ln2xti2xo7x2(ln=er,lux=00.667)燒綠石的離子束輻照效應研究

1、分類號：分類號：O571.33密級：密級：公開公開研究生學位論文論文題目（中文）論文題目（中文）Ln2xTi2xO7x2(Ln=ErLux=00.667)燒綠石燒綠石的離子束輻照效應研究的離子束輻照效應研究論文題目（外文）論文題目（外文）IonirradiationeffectsofLn2xTi2xO7x2(Ln=ErLux=00.667)pyrochles研究生姓名研究生姓名楊冬燕楊冬燕學科、專業(yè)學科、專業(yè)物理學物理學粒子物理與原子核

2、物理粒子物理與原子核物理研究方向研究方向材料輻照效應材料輻照效應學位級別學位級別博士導師姓名、職稱導師姓名、職稱李玉紅李玉紅教授、王志光教授、王志光研究員研究員論文工作論文工作起止年月起止年月2014年9月至月至2017年5月論文提交日期論文提交日期2017年6月論文答辯日期論文答辯日期2017年6月學位授予日期學位授予日期校址：甘肅校址：甘肅省蘭州省蘭州市ILn2xTi2xO7x2(Ln=ErLux=00.667)燒綠石的燒綠石的離子

3、束輻照效應離子束輻照效應研究研究摘要具有螢石衍生結構的A2B2O7燒綠石因其優(yōu)異的物理化學穩(wěn)定性和抗輻照性能而被看作是新一代高放射性核廢料的候選固化基材，在核能領域具有重要的應用前景，因此，它們在輻照環(huán)境下的結構行為以及耐輻照性能是當前研究的熱點課題。從Ln2O3TiO2（Ln為稀土元素）二元相圖中可以發(fā)現，對于鈦酸鹽來說燒綠石相可存在于較大的化學組分范圍內，對應的化合物具有非化學計量比，化學式為Ln2xTi2xO7x2，x為組分參數。

4、本論文首次系統(tǒng)性地研究了非化學計量鈦酸鹽燒綠石Ln2xTi2xO7x2(Ln=ErLux=00.667)的制備、微觀結構和離子束輻照效應，主要涉及兩個方面的問題：（1）非化學計量對鈦酸鹽燒綠石的微觀結構與耐輻照性能的影響；（2）在不同能量、質量的離子束輻照下，Lu2Ti2O7燒綠石的離子束“頻譜”效應。通過高溫固相反應法制備了多晶Ln2xTi2xO7x2(Ln=ErLux=00.667)燒綠石樣品，利用X射線衍射技術和激光拉曼散射光譜對

5、材料的微觀結構進行了表征，結果表明所制備的非化學計量的Ln2xTi2xO7x2樣品物相單一，為燒綠石結構或無序螢石結構，晶格常數與結構無序度都隨著x增大而逐漸增大。當x=0.667時，即Ln2TiO5，樣品呈現出完全無序的缺陷螢石結構，此時Ln與Ti原子在陽離子晶格位置上是隨機占位，平均每個陽離子格點上Ln與Ti原子的占位比例為2:1，同時，陰離子亞晶格上產生更多的氧空位，氧空位也隨機排布。另外，在高溫固相反應法中，非化學計量Er2xT

6、i2xO7x2燒綠石的合成過程分為兩步，在較低溫度下Er2O3與TiO2先以1:2的摩爾比發(fā)生反應生成Er2Ti2O7作為前驅，隨著燒結溫度升高，剩余的Er2O3與Er2Ti2O7繼續(xù)發(fā)生反應生成Er2xTi2xO7x2固溶體。采用掠入射X射線衍射技術對輻照后樣品的結構進行了表征。在400keVNe2離子束輻照下，Er2xTi2xO7x2燒綠石發(fā)生從有序燒綠石結構到無序螢石結構的轉變（有序無序相變）、晶格腫脹和非晶化，且其輻照行為與化學