Микроструктурный анализ стекла, предназначенного для локализации радиоактивных отходов, методами комбинационного рассеяния света и ИК-Фурье-спектроскопии
Исследованы структурные изменения в молибденовых стеклах с содержанием Cs2O 0.3–0.6 мас.%, предназначенных для локализации радиоактивных отходов. Синтез стекол проведенметодом двойного плавления при 1380 °C с последующим отжигом при 600 °C. Неодим – симулятор актинида. Физические и микроструктурные свойства стекол охарактеризованы с помощью различных спектроскопических методов. Геометрическая плотность стекол 1.96–2.75 г/см3. Рентгеноструктурный анализ показывает аморфные особенности со следами кристаллических зародышей, идентифицированных как фаза повеллита CaMoO4, которые образуются во время охлаждения стекла. ИК-Фурье-анализ выявляет основные химические связи в стеклах: Si-O-Si и O-Si-O в SiO4, B-O-B в BO3 и Al-O-Al в AlO4. Добавление Cs2O увеличивает скорость полимеризации стекла, а затем снижает количество атомов кислорода без мостикового соединения. КР-спектроскопический анализ выявляет полосы поглощения MoO42– в CaMoO4. Окружающая среда Mo изменяется при добавлении Cs2O в стекло, о чем свидетельствуют смещения полос поглощения при 319, 792 и 844 см–1. Полоса поглощения при 700 см–1, приписываемая удлинению SiO4 и AlO4, ослабеваетпри содержании Cs2O 0.4 и 0.6 % и сдвигается до 680–900 см–1 из-за высокого содержания в стекле Мо, однако с ростом содержания Cs2O увеличивается по интенсивности, нарушая щелочные позиции Са и Na. Cs остается растворимым в стекле. Таким образом, небольшое увеличение содержания Cs2O ингибирует фазовое разделение молибдатов Na и Ca. Анализ стекол не показывает особых изменений валентностей лантаноидов, которые находятся в степени окисления +III. Добавление Cs2O в стеклянную сетку такого вида остается проблемой согласованности ее микроструктуры. При этом ~0.6 мас.% Cs2O включено в сетку стекла без сегрегации фаз Cs2O.
