[发明专利]一种适用于锕系核素和裂变产物90Sr同时晶格固化的新型固化介质材料及其制备方法

权利要求书

1.一种适用于锕系核素和裂变产物⁹⁰Sr同时晶格固化的固化介质材料，其特征在于：所述材料是由烧绿石结构稀土锆酸盐和钙钛矿结构锆酸锶两相组成，即：0.5(1-x)Ln₂Zr₂O₇-xSrZrO₃，其中Ln=La、Nd、Eu、Gd；0.2≤x≤0.8。

2.根据权利要求1所述的固化介质材料，其特征在于：所述固化介质材料的密度为理论密度的95%～98%。

3.一种用于制备如权利要求1所述固化介质材料的方法，其特征在于包括：

A）以纯度99.99%的Ln(NO₃)₃·6H₂O(Ln=La、Nd、Eu、Gd)、Zr(NO₃)₄·3H₂O及Sr(NO₃)₂为原料，以去离子水为溶剂，按摩尔比LnO_1.5:SrO:ZrO₂=(1-x):x:1，配成金属离子总浓度为0.1摩尔/升透明水溶液，其中0.2≤x≤0.8；

B）外加添加剂柠檬酸，其添加量为溶液体积的50-80克/升，

外加质量浓度为65%-68%的浓硝酸，其添加量为溶液体积的50-100毫升/升，

外加添加剂聚乙二醇，其分子量为20000，添加量为溶液体积的30-50克/升，在室温条件下磁力搅拌至澄清透明的溶胶；

C）采用压力为0.3MPa的空气将所述溶胶雾化到500℃的被加热的刚玉坩埚中快速去除水分后，再将温度升至1200℃煅烧6小时，得到煅烧产物。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于进一步包括：

D）对所述步骤C）获得的煅烧产物进行模压成型，获得压坯；

E）对所述压坯进行烧结，从而获得所述固化介质材料的体材。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述步骤D）包括

在500MPa压力下，以升温速率2℃/分钟，把所述煅烧产物从室温升至1500℃温度，

于1500℃保温24小时，

以降温速率2℃/分钟从1500℃降至800℃温度，后随炉冷却至室温。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于所述煅烧产物为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。