-9 g/(cm2·min)数量级,且浸出液中各浸出离子的平均浓度最低。

利用石棉尾矿制造微晶玻璃装饰板的研究

似石棉尾矿为主要原料，经熔制、成型、热处理和磨光等工序制造的微晶玻璃装饰板，尾矿掺量可高达60％，产品物理化学性能指标优于天然大理石和花岗石。本方法工艺简单，参数合理，生产条件成熟，是石棉尾矿开发利用的一条有效新途径。本文主要探索了它的配方和熔制、成型及热处理制度。

用石棉尾矿研制免烧砖

用石棉尾矿作骨料、粉煤灰作胶结料而研制的免烧砖，性能优良，是石棉尾矿开发利用的一条有效途径。本文介绍了免烧砖制备的过程及工艺参数。

Nd_(2)O_(3)取代CaO对硼硅酸盐玻璃物相、结构和化学稳定性的影响

以典型Na_(2)O-CaO-ZrO_(2)-B_(2)O_(3)-SiO_(2)为基础玻璃组分,通过Nd_(2)O_(3)替换CaO,采用传统的高温熔融冷却法制备了固化体。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)对固化体进行了物相和结构的表征,并通过产品一致性检测法(PCT)和溶解速率法(MCC-1)对化学稳定性进行了分析和评估。结果表明:随着Nd_(2)O_(3)取代量的增加,ZrO_(2)的析晶逐渐减弱,当Nd_(2)O_(3)的含量为5%时,6%的ZrO_(2)能完全溶于玻璃相中。通过Nd_(2)O_(3)替换CaO促进ZrO_(2)在该硼硅酸盐玻璃结构中的溶解,可提高固化体的化学稳定性。浸泡28天后,固化体的LRSi、LRCa、LRZr和LRNd在10^(-4)g/(m^(2)·d)数量级及以下,失重速率在10^(-9)g/(cm^(2)·min)数量级,其主要浸出的元素是Na和Ca。因此,本研究为富含Zr和Nd的高放废液固化提供了理论支撑和实验指导。

材料科学与工程专业实验教学改革探索

在充分认识实验教学重要性的基础上,通过对材料科学与工程专业实验教学体系与实验教学内容的改革与优化,使实验教学更加有利于学生创新思维与实践能力的培养。

冲击波改性的羟基磷灰石陶瓷及其体外溶解性能

分析了经冲击波处理的羟基磷灰石粉末的活性,比较了由经过冲击波处理的羟基磷灰石粉末及未经冲击波处理的羟基磷灰石粉末烧结得到的两种陶瓷在模拟体液中的溶解性能。研究结果表明:利用冲击波技术处理羟基磷灰石,能达到使羟基磷灰石粉末细化与均化的目的,并在粉末内产生晶格畸变,提高烧结活性及强度,由这种粉末制得的陶瓷在模拟体液中溶解较弱,性能更加稳定。

羟基磷灰石的冲击波活化与体外溶解性研究

分析了经冲击波处理的羟基磷灰石粉末的活性 ,比较了由经过冲波处理的羟基磷灰石粉末及未经冲击波处理的羟基磷灰石粉末烧结得到的两种陶瓷在模拟体液中的溶解性能。研究结果表明 :利用冲击波技术处理羟基磷灰石 ,能达到使羟基磷灰石粉末细化与均化的目的 ,并在粉末内产生晶格畸变 ,提高烧结活性及强度 ,由这种粉末制得的陶瓷在模拟体液中溶解较弱 。

电压稳定问题中负荷节点电压幅值变化基本方程式的研究

电压稳定的机理非常复杂,目前还没有一个完全统一的解释。文章从负荷电压与其等值阻抗和吸收功率的关系出发,提出了一种新的电压稳定分析方法。定义了单位阻抗功率的新概念,推导了电压幅值随其等值阻抗和单位阻抗功率变化而变化的基本方程式。基于该方程式,可以清楚明确地解释暂态过程中电压幅值变化的根本原因,从而为电压稳定的机理解释提供了一条有效的途径。以简单系统仿真为例,证明了所提出方法的有效性。

纳米α-Fe/PS复合材料的制备及其热力学性能研究

采用油包水（W／O）的微乳液体系制备了粒度为20～100nm的α—Fe。对纳米Fe进行表面有机改性后分散到苯乙烯（St）单体中，得到分散均匀的Fe／St分散体系，用本体聚合的方法制备了纳米Fe／PS复合材料。利用XRD，TEM，FTIR，SEM及TG-DSC分别研究了所得纳米Fe的性能、复合材料的结构、纳米Fe在PS中的分散情况以及掺杂量对纳米Fe／PS复合材料的热力学行为的影响。研究结果表明；增加纳米α—Fe的掺杂量能提高PS的降懈率．降低降懈温詹．增女执分懈的檎蛮．

冲击波活化羟基磷灰石粉末的烧结动力学研究

对水溶液沉淀法合成的羟基磷灰石(HA)粉末团聚体经冲击波处理后的烧结动力学进行了分析,根据烧结过程中的线收缩率随温度的变化,估算出了烧结的活化能,并与未经冲击波处理的HA粉末比较。研究结果表明:经冲击波处理后,HA粉末的烧结性能得到了改善,未经冲击波处理的HA粉末的烧结活化能为106.5 kJ/mol,而经过冲击波处理后烧结活化能降为63.2 kJ/mol。冲击波处理是一种提高HA粉末烧结特性的有效的方法,这有利于扩大HA陶瓷的应用范围。

羟基磷灰石团聚体的冲击波活化与烧结研究

研究了经冲击波处理的羟基磷灰石粉末团聚体的活性及其烧结性能。X射线衍射(XRD)及扫描电镜 (SEM)分析表明 ,冲击波对羟基磷灰石团聚体粉末具有明显的均化与细化作用 ,并产生了一定程度的晶格畸变 ,可促进羟基磷灰石陶瓷的烧结。粉体中储存的缺陷能在烧结过程中释放 ,使受冲击试样比未受冲击试样达到最大线收缩率时的温度降低 70℃ 。