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玻璃陶瓷固化是潜在的可以产业化的、较理想的固化处理技术,被称为第三代高放核废料固化处理技术,是高放核废料的处理与处置的发展方向。本文采用简单易行的高温熔融-热处理工艺制备了结构稳定和性能良好的烧绿石相硼硅酸盐玻璃陶瓷固化体,通过DSC、XRD、SEM、SEM-EDXS和密度测试等分析测试技术对样品进行分析,通过PCT浸出实验来研究固化体样品的浸出行为,得到如下主要结论:(1)配方对固化体的影响研究表明:高温熔融-随炉冷却的工艺条件下,锆酸盐或钛酸盐烧绿石玻璃陶瓷固化体需要在较高的温度下才能熔融,而铌酸盐的玻璃陶瓷固化体能在较低温度下熔融并形成烧绿石晶相,当配方的化学组分质量百分比为:22.74%的SiO2、18.38%的Na2O、6.63%的B2O3、8.16%的CaF2、21.75%的Nb2O5、4.72%的TiO2、13.77%的Nd2O3及3.86%的Al2O3时,可以在固化体样品中获得烧绿石(Ca,Na)2(Nb,Ti)2O6F和CaNdNb2O7,含有烧绿石的样品中元素的归一化浸出率与同类玻璃或玻璃陶瓷中元素的归一化浸出率相当,表明固化体样品具有良好的化学稳定性。(2)不同初始温度和降温速率对固化体的影响研究表明:采用高温熔融-迅速降温-缓慢冷却-退火的工艺,即将原料在1300℃的熔融温度下保温1.5 h后迅速转移到具有不同初始温度(1100、1050、1000或900℃)的新熔炉中,然后在不同降温速率(5、7.5、10或15℃·min-1)下降温至退火温度500℃,退火2h后随炉冷却冷却至室温即获得固化体样品。当初始降温温度为1050℃和降温速率为10℃·min-1时,固化体样品中的烧绿石呈现连续性和规则性生长,样品的结晶度最高且化学稳定性最好。(3)不同熔融温度和Nd2O3含量对固化体的影响研究表明:不同熔融温度和Nd2O3含量的固化体样品中的主要晶相是晶相(Ca,Na)(Nb,Ti)2Ndx O6F(x>0)和(Na,Ca)(NbO3),晶相(Ca,Na)(Nb,Ti)2Ndx O6F(x>0)的含量随熔融温度的升高或Nd2O3含量的增加先增加后减少,晶相(Na,Ca)(NbO3)则表现相反的变化,固化体样品的Nd2O3含量为14wt%且熔融温度为1325℃时最有利于单一且均匀分布的烧绿石(Ca,Na)(Nb,Ti)2Nd0.67O6F的形成。