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

параметров [23]. Параметры решёток и массовое содержание соединений рассчитывали с помощью программного обеспечения Rigaku SmatLab Studio II. Удельную поверхность определяли методом низкотемпературной адсорбции азота с помощью анализатора Flow-Sorb II 2300 (Micromeritics). Результаты и обсуждение Рентгенограммы механоактивированных смесей после прокаливания представлены на рис. 1. Из приведённых данных видно, что рефлексы диоксида гафния полностью исчезают после термообработки при 1200 °С и выше, при этом основной фазой является гафнон. Также следует отметить, что во всех рентгенограммах присутствуют пики, соответствующие церианиту CeO 2 (куб.). Иммобилизация радиоактивного оксида плутония, а в данном случае оксида церия, происходит за счёт вхождения церия в кристаллическую решётку силиката гафния. Согласно полученным данным РФА, при прокаливании смесей образуются Се-содержащие смеси на основе гафнона и Hf-содержащие твёрдые растворы на основе CeO 2 (церианита). На рис. 2 представлены основные пики гафнона (200) и церианита (111) в рентгенограммах прокаленных образцов. По отношению к пику (200) HfSiO 4 (PDF № 04-010-0519) соответствующие рефлексы для синтезированных образцов находятся в области меньших углов 2Ѳ, то есть размер элементарной ячейки гафнона в образцах больше по сравнению со справочными значениями для 1 0 0 % HfSiO 4 . Поскольку радиус Hf*+ (0,78 А) меньше радиуса Ce4+ (0,97 А), то это указывает на образование твёрдых растворов (Hf,Ce)SiO 4 . В случае церианита ситуация обратная — пики (111) находятся по правую сторону от такого же пика 100 % CeO 2 (PDF № 00-067­ 0123). Это позволяет сделать вывод об изоморфном замещении церия гафнием в церианите. Отчётливо видно, что при увеличении температуры прокаливания наблюдается смещение пиков ( 2 0 0 ) и ( 1 1 1 ) в сторону увеличения угла 2Ѳ, что свидетельствует об уменьшении параметров решётки гафнона и церианита, то есть происходит снижение концентрации Се в гафноне и обогащение церианита гафнием. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2024. Т. 15, № 1. С. 269-275. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2024. Vol. 15, No. 1. P. 269-275. 2Ѳ, град. 2Ѳ. град, Рис. 1. Рентгенограммы механоактивированных смесей SiO 2 + HfO 2 + CeO 2 после термической обработки в течение 3 ч при различных температурах: а — SiO 2 реактивный; б — SiO 2 из шлака. Обозначения твёрдых фаз: v — HfSiO 4 тетраг. (PDF № 04-010-0519); c — CeO 2 куб. (PDF № 00-067-0123); x — HfO 2 монокл. (PDF № 00-043-1017) На основе вычисленных по методу Ритвельда параметров решёток гафнона и церианита по закону Вегарда было рассчитано содержание церия в гафноне и гафния в церианите (рис. 3). В образцах, прокалённых при 1200 и 1300 °С, концентрация Се в гафноне практически постоянна для двух композиций и находится в диапазоне 2,3-2,7 ат. %. При повышении температуры отжига до 1400 °С содержание Се в гафноне падает до 1,0-1,3 ат. %. Для церианита наблюдается монотонный рост концентрации H f от 1 до 7-8 ат. % с повышением температуры от 1200 до 1400 °С (см. рис. 3). © Кузьменков О. А., Калинкин А. М., 2024 271