[发明专利]一种Gd2Ti2‑xZrxO7烧绿石的自蔓延制备方法

摘要

本发明公开了一种Gd2Ti2‑xZrxO7烧绿石的自蔓延制备方法，其特征是：按一定比例取Ti、TiO2、ZrO2、Gd2O3、CuO粉体作为原料；经干法球磨、混匀、烘干，压制成坯料；将坯料置于自蔓延准等静压装置中，通过点火装置引燃坯料发生反应，在燃烧结束后施加压力，即制得Gd2Ti2‑xZrxO7烧绿石。本发明采用自蔓延高温合成结合快速致密化工艺，仅需数分钟时间，即合成高热稳定性、高化学稳定性、抗辐照性能优良的烧绿石型人造岩石致密固化体；具有合成速度快、生产效率高、反应温度高、能耗低、产物纯度高、工艺简单等优点，适用于高放废物中锕系核素的长期安全固化处理与处置。

主权项

一种Gd2Ti2‑xZrxO7烧绿石的自蔓延制备方法，其特征是包括下列步骤：a、配料：按Ti：TiO2：ZrO2：Gd2O3：CuO = 3：(1‑2x)：2x：2：6的摩尔比取Ti、TiO2、ZrO2、Gd2O3、CuO粉体作为原料；b、磨料：将上述组分原料经干法球磨10～30分钟，混合均匀，过100目筛，得到混合料，放入烘箱中，在80℃温度下烘干30分钟，得烘干的混合料；c、粗坯压制成型：取10～50g烘干的混合料装入Φ20～50mm不锈钢模具中，采用10～50MPa压力将烘干的混合料压制成直径20～50mm的坯料（1）；d、Gd2Ti2‑xZrxO7烧绿石型人造岩石的自蔓延高温合成与致密化：采用自蔓延准等静压装置，该装置的组成包括：由底部、下端与底部连接或连为一体的环形侧壁构成的钢模（4），铜电极（5），与铜电极（5）一端连接的钨丝（3），设置于钢模（4）的环形侧壁内上端的压头（6），以及设置于压头（6）上方的加压用液压机（7）；用石英砂（2）铺满钢模（4）内底部，将坯料（1）置于石英砂（2）上，坯料（1）的一侧面与连接在铜电极（5）一端的钨丝（3）接触，再用石英砂（2）将钢模（4）内填满，用压头（6）封闭钢模（4）；对钨丝（3）通直流电，通电电压为5～30V、电流为30～200A，当达到设定电流50～60A即可引燃钨丝（3），通过燃烧的钨丝（3）加热点燃坯料（1）；在燃烧结束后的5～30s时间内，采用液压机（7）对压头（6）施加50～200MPa压力并保持施压20～100s，将反应后坯料（1）冷却至常温；将冷却后的反应后坯料（1）取出，即为制得的Gd2Ti2‑xZrxO7烧绿石。