Rapid immobilization of simulated radionuclide Nd at low temperatures by flash reaction

Research Progress on the Flash Sintering Mechanism of Oxide Ceramics and Its Application

“…闪烧不仅能在单相体系中发生，很多复相体系 也能发生闪烧， 例如rGO/3YSZ [39] 、 3YSZ/Al2O3 [40] 和 Gd2O3/ZrO2 [41] 等。在氧化锆与氧化钇混合粉体的闪 烧过程中，我们发现氧化钇能发生快速固溶，进入 氧化锆的晶格，形成氧化钇稳定的四方相氧化锆 [27][28] 。在临界电场的作用下，固溶与相变过程可以在 较低的温度下进行，而且反应速率极快，相比传统 的高温处理过程大幅缩短了反应所需时间。 临界电场作用下的低温快速传质实现了金属阳 离子的运动和混合，因此闪烧还可以用来加速通过 固态反应形成新相的过程。 我们对Al2O3和Y2O3混合 粉体进行闪烧，在低温下实现了它们的快速反应， 获得了YAG陶瓷 [42] ；对Gd2O3、Nd2O3和ZrO2混合粉 体进行闪烧，在低温下快速合成了具有烧绿石结构 的(Gd0.2Nd0.8)2Zr2O7陶瓷 [43] 。此外，我们还通过闪烧 技术成功在低温下快速合成了BaTiO3陶瓷 [44] 和固 态 钠 离 子 电 池 中 的 电 解 质 材 料 Na3Zr2(SiO4)2(PO4) [45] 。 这种闪烧合成的方法还可以用于制备高熵陶瓷。 我们首次在室温条件下实现了五种氧化物的快速固 溶 ， 获 得 了 具 有 单 一 岩 盐 结 构 的 Mg0.2Ni0.2Co0.2Cu0.2Zn0.2O 高熵陶瓷 [46] 和 Ca0.2Co0.2Ni0.2Cu0.2Zn0.2O高熵陶瓷 [47] 。利用相同的 原 理 ， 我 们 还 实 现 了 钙 钛 矿 结 构 高 熵 陶 瓷 Sr(Ti0.2Y0.2Zr0.2Sn0.2Hf0.2)O3-x [48] 和 (Bi0.2Na0.2K0.2Ba0.2Ca0.2)TiO3 [49] 的快速合成。此外， 闪烧合成具有低温快速的特点，可以抑制低熔点氧 化物的挥发，拓宽传统功能陶瓷的成分范围，有望 获得性能更加优异的功能陶瓷。…”