2025-12-01
俄羅斯科學(xué)院維爾納茨基地球化學(xué)與分析化學(xué)研究所晶體化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，聯(lián)合烏拉爾分院南烏拉爾聯(lián)邦礦物學(xué)與地球生態(tài)學(xué)研究中心及西伯利亞分院索博列夫地質(zhì)與礦物學(xué)研究所，共同開展了一項(xiàng)關(guān)于硼硅酸鹽玻璃結(jié)晶過程的研究。硼硅酸鹽玻璃作為長期隔離放射性廢物的關(guān)鍵材料，其結(jié)晶行為直接影響著放射性核素的固定能力。
研究團(tuán)隊(duì)合成了不同銫鈉含量的玻璃樣品，并采用多種先進(jìn)技術(shù)手段，包括X射線衍射、電子顯微鏡、拉曼光譜和熱分析等，對樣品在不同條件下的熱處理過程進(jìn)行了詳細(xì)研究。通過二次熔融并緩慢冷卻至600°C，研究團(tuán)隊(duì)在玻璃結(jié)晶過程中鑒定出多種有序的銫化合物，其中包括一種具有白榴石化學(xué)計(jì)量比的立方硼硅酸銫化合物CsBSi?O?(銫硼硅石)，以及一種此前未知的硼硅酸銫化合物正交晶系Cs?B?Si?O??。這些發(fā)現(xiàn)不僅豐富了硼硅酸鹽玻璃結(jié)晶領(lǐng)域的科學(xué)知識(shí)，也為開發(fā)新型玻璃陶瓷材料提供了理論基礎(chǔ)。
研究還揭示了熔體冷卻速率對結(jié)晶機(jī)制的重要影響，指出不同的冷卻速率會(huì)產(chǎn)生成分和形狀各異的晶體。這一發(fā)現(xiàn)為控制熔體分餾過程、制備具有特定性能的玻璃陶瓷材料提供了可能。俄羅斯科學(xué)院維爾納茨基地球化學(xué)與分析化學(xué)研究所晶體化學(xué)實(shí)驗(yàn)室主任奧爾加·科羅列娃表示：“結(jié)晶不僅會(huì)破壞玻璃的完整性，還可以作為制造堅(jiān)固耐用材料的工具。”這項(xiàng)研究為開發(fā)能夠可靠保留放射性核素的玻璃陶瓷材料開辟了新途徑，有助于預(yù)測現(xiàn)有玻璃基質(zhì)可能發(fā)生的變化。
來源：中國核技術(shù)網(wǎng)
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