Ce^(4+)替代Pu^(4+)在Gd_2Zr_2O_7烧绿石基材中的模拟固化探索

为了探索模拟Pu^(4+)在Gd_2Zr_2O_7中实现快速固化的可能性,用CeO_2替代PuO_2,以CeO_2,ZrO_2和Gd_2O_3混合粉体为原料进行了高温高压合成实验,借助XRD衍射图谱、EDS谱和Raman谱研究了材料的微观结构。结果表明:在5.2 GPa的高压和1 873 K的高温条件下,保温保压30 min,成功制备出具有立方烧绿石结构的Gd_2Zr_(2-x)Ce_xO_7化合物。对该合成样品进行SEM电镜扫描观察,形成的晶粒小于30μm。该法可为开展α废物(特别是钚)的固化研究提供参考。

富钙钛锆石型人造岩石固化模拟锕系废物研究(Ⅰ)

１引言高放废物（ＨＬＷ）固化后深地质处置已广为接受，但地质处置库的技术要求苛刻，选址困难，建造和运行费用昂贵。近年来，各有关国家积极开展高放废物分离研究，即将其中的释热核素（９０Ｓｒ，１３７Ｃｓ）和长寿命、高生物毒性的锕系核素（Ｕ，Ｎｐ，Ｐｕ，Ａｍ，...

高包容模拟放射性核素Sr固化技术研究

以氧化铁、钛粉、氧化钙、二氧化钛为原料,利用溶胶-凝胶反应制备了人造钙钛矿岩石。以人造岩石为基底,利用固相反应固化模拟放射性核素Sr。借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等方法分析固化体形貌与结构。结果分析表明:当Fe2O3∶Ti∶CaO∶TiO2=2∶3∶4∶1(物质的量之比),掺入SrO含量为10%时,可以获得较好的钙钛矿物相。

模拟高放玻璃固化体P19-5的浸出行为

用静态浸出试验研究了模拟高放玻璃固化体P19-5在不同温度下的浸出行为,选用Ce作为Pu的模拟元素。通过测试分析各元素的归一化质量损失和玻璃表面层形貌、成分随浸泡时间的变化,讨论了玻璃固化体的浸出机制和Ce在玻璃表面层中的保留机制。研究发现：在25,40,70℃条件下玻璃固化体的浸出率相差不大,比90℃下的浸出率约小1个数量级;Gd和Ce的浸出率比其它主要成分（Si,B,Li等）低2-3个数量级;浸泡过程中,Gd和Ce绝大部分都继续保留在表面层中,其主要保留机制为原位重构。

复合材料层合板固化过程的数值模拟

在文［１］中作者采用了有限元和有限差分相结合的交替迭代法及Ｅｕｌｅｒ－Ｃａｕｃｈ解偶算法分析了复合材料层合板固化全过程中板内温度场和固化度场。在此基础上，本文进一步根据层合板在固化过程中不同阶段材料物性变化及损伤破坏特征，提出了两种不同破坏准则和后破坏模型，并采用非线性瞬态热弹性问题的Ｈａｍｉｌｔｏｎ半解析法，研究了层合板在固化全过程中的损伤破坏和热应力、变形的变化规律。通过数值模拟和分析，发现层合板在固化过程中，板内热应力出现多峰值和变号特征，这将是导致层合板早期破坏的原因，本文工作将对材料工艺工作者选择固化工艺参数具有参考价值。

模拟高放玻璃固化体的析晶行为

在高放废物玻璃熔制过程中,高放废物罐中心区域玻璃长时间处于高温状态,发生析晶现象。析晶增加了高放玻璃固化体的相界面,改变了其物理性质和化学性质。为了避免析晶的发生,必须研究高放玻璃固化体的析晶行为。本工作采用恒温热处理方式,研究模拟高放玻璃固化体的析晶行为。将模拟高放玻璃粉末分别在500、600、700、800、900℃下进行了0.5-96 h的热处理。采用 X射线衍射法（XRD）检测热处理后样品的结晶度和晶相。XRD测试结果表明：模拟高放玻璃固化体的最大结晶度析晶温度在700℃左右；热处理后产生了三类晶相辉石、斜长石和方铈矿,辉石出现在600-900℃,为主要晶相,方铈矿出现在700-900℃,斜长石只出现在700℃。

韧性双马来酰亚胺树脂复合材料的固化性能及数值模拟

韧性双马来酰亚胺(BMI)树脂以其优异的耐高温、抗冲击性能已在航空复合材料领域广泛应用。采用非等温差示扫描量热法(DSC)研究了韧性BMI树脂的固化性能;通过有限元分析方法对该树脂体系的碳纤维复合材料进行了数值模拟。根据唯象模型方程拟合得到树脂的固化反应动力学参数,借助升温速率外推法确定了复合材料的固化特征温度参数;基于固化性能数据模拟了BMI树脂碳纤维复合材料V型结构的固化质量。固化模拟显示复合材料结构件的固化度为100%,表明复合材料已完全固化,说明BMI树脂的固化数据能较好反映复合材料的实际固化历程,快速验证了试验数据的有效性,为优化固化工艺参数提供数据参考。

地下水穿透情形下玻璃固化体的蚀变研究

玻璃固化体在高放废物处置库中的长期处置行为,是处置库安全评价的关键环节之一。本研究模拟极端情形下,地下水穿透包装容器与固化体接触后,固化体中元素的浸出和蚀变行为。结果表明,地下水与固化体接触后,各元素的浸出浓度迅速增大,在200 d后逐渐下降并趋于稳定;温度对固化体中不同元素浸出速率的影响不同,B和Si的浸出速率随温度的增加而增大,U和Re的浸出速率随温度的降低而增大;固化体蚀变程度随温度的升高而加重,但其蚀变层的形成会阻滞元素在其中的扩散,客观上降低了固化体蚀变速率;富Si处置环境有利于抑制固化体中元素的浸出。

一种灌封结构用环氧树脂的固化行为表征和模拟

以中高温固化的E39D环氧树脂为研究对象,基于顺序耦合热传导-固化和应力位移模块的数值仿真方法,选择合适的实验方法测试环氧树脂的固化性能,引入相关假设,推导与热传导-固化和应力位移模块相关的树脂固化性能参数和模型;然后,建立典型E39D树脂灌封结构的数值模型,模拟结构内部观测点在固化过程中的温度和应力演变,并基于FBG监测技术,与实验测试所得的观察点温度和应变进行对比;结果显示两者温度误差最大值为8.2%,应变的最大误差为17.3%,验证了固化性能参数测试方法和引入假设的合理性。

含An^((3+),(4+))放射性废物的矿物固化研究

固化体的性质会直接影响到高放射性废物最终处置的安全性,因此,放射性废物固化体的安全稳定性问题也就显得尤为重要。由于锆英石具有将锕系核素作为晶体的组成部分固定在晶格中的性质。

模具对复合材料层合板固化成型影响的数值分析

针对复合材料层合结构与模具在固化工艺中的相互作用进行研究以提高制备精度。考虑摩擦力和粘结力在模具和制件接触界面间的共同作用,改进一种复合材料层合结构固化应变及应力情况的数值计算模型并与已有实验结果进行比较。引入弹簧单元建立固化工艺有限元模型,并对解析模型进行验证。最后通过解析模型对固化变形的影响因素进行探究。结果表明:所建立的解析预报模型具有较高的计算精度及一定的实用性;考虑模具作用的有限元模型可以更好地对层合板的变形趋势进行预报和分析。通过解析模型探究发现层合板长度、模具材料和表面情况均会对固化过程中的层间滑移产生影响,对工艺条件制定具有更好的指导意义。