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

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. В интервале температур 1200-1300 °С доля церианита меняется незначительно и составляет 5,1-5,5 мас. %. С ростом температуры до 1400 °С содержание церианита повышается до 6,3-6,5 мас. %. Выводы По результатам проведённых исследований можно сделать следующие выводы. Синтезированы Се-содержащие твёрдые растворы на основе силиката гафния (гафнона) твердофазным методом с применением предварительной МА- смеси оксидов кремния (реактивного и выделенного из шлаков цветной металлургии), оксидов гафния и церия в центробежно-планетарной мельнице АГО-2 в течение 10 мин. Результаты, полученные для композиций с реактивным кремнезёмом и кремнезёмом из шлака, оказались весьма близки. Это указывает на возможность применения последнего для синтеза матриц на основе гафнона для иммобилизации радиоактивных отходов. По данным РФА, показано, диоксид гафния полностью реагирует с кремнезёмом после термообработки МА-смеси в течение 3 ч при 1200 °С и выше. При этом основной фазой является Се-содержащий гафнон (Hf,Ce)SiO 4 , и в заметно меньшем количестве присутствует Hf-содержащий церианит (Ce,Hf)O2. Наибольшая для условий проведённых экспериментов концентрация Се в гафноне соответствует области температур прокаливания 1200-1300 °С (2,3-2,7 ат. %), что согласуется с данными работы [11]. С ростом температуры она падает. Содержание церианита с увеличением температуры отжига от 1200 до 1400 °С имеет тенденцию к росту (от ~5 до ~6,5 мас. %). Список источников 1. Speer J. A., Cooper B. Crystal structure o f synthetic hafnon, HfSiO 4 , comparison with zircon and the actinide orthosilicates // Am. Mineral. 1982. Vol. 67. P. 804-808. 2. Solution properties o f the system ZrSiO 4 -HfSiO 4 : a computational and experimental study / A. Cota [et al.] // J. Physical Chemistry C. 2013. Vol. 117, Iss. 19. P. 10013-10019. 3. Hoskin P. W. O., Schaltegger U. The composition o f zircon and igneous and metamorphic petrogenesis // Rev. Mineral. Geochem. 2003. Vol. 53, Is. 1. P. 27-62. 4. Neves J. M. C., Nunes J. E. L., Sahama T. G. High hafnium members o f the zircon-hafnon series from the granite pegmatites of Zambezia, Mozambique // Contr. Mineral. and Petrol. 1974. Vol. 48. P. 73-80. 5. Kanno Y. Effect o f dopants on the formation o f hafnon via a sol-gel route // J. Mater. Sci. Lett. 1993. Vol. 12. P. 1807-1809. 6 . Hafnium silicate: a new microwave dielectric ceramic with low thermal expansivity / J. Varghese [et al.] // Dalton Trans. 2015. Vol. 44. P. 5146-5152. 7. Manoun B., Downs R. T., Saxena S. K. A high-pressure Raman spectroscopic study o f hafnon, HfSiO 4 // Am. Mineral. 2006. Vol. 91, № . 11-12. P. 1888-1892. 8 . A transient liquid-like phase in the displacement cascades o f zircon, hafnon and thorite / A. Meldrum [et al.] // Nature 1998. Vol. 395. P. 56-58. 9. Radiation effects in zircon, hafnon and thorite: implications for Pu disposal / A. Meldrum [et al.] // Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 1998. Vol. 540. P. 395-400. 10. Radiation effect in zircon / R. C. Ewing [et al.] // Rev. Mineral. Geochem. 2003. P. 387-426. © Кузьменков О. А., Калинкин А. М., 2024 7,0 4,0-1----------1-----------------------------------------1-----------------------------------------г - 1200 1300 1400 Температура прокаливания, °С Рис. 4. Рассчитанные по методу Ритвельда содержания церианита в образцах в зависимости от температуры прокаливания МА-смесей: 1 — SiO 2 реактивный; 2 — SiO 2 из шлака 273