Труды КНЦ (Технические науки вып. 1/2024(15))

и силиката гафния (гафнона) рассматривается как перспективный материал для иммобилизации высокоактивных отходов (ВАО) от переработки отработавшего ядерного топлива (ОЯТ), содержащих изотопы редкоземельных и трансплутониевых элементов [ 1 - 2 ]. В настоящей работе рассмотрен новый подход к матричным материалам с использованием в качестве матриц композитов на основе структуры типа гафнона с добавкой оксида циркония (система HfSiO 4 -ZrO 2 ). Информации об этой системе в литературе не найдено. Предполагается, что данная система будет являться аналогом системы ZrSiO 4 -ZrO 2 , поскольку компоненты этих систем (ZrSiO 4 и HfSiO 4 ) изоструктурны, имеют объёмно-центрированную тетрагональную кристаллическую решётку (пр. гр. 141/amd, Z = 4) [3]. Их природные аналоги (циркон (ZrSiO 4 ) и гафнон (HfSiO 4 )) относятся к долгоживущим минералам [4]. Вследствие близости кристаллических структур ZrSiO 4 и HfSiO 4 , по данным [5], образуют непрерывный ряд почти идеальных твёрдых растворов, однако в работе [ 6 ] рентгеновские данные показали некоторое отклонение параметров ячейки твёрдых растворов от закона Вегарда. В наших ранних исследованиях [7-11] было показано, что керамические минералоподобные матрицы на основе систем LaPO 4 -Al 2 O 3 , LaPO 4 -Y 2 O 3 , LaPO 4 -ZrO 2 , а также ZrSiO 4 -ZrO 2 [12, 13] являются перспективным материалом для иммобилизации отдельных изотопов актинид- редкоземельной фракции. Они демонстрировали высокую термическую стойкость, высокие значения микротвёрдости по Виккерсу, низкую теплопроводность и высокую химическую стабильность при выщелачивании в дистиллированной воде. Цель данной работы — золь-гель синтез порошков прекурсоров, получение спеканием керамических композитов ( 1 - x)HfSiO 4 - xZrO 2 и изучение их термического поведения и физико­ химических свойств. Результаты исследований Для получения керамических композитов на основе силиката гафния (HfSiO 4 ) и оксида циркония были синтезированы наноразмерные порошки-прекурсоры ( 1 - x)HfSiO 4 - xZrO 2 , где мольная доля х равна 0,0, 0,2, 0,5, 0,7, 0,8 и 1,0. Синтез компонентов осуществлялся раздельно с помощью оригинальной золь-гель методики с использованием приёма обратного осаждения. Схема синтеза порошков-прекурсоров из оксихлоридов гафния и циркония, ТЭОС ((C 2 f tO ) 4 Si) и этилового спирта (C 2 H 5 OH) приведена на рис. 1. 1. Схема синтеза гидроксида циркония: 2. Схема синтеза гафнона: Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2024. Т. 15, № 1. С. 233-238. Transactions of the Kola Science Centre of RA s . Series: Engineering Sciences. 2024. Vol. 15, No. 1. P. 233-238. Рис. 1. Схема раздельного осаждения компонентов композиций ((1 - x)(H 2 SiO 3 - Hf(OH) 4 ) - xZrO(OH )2 для получения порошков-прекурсоров © Ковальчук Н. А., Осипов А. В., Мезенцева Л. П., 2024 234