富钙钛锆石型人造岩石的自蔓延高温合成与致密化方法

摘要

本发明公开了富钙钛锆石型人造岩石的自蔓延高温合成与致密化方法，其特征是：将四水硝酸钙、氧化钙、二氧化锆、钛粉、二氧化钛、氧化钡、三氧化二铝等原料混合、球磨、过筛，得混合料；将混合料装入模具，压制成坯料；采用自蔓延准等静压装置，将坯料制成致密化富钙钛锆石型人造岩石。采用本发明，制得的富钙钛锆石型人造岩石对于稀土元素和锕系元素等包容量较大，元素包容范围广；本发明采用高温自蔓延合成法，合成速度快、生产周期短、生产效率高、无需外界提供热源、工艺简单，实用性强；本发明制备的富钙钛锆石型人造岩石适用于放射性废料的固化处理。

主权项

富钙钛锆石型人造岩石的自蔓延高温合成与致密化方法，其特征是包括下列步骤：a、配料：按四水硝酸钙15～35％、氧化钙3～15％、二氧化锆5～25％、钛粉5～20％、二氧化钛5～35％、氧化钡1～5％、三氧化二铝3～30％的组分及质量百分比取各组分原料；b、磨料：将上述组分原料混合均匀、并经干法球磨10～30min后，过筛，得混合料、并使混合料的粒径小于20目；c、压制成型：取10～100g混合料装入模具中，采用5～100MPa压力将混合料压制成直径为10～50mm的圆柱形坯料(4)；d、自蔓延高温合成人造岩石：采用自蔓延准等静压装置，该装置的组成包括热电偶(5)，点火钨丝(6)，以及由底部(1)、环形侧壁(2)和上压头(3)构成的钢模具；用石英砂(7)铺满钢模具底部(1)，将坯料(4)置于石英砂上方，在坯料(4)一侧放置点火钨丝(6)，并使两者接触，在坯料(4)另一侧放置热电偶(5)，并使两者接触，再用石英砂(7)将钢模具内填满，用上压头(3)封闭钢模具；随后对点火钨丝(6)通直流电，通电电压为5～30V、电流为30～100A，当温度达到2000～3000K时即引燃坯料(4)，在自蔓延燃烧结束后3～5秒时间内，对上压头(3)施加30～300MPa压力直至坯料(4)冷却至常温；将冷却后坯料(4)取出，即制得致密化富钙钛锆石型人造岩石。