掺铝钙钛锆石基玻璃陶瓷的结构和抗浸出性能

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采用熔融–热处理工艺制备钙钛锆石–钡硼硅酸盐玻璃陶瓷固化体,研究了不同Al2O3含量对玻璃陶瓷中玻璃网络体、晶相和显微结构的影响,用产品一致性测试法(PCT法)对玻璃陶瓷固化体的抗浸出性能进行评价。结果表明:随着Al2O3含量的增加,更多的Al3+和自由氧形成[AlO4],使[BO4]相对减少,[BO3]增多。在不含Al2O3的样品中,只有钙钛锆石和榍石晶相。当掺入2%(质量分数)Al2O3时,开始出现钛酸钙晶相,其含量随着Al2O3含量的增加而增加。当Al2O3含量达到6%时,榍石晶相基本消失,只有条状钙钛锆石和方形钛酸钙晶体。产品一致性测试结果表明:掺入Al2O3对玻璃陶瓷固化体抗浸出性能影响不明显,玻璃陶瓷中B、Ca、Nd元素的归一化浸出率(LRB、LRCa、LRNd)在28 d后基本保持不变,其中,LRB、LRCa与硼硅酸盐玻璃固化体处于同一数量级[约为10–3 g/(m2·d)],LRNd[约为10–6 g/(m2·d)]比硼硅酸盐玻璃固化体低1个数量级。
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