[發明專利]一種適用于錒系核素和裂變產物90Sr同時晶格固化的新型固化介質材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201210358595.9
• 申請日: 2012-09-24
• 公開（公告）號: CN103664165A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 江闊;謝華;劉松柏;王烈林;阮爽;王成龍;王開元
• 申請（專利權）人: 西南科技大學
• 主分類號: C04B35/48
• 分類號: C04B35/48;C04B35/622;G21F9/16
• 代理公司: 北京金恒聯合知識產權代理事務所 11324
• 代理人: 李強

1.一種適用于錒系核素和裂變產物⁹⁰Sr同時晶格固化的固化介質材料，其特征在于：所述材料是由燒綠石結構稀土鋯酸鹽和鈣鈦礦結構鋯酸鍶兩相組成，即：0.5(1-x)Ln₂Zr₂O₇-xSrZrO₃，其中Ln=La、Nd、Eu、Gd；0.2≤x≤0.8。

2.根據權利要求1所述的固化介質材料，其特征在于：所述固化介質材料的密度為理論密度的95%～98%。

3.一種用于制備如權利要求1所述固化介質材料的方法，其特征在于包括：

A）以純度99.99%的Ln(NO₃)₃·6H₂O(Ln=La、Nd、Eu、Gd)、Zr(NO₃)₄·3H₂O及Sr(NO₃)₂為原料，以去離子水為溶劑，按摩爾比LnO_1.5:SrO:ZrO₂=(1-x):x:1，配成金屬離子總濃度為0.1摩爾/升透明水溶液，其中0.2≤x≤0.8；

B）外加添加劑檸檬酸，其添加量為溶液體積的50-80克/升，

外加質量濃度為65%-68%的濃硝酸，其添加量為溶液體積的50-100毫升/升，

外加添加劑聚乙二醇，其分子量為20000，添加量為溶液體積的30-50克/升，在室溫條件下磁力攪拌至澄清透明的溶膠；

C）采用壓力為0.3MPa的空氣將所述溶膠霧化到500℃的被加熱的剛玉坩堝中快速去除水分后，再將溫度升至1200℃煅燒6小時，得到煅燒產物。

4.如權利要求3所述的方法，其特征在于進一步包括：

D）對所述步驟C）獲得的煅燒產物進行模壓成型，獲得壓坯；

E）對所述壓坯進行燒結，從而獲得所述固化介質材料的體材。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于所述步驟D）包括

在500MPa壓力下，以升溫速率2℃/分鐘，把所述煅燒產物從室溫升至1500℃溫度，

于1500℃保溫24小時，

以降溫速率2℃/分鐘從1500℃降至800℃溫度，后隨爐冷卻至室溫。

6.如權利要求3所述的方法，其特征在于所述煅燒產物為如下式之一所述的材料：

0.5(1-x)La₂Zr₂O₇-xSrZrO₃，其中0.2≤x≤0.8，

0.5(1-x)Nd₂Zr₂O₇-xSrZrO₃，其中0.2≤x≤0.8，

0.5(1-x)Gd₂Zr₂O₇-xSrZrO₃，其中0.2≤x≤0.8，

0.5(1-x)Eu₂Zr₂O₇-xSrZrO₃，其中0.2≤x≤0.8。