Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nghiên cứu sơ bộ về tổng hợp pyrochlore ‘nhồi’ Gd2TiO5 thông qua phương pháp muối nóng chảy
Tóm tắt
Các pyrochlore ‘nhồi’ chịu lửa như Gd2TiO5 đang được quan tâm trong các ứng dụng hạt nhân, bao gồm việc sử dụng làm ma trận cho việc xử lý actinide và làm chất hấp thụ neutron trong các thanh kiểm soát. Trong bài báo này, chúng tôi báo cáo kết quả của một nghiên cứu so sánh sơ bộ về tổng hợp Gd2TiO5 bằng phương pháp muối nóng chảy và phương pháp tổng hợp trạng thái rắn thông thường. Chúng tôi chỉ ra rằng quá trình tổng hợp Gd2TiO5 diễn ra từ pha pyrochlore Gd2Ti2O7, thứ được hình thành trước tiên như một sản phẩm động lực học. Tổng hợp bằng muối nóng chảy đã đạt được Gd2TiO5 dạng đơn pha ở 1300 °C trong 2 giờ, thông qua cơ chế tăng trưởng khuôn mẫu, và cho thấy hiệu quả trong việc tổng hợp các vật liệu chịu lửa này. Công trình nghiên cứu này chứng minh tổng hợp pyrochlore ‘nhồi’ thông qua phương pháp muối nóng chảy lần đầu tiên.
Từ khóa
#Gd2TiO5 #pyrochlore #muối nóng chảy #tổng hợp #hạt nhân #thanh kiểm soátTài liệu tham khảo
D. Segal, Chemical synthesis of ceramic materials. J. Mater. Chem. 7(8), 1297–1305 (1997)
A.R. Mason, F.Y. Tocino, M.C. Stennett, N.C. Hyatt, Molten salt synthesis of Ce doped zirconolite for the immobilisation of pyroprocessing wastes and separated plutonium. Ceram. Int. 46(18), 29080–29089 (2020)
S. Zhang, Low temperature synthesis of complex refractory oxide powders from molten salts. J. Pak. Mater. Soc 1, 49 (2007)
M.R. Gilbert, Molten salt synthesis of titanate pyrochlore waste-forms. Ceram. Int. 42(4), 5263–5270 (2016)
Z. Li, W.E. Lee, S. Zhang, Low-temperature synthesis of CaZrO3 powder from molten salts. J. Am. Ceram. Soc. 90(2), 364–368 (2007)
C. Liu, X. Liu, Z. Hou, Q. Jia, B. Cheng, S. Zhang, Low-temperature molten salt synthesis and the characterisation of submicron-sized Al8B4C7 powder. Materials 13(1), 70 (2020)
S. Park et al., Swift-heavy ion irradiation response and annealing behavior of A2TiO5(A = Nd, Gd, and Yb). J. Solid State Chem. 258, 108–116 (2018)
G.C. Lau, B.D. Muegge, T.M. McQueen, E.L. Duncan, R.J. Cava, stuffed rare earth pyrochlore solid solutions. J. Solid State Chem. 179(10), 3126–3135 (2006)
X. Liu et al., Insights into the radiation behavior of Ln2TiO5(Ln = La-Y) from defect energetics. Comput. Mater. Sci. 139, 295–300 (2017)
M.A. Petrova, R.G. Grebenshchikov, Specific features of the phase formation in the titanate systems Ln2TiO5-Ln′2TiO5 (Ln = La, Gd, Tb, Er; Ln′ = Tb, Lu). Glass. Phys. Chem. 34, 603 (2008)
J.L. Waring, S.J. Schneider, Phase equilibrium relationships in the system Gd2O3-TiO2. J. Res. Natl. Bur. Stand. A 69A(3), 255 (1965)
M.L. Hand, M.C. Stennett, N.C. Hyatt, Rapid low temperature synthesis of a titanate pyrochlore by molten salt mediated reaction. J. Eur. Ceram. Soc. 32(12), 3211–3219 (2012)
A.A. Coelho, TOPAS and TOPAS-Academic: an optimization program integrating computer algebra and crystallographic objects written in C++: An. J. Appl. Crystallogr. 51(1), 210–218 (2018)
R.D. Aughterson, G.R. Lumpkin, G.J. Thorogood, Z. Zhang, B. Gault, J.M. Cairney, Crystal chemistry of the orthorhombic Ln 2 TiO 5 compounds with Ln =La, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb and Dy. J. Solid State Chem. 227, 60–67 (2015)
Q. Ji, P. Xue, H. Wu, Z. Pei, X. Zhu, Structural characterizations and dielectric properties of sphere- and rod-like PbTiO3 powders synthesized via molten salt synthesis. Nanoscale Res. Lett. 14(1), 1–12 (2019)
J. Yang, Y. Hou, C. Wang, M. Zhu, H. Yan, Relaxorbehavior of (K0.5Bi0.5)TiO3 ceramics derived from molten salt synthesized single-crystalline nanowires. Appl. Phys. Lett. 91(2), 023118 (2007)
Z. Cai, X. Xing, R. Yu, X. Sun, G. Liu, Morphology-controlled synthesis of lead titanate powders. Inorg. Chem. 46(18), 7423–7427 (2007)
T. Kimura, Molten salt synthesis of ceramic powders, in Advances in Ceramics - Synthesis and Characterization, Processing and Specific Applications (InTech, 2011)
N.C. Hyatt, C.L. Corkhill, M.C. Stennett, R.J. Hand, L.J. Gardner, C.L. Thorpe, The HADES facility for high activity decommissioning engineering & science: part of the UK National Nuclear User Facility, in IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, vol. 818(1) (2020)