发布时间：2022-07-13

文章标题：本课题组在高熵陶瓷研究领域取得进展

内容：

随着人们对清洁能源需求的日益增加，核能作为一种可再生的清洁能源得到了大力的发展。然而安全地处置由核能产生的高放射性废物（特别是锕系元素，被称为核废物中最危险和寿命最长的成分）严重的制约了核能的可持续发展。受地球化学的启发，将核能工业产生的乏燃料特别是高放射性废物固化封装，回填埋于地下，可以防止高放射性废物向生物圈迁移是目前最可行、最稳妥的方法。高放射性废物的固化体一般包括水泥基复合材料、硼酸盐/磷酸盐玻璃、陶瓷和人造岩石等材料。而陶瓷固化体特别是A₂B₂O₇型陶瓷因其自身优异的辐照耐受性、高的相稳定性、低的浸出率、对锕系元素有效地固化等优点，近年来受到广泛的关注。本课题组采用常规固相法合成了具有焦绿石型结构的高熵(La_0.2Ce_0.2Nd_0.2Sm_0.2Gd_0.2)₂Zr₂O₇。该高熵烧绿石陶瓷具有较好的抗辐照损伤容限，在4.5×10¹⁵ ions·cm^-2的注入量下，能量为9.0 MeV的Au³⁺辐照后保持结晶。此外，经过重离子辐照后样品力学性能得到显著的提升。

该成果以《高熵焦绿石结构和力学性能对重离子辐照的响应》（Response of structure and mechanical properties of high entropy pyrochlore to heavy ion irradiation）为题在线发表于陶瓷领域顶级期刊《欧洲陶瓷学会杂志》（Journal of the European Ceramic Society，IF 6.364）上。材料科学与工程学院博士生徐亮为论文第一作者，王红洁教授为通讯作者，西安交通大学金属材料强度国家重点实验室为通讯单位。该研究得到了国家自然科学基金（52072294）的支持。近年来，西安交通大学王红洁课题组在高熵陶瓷领域取得一系列进展，相关研究已在Journal of the European Ceramic Society、Journal of the American Ceramic Society、Journal of Materials Science & Technology等国际知名期刊上发表论文近6篇。