Получение наноразмерного порошка La2Ti2O7 и керамики на его основе с применением золь-гель синтеза и искрового плазменного спекания

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Применение керамики в качестве матриц для иммобилизации радионуклидов с целью безопасного долговременного их захоронения или полезного использования изучается с акцентом на фазовую устойчивость, структурную целостность, гидролитическую стойкость и др. В настоящей работе исследован комбинированный подход, основанный на цитратном золь-гель синтезе наноразмерного порошка La2Ti2O7 и его последующем искровом плазменном спекании с получением плотной керамики. Методами РФА и РЭМ изучен фазовый состав и структура наноразмерного порошка La2Ti2O7 и образцов керамики на его основе, полученных в интервале температур 900–1300°С. Показано, что условия синтеза порошка обеспечивают формирование наноразмерного зерна кристаллического La2Ti2O7, консолидация которого в условиях искрового плазменного разогрева протекает с изменением фазового состава от монофазы La2Ti2O7 моноклинной структуры до орторомбической с примесью LaTiO3 при температуре ˃1200°С. Выявлено, что изменение структуры керамики сопровождается формированием непористых и бездефектных монолитных образцов. Установлено, что подобное изменение приводит к повышению относительной плотности (81.3–95.7%) и прочности при сжатии (78–566 МПа) образцов керамики. Однако происходит снижение гидролитической стойкости керамики, на что указывает увеличение скорости выщелачивания La3+ от 10–7 до 10–5 г/(см2 сут). Полученные данные полезны для системного исследования материалов, пригодных для технологий иммобилизации радиоактивных отходов в керамику.

Об авторах

O. O. Шичалин

Дальневосточный федеральный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: oleg_shich@mail.ru
Россия, п. Аякс, 10, о. Русский, Владивосток, 690922

E. K. Папынов

Дальневосточный федеральный университет

Email: oleg_shich@mail.ru
Россия, п. Аякс, 10, о. Русский, Владивосток, 690922

A. A. Белов

Дальневосточный федеральный университет

Email: oleg_shich@mail.ru
Россия, п. Аякс, 10, о. Русский, Владивосток, 690922

К. А. Перваков

Дальневосточный федеральный университет

Email: oleg_shich@mail.ru
Россия, п. Аякс, 10, о. Русский, Владивосток, 690922

С. С. Грибанова

Дальневосточный федеральный университет

Email: oleg_shich@mail.ru
Россия, п. Аякс, 10, о. Русский, Владивосток, 690922

С. М. Писарев

Дальневосточный федеральный университет

Email: oleg_shich@mail.ru
Россия, п. Аякс, 10, о. Русский, Владивосток, 690922

А. Н. Федорец

Дальневосточный федеральный университет

Email: oleg_shich@mail.ru
Россия, п. Аякс, 10, о. Русский, Владивосток, 690922

А. В. Погодаев

Дальневосточный федеральный университет

Email: oleg_shich@mail.ru
Россия, п. Аякс, 10, о. Русский, Владивосток, 690922

А. О. Лембиков

Дальневосточный федеральный университет

Email: oleg_shich@mail.ru
Россия, п. Аякс, 10, о. Русский, Владивосток, 690922

Я. Г. Зернов

Дальневосточный федеральный университет

Email: oleg_shich@mail.ru
Россия, п. Аякс, 10, о. Русский, Владивосток, 690922

П. А. Мармаза

Дальневосточный федеральный университет

Email: oleg_shich@mail.ru
Россия, п. Аякс, 10, о. Русский, Владивосток, 690922

О. В. Капустина

Дальневосточный федеральный университет

Email: oleg_shich@mail.ru
Россия, п. Аякс, 10, о. Русский, Владивосток, 690922

Е. А. Гридасова

Дальневосточный федеральный университет

Email: oleg_shich@mail.ru
Россия, п. Аякс, 10, о. Русский, Владивосток, 690922

И. Ю. Буравлев

Дальневосточный федеральный университет

Email: oleg_shich@mail.ru
Россия, п. Аякс, 10, о. Русский, Владивосток, 690922

Список литературы

  1. Orlova A.I., Ojovan M.I. // Materials (Basel). 2019. V. 12. № 16. P. 2638. https://doi.org/10.3390/ma12162638
  2. Wang Z., Zhou G., Jiang D. et al. // J. Adv. Ceram. 2018. V. 7. № 4. P. 289. https://doi.org/10.1007/s40145-018-0287-z
  3. Subramanian M.A., Aravamudan G., Subba Rao G.V. // Prog. Solid State Chem. 1983. V. 15. № 2. P. 55. https://doi.org/10.1016/0079-6786(83)90001-8
  4. Shrivastava O.P., Kumar N., Sharma I.B. // Bull. Mater. Sci. 2004. V. 27. № 2. P. 121. https://doi.org/10.1007/BF02708493
  5. Wang J., Ghosh D.B., Zhang Z. // Materials (Basel). 2023. V. 16. № 14. P. 4985. https://doi.org/10.3390/ma16144985
  6. Papynov E.K., Belov A.A., Shichalin O.O. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2021. V. 66. № 5. P. 645. https://doi.org/10.1134/S0036023621050132
  7. Ewing R.C., Weber W.J., Lian J. // J. Appl. Phys. 2004. V. 95. № 11. P. 5949. https://doi.org/10.1063/1.1707213
  8. Lutique S., Staicu D., Konings R.J.M. et al. // J. Nucl. Mater. 2003. V. 319. P. 59. https://doi.org/10.1016/S0022-3115(03)00134-X
  9. Xue J., Zhang K., He Z. et al. // Materials (Basel). 2019. V. 12. № 7. P. 1163. https://doi.org/10.3390/ma12071163
  10. Patwe S.J., Tyagi A.K. // Ceram. Int. 2006. V. 32. № 5. P. 545. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2005.04.009
  11. Panghal A., Kumar Y., Singh F. et al. // Ceram. Int. 2023. V. 49. № 8. P. 12191. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.12.071
  12. Mandal B.P., Pandey M., Tyagi A.K. // J. Nucl. Mater. 2010. V. 406. № 2. P. 238. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2010.08.042
  13. Liu K., Zhang K., Deng T. et al. // Ceram. Int. 2021. V. 47. № 10. P. 13363. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.01.193
  14. Liu K., Zhang K., Deng T. et al. // Ceram. Int. 2020. V. 46. № 10. P. 16987. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.03.283
  15. Fan L., Shu X., Lu X. et al. // Ceram. Int. 2015. V. 41. № 9. P. 11741. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2015.05.140
  16. Fan L., Shu X., Ding Y. et al. // J. Nucl. Mater. 2015. V. 456. P. 467. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2014.10.025
  17. Danks A.E., Hall S.R., Schnepp Z. // Mater. Horizons. 2016. V. 3. № 2. P. 91. https://doi.org/10.1039/c5mh00260e
  18. Belov A.A., Shichalin O.O., Papynov E.K. et al. // J. Compos. Sci. 2023. V. 7. № 10. P. 421. https://doi.org/10.3390/jcs7100421

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».