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本文作者：董發(fā)勤1張寶述2盧喜瑞1李偉民1楊玉山1寧明杰2蘇思瑾1作者單位：1西南科技大學2西南科技大學

以ZrO2和SiO2粉體為基體原料，1500℃燒結72h自然冷卻后，即可制備出鋯石基Zr1-xCexSiO4（0.00≤x≤0.10）固化體。當x>0.05時，在Zr1-xCexSiO4（0.00≤x≤0.10）系列樣品中發(fā)現ZrSiO4相與CeO2相的分離。隨著Ce4+添加量的增加，所制備固化體的的晶胞參數及晶胞體積均體現出逐漸增加的趨勢。利用第一性原理對Zr1-xPuxSiO4（0.00≤x≤0.10）系列樣品的密度、晶格總能量及晶胞體積等進行了計算，理論預測其對Pu4+的最大固溶量介于x=0.03~0.04。

以CaCO3、ZrO2和TiO2為原料，在1300℃條件下保溫24h即可制備出Ca1-xZr1-xNd2xTi2O7（0.0≤x≤1.0）系列樣品；在1350℃條件下保溫24h即可制備出CaZr1-xCexTi2O7(0.0≤x≤1.0)系列樣品。

在Ca1-xZr1-xNd2xTi2O7樣品中，隨著Nd3+的含量增加，晶體結構發(fā)生由3T向4M結構轉變。當x=0.7時，出現晶粒形貌明顯不同的兩相組織，小顆粒晶體為Nd2Ti2O7燒綠石，大塊狀晶體為鈣鈦鋯石-4M；當x=0.8時，晶粒的形貌均一，晶粒尺寸大小主要集中在2～3μm。在CaZr1-xCexTi2O7樣品中，Ce4+的添加量增加可以促使晶體結構由2M向4M結構轉變，并最終轉變?yōu)闊G石型結構。鈣鈦鋯石對Nd2O3的固溶度為22%，對CeO2的固溶度為23%。固溶度CeO2為10%和20%的鈣鈦鋯石固化體樣品在40℃和70℃的浸泡實驗表明：70℃浸泡樣品前期（10d）浸出率比40℃時高，而后期的浸出率則小于40℃時的樣品。對比所有樣品的浸出率的數量級均為10-6~10-5之間。

以CaTiO3和SiO2為原料，在1230℃條件下保溫24h即可制備出榍石基模擬核素固化體，其對CeO2的固溶度低于5%，對Nd2O3的固溶度為6%。

以CaTiO3、ZrSiO4和TiO2為原料，在1260℃條件下保溫24h即可制備出鈣鈦鋯石/榍石基組合礦物固化體。所制備的組合礦物固化體主要物相為鈣鈦鋯石和榍石物相，其對Nd3O3的固溶度為19%，對CeO2的固溶度為20%。固溶度為10%和20%的鈣鈦鋯石/榍石基組合礦物固化體在40℃和70℃的浸泡實驗表明：樣品整體浸出率的數量級為10-7~10-5之間。