[发明专利]一种含铁的钙钛锆石玻璃陶瓷基材及其制备方法

权利要求书

1.一种含铁的钙钛锆石玻璃陶瓷基材制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1.将CaCO₃、SiO₂、Al₂O₃、TiO₂、ZrO₂、CeO₂、Na₂CO₃·10H₂O和Fe₂O₃基质材料按比例充分混合，所得混合物装入铂金坩埚，在高温炉中熔化得到均匀熔体，再将熔体倒入氧化铝坩埚中，获得初步玻璃；各基质材料的质量百分比范围：CaCO₃为21 wt.%～31 wt.%，SiO₂为22wt.%～35 wt.%，Al₂O₃为5 wt.%～12 wt.%，TiO₂为9 wt.%～18 wt.%，ZrO₂为4 wt.%～15wt.%，CeO₂为2 wt.%～8 wt.%，Na₂CO₃·10H₂O为1 wt.%～8 wt.%，Fe₂O₃为0.5 wt.%～12wt.%；

步骤S1所述在高温炉中熔化得到均匀熔体，包括以下2个步骤：

S11.防熔体飞溅前处理，将装有混合物的铂金坩埚置于高温炉中，升温至1100℃～1300℃，保温1～4小时；

S12.玻璃熔制阶段，S11步骤结束后升温至1450℃～1650℃，保温4～8小时；

S2.将步骤S1所得初步玻璃粉碎，装入铂金坩埚中，在高温炉中熔化得到均匀熔体，之后将熔体倒入模具中获得母玻璃；

步骤S2所述在高温炉中熔化得到均匀熔体，包括以下2个步骤：

S21.初步玻璃粉碎后再次装入铂金坩埚中，高温炉中1100℃～1300℃热处理，保温1～4小时；

S22.在S21步骤结束后升温至1450℃～1650℃，保温4～8小时；

S3.将步骤S2所得母玻璃置入提前预热的马弗炉中保温，然后缓慢降温至常温去应力；马弗炉的温度为700℃～800℃，保温1～3小时；

S4.将经步骤S3去应力热处理后的母玻璃在不同温度下成核晶化，取出冷却，得到钙钛锆石玻璃陶瓷基材；

步骤S4所述在不同温度下成核晶化，包括以下2个步骤：

S41.成核热处理，经去应力热处理的母玻璃置入提前预热至700℃～850℃的马弗炉中，成核热处理1～3小时；

S42.晶化处理，将成核热处理过的母玻璃转移至提前预热至800℃～1000℃的马弗炉中，晶化热处理1～15小时。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤S11和S12中高温炉的升温速率为10℃/min。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，CeO₂原料为模拟高放核素的组分。

4.根据权利要求1至3任一权利要求所述方法制备的高含铁量的钙钛锆石玻璃陶瓷基材。

5.权利要求4所述基材在TRPO高放核废的玻璃陶瓷固化中的应用。