材料科学与工程毕业论文.doc

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1、毕业设计（论文）论文题目：反应条件对sol-gel合成锆英石的影响英文题目：InfluenceoftheReactionConditiononPreparationofZrSiO4bySol-gel学院：化学生物与材料科学学院专业：材料科学与工程学号：07057125学生姓名：罗秋锋指导教师：刘晓东、罗太安二0一一年六月摘要高放废物的安全处置是核能开发的世界性难题，技术难度大，研究周期长，涉及地质、化学、材料等多门学科。而对于高放废物地质处置的第一道人工屏障，高放废物固化体的稳定性对于整个处置库具有重要的

2、影响。本论文采用溶胶-凝胶法合成锆英石，研究了反应条件对溶胶-凝胶法合成锆英石的影响，利用物化分析、XRD、电子探针对样品进行检测。结果表明：锆英石前躯体制备的实验优化条件为加水量30mL、pH为2～3；烧结收缩率均大于20%，显气孔率均大于4%，表观密度均小于5.0g/cm3。产物的化学组成以ZrO2和SiO2等组成为主；凝胶后处理过程中经过氨水洗涤的样品其晶体组成主要以为锆英石（ZrSiO4）和斜锆石（ZrO2）为主，其中含有部分方石英（SiO2），而未经氨水洗涤的样品，其晶体为单一的单斜锆石（ZrO

3、2）。关键字：锆英石、溶胶-凝胶法、反应条件ABSTRACTThesafedispositionofhighlevelradioactivewasteisaglobalproblemforthenucleardevelopment,sincethetechnicalisverydifficult,theresearchcycleislonger，anditreferstodifferentsubjectsincludinggeology,chemistry,materials,andothers.Asth

4、efirstartificialbarrierofdeepgeologicaldisposalofHLW,thestabilityofimmobilizationhasimportantinfluenceondisposalrepository.ThispapersynthesizeszirconbySol-Gel;wedicussSol-Gelreactionconditionshowtoinfluencethepreparationofprecursor;Testingthephysicalandch

5、emicalpropertiesofZirconsamplesanduseXRD,EPMAtoanalysisethedifferentphasecompositionandmineralcompositionofseveralgroupsofzirconsamples.Theexperimentalconditionsforzirconprecursoris:amountofwater30mL,pH2～3.Thephaseofsamplewashedbyammoniaisformofbaddeleyit

6、e(ZrO2)andzircon(ZrSiO4),theotherphase（SiO2）.Anotherwithoutwashingonlyincludesbaddeleyite(ZrO2).ThemaincompositionsoftwosamplesaremainlycomposedwithZrO2andSiO2,andZrO2isthemaincontent..Keywords:Zircon、Sol-Gel、Reactioncondition目录第一章绪论11.1锆英石的结构及性能11.2锆英石的主

7、要应用21.3锆英石的主要合成方法21.3.1固相法21.3.2沉淀法21.3.3水热法31.3.4溶胶—凝胶法31.4溶胶-凝胶法制备陶瓷的基本原理31.5本文研究目的及内容41.5.1本文研究的目的41.5.2本文研究的内容6第二章实验部分72.1仪器及试剂72.2实验过程82.2.1实验流程图82.2.2实验具体操作步骤82.3性能测试92.3.1线收缩率92.3.2体积密度和显气孔率92.4表征方法10第三章结果与讨论113.1不同实验条件对成胶的影响113.1.1加水量113.1.2溶液pH值1

8、13.2物化性能测试结果123.3XRD测试结果133.4电子探针分析13结论15致谢16参考文献17第一章绪论1.1锆英石的结构及性能锆英石（亦称锆石，锆砂）是生产氧化锆、锆化学品、金属锆和从中提取锆的主要工业矿物，其化学式为ZrSiO4，属正方晶系，为中性耐火材料。锆英石作为精密铸造的优良型砂已有长久的应用历史；锆英石或其下游加工产品氧化锆因其熔点高和化学性质稳定，是高级陶瓷和耐火材料的重要材料。锆英石的理论组成为67.2