张铭
- 作品数：7 被引量：16H指数：2
- 供职机构：中国工程物理研究院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：天文地球理学核科学技术环境科学与工程更多>>
- 二氧化硅新物相-斜硅石的研究现状综述被引量：7
- 2017年
- 斜硅石(moganite)是1999年才在国际上被正式承认为二氧化硅的新矿物种类,科学家们对其的研究还不深入。本文综述了斜硅石的晶体结构、高温热力学行为、物理化学性质以及理论计算的研究现状。同时,结合当前研究进展,讨论了斜硅石研究中亟待解决的关键科学问题,并且阐述了斜硅石研究的重大科学意义。斜硅石广泛存在于石英共生矿物中,目前纯相斜硅石还没有被发现。斜硅石有较高的含水量(约2%~4%),主要以自由水和羟基的形式存在,特别地,羟基以缺陷的形式存在于斜硅石晶格中。在高温热行为方面,斜硅石在570 K发生I2/a—Imab的可逆结构相变,类似石英中由软模驱动的α-β位移型相变,然而,由于目前缺少直接的实验证据支撑,其相变机理仍悬而未决,对于斜硅石在二氧化硅相图中的位置仍不明确。地质学上,斜硅石被认为是矿物在蒸发环境下结晶的证据,在成岩过程中具有十分重要的作用。尽管斜硅石在众多二氧化硅矿物中均被发现,但对于斜硅石在其结构演化中的关键作用仍不清楚,认识斜硅石在这些地质过程中的科学价值,需要了解其高温、高压特性和稳定性,而该方面的研究有待深入开展。
- 朱天飞辛利鹏方爱平李伟王祥见娄晓杰张铭
- 关键词：二氧化硅结构相变地质作用
- 榍石的冲击高压行为与辐照损伤效应对比研究
- 2019年
- 高压和辐照这两种极端条件会造成晶体材料的晶体结构发生改变或损伤。以榍石(CaTiSiO_5)为研究对象,利用冲击高压和样品回收技术,探索冲击高压作用后结构的变化规律,并与辐照造成的损伤榍石作对比研究,认识冲击高压与辐照造成榍石结构损伤的异同。研究表明:冲击高压作用下,晶态的榍石出现结构损伤和非晶化,出现类似于榍石的辐照损伤现象,但具体过程和受损的晶体结构有明显不同。具体表现为:X射线衍射、红外和拉曼光谱的特征峰强度减弱,谱线变宽,细节丢失;冲击高压导致晶态榍石拉曼光谱的Ti–O伸缩振动主峰出现红移,与辐照损伤蜕晶化过程出现的蓝移相反。此外,晶胞参数a、b、c和晶胞体积V减小,与辐照损伤过程相反。
- 刘孙利白彬贺红亮褚健孙亚平王绪王洪龙张铭
- 关键词：榍石辐照损伤非晶化
- 放射性核素固化材料榍石的研究进展被引量：1
- 2019年
- 高放废物的安全处置是核工业发展的关键性问题之一。榍石(CaTiSiO_5)因其优良的化学稳定性和核素包容能力,被用作放射性核素固化的备选材料。在长期的地质处置过程中,榍石固化体中的放射性核素发生衰变,导致其晶格损伤,其中又以α衰变最为显著。为评估榍石固化体在放射性核素衰变过程中的物理化学性质变化和长期稳定性,研究榍石的辐照损伤机理尤为重要。本文综述了榍石的晶体结构中放射性核素的可能存在位置、高温高压和辐照损伤引起榍石的结构相变、榍石的红外和拉曼光谱、核素固化体榍石的合成方法、固化体辐照损伤效应和机理、非晶态榍石的高温再结晶、氢在辐照损伤固化体榍石中的行为以及水或者溶液与固化体的反应等,并针对辐照损伤榍石在原子尺度上非晶态的结构问题、存在长期争论的辐照损伤非晶态和快速冷却熔融相的"玻璃态"之间的结构异同、榍石中锕系核素的氧化态、高温退火无法使辐照损伤榍石晶体结构完全恢复、低温水热反应能否使辐照损伤榍石再结晶等基础科学上的争议等进行了讨论和评述。
- 刘孙利白彬张铭孙亚平褚健王绪王洪龙
- 关键词：榍石辐照损伤非晶态
- 褐帘石的谱学特征被引量：5
- 2019年
- 本文研究了6个来自不同产状、不同地区的含褐帘石样品,包括4个伟晶岩(M1663来自内蒙集宁益元兴、M7673来自内蒙集宁察汗营地区、M4960来自美国Amherst County Virginia地区、M4976来自挪威Liksviken地区)、2个矽卡岩(M1697产自河北地区、M1679产自湖南郴县地区)。通过对这6个不同产状褐帘石的电子探针主量、稀土和微量元素分析及拉曼、红外光谱学的研究来揭示褐帘石晶体化学特征。结果表明,褐帘石成分均匀,晶体内发育微裂隙,局部有脉体充填,但不同产状的褐帘石样品在主量元素如Fe O、Ca O、Al_2O_3以及REE如Ce_2O_3、Nd_2O_3、La_2O_3的含量具有明显的差别。其系统的光谱学数据表明褐帘石晶体的特征峰强度和峰位的偏移均与其组分有关,并分析指派了部分光谱峰位的归属,揭示了褐帘石中特殊谱峰位置的迁移与其元素含量、晶体结构之间的关系。拉曼光谱揭示了褐帘石单晶有20组拉曼活性谱峰(ν1～ν20),其中ν2～ν4、ν5～ν8、ν16～ν19谱峰的迁移与A位上的Ca与稀土元素之间置换作用有关;ν10～ν12谱峰是O-Si-O弯曲振动引起,其拉曼谱峰的偏移可能与Si含量有关;ν13～ν14谱峰的迁移则可能是多种元素变化共同作用的结果。褐帘石单晶红外光谱展示了13组红外活性谱峰(a-m),h-k谱峰的偏移与在M1或M3位上Fe^(3+)和Al相互替代而导致的; b-g谱峰的偏移是与硅氧四面体中Si-O非对称伸缩振动有关; OH(l-m)双峰的出现可能与M1、M3位上Fe^(3+)的含量有关。研究结果表明伟晶岩类岩石中褐帘石晶体结构中Fe^(3+)与Al^(3+)间的置换作用强于矽卡岩类岩石中的褐帘石;而矽卡岩类岩石中褐帘石晶体结构中在A位上稀土元素与Ca置换作用则大于伟晶岩类岩石中的褐帘石。
- 陈菲苏文张铭李晓光胡鑫蒙
- 关键词：褐帘石晶体结构拉曼光谱红外光谱
- 陶瓷固化体的浸出行为及其机理被引量：2
- 2019年
- 高放废物(HLW)在深地质处置后,其中的放射性核素有可能浸出并伴随地下水循环进入人类环境。这是固化体中放射性核素进入生物圈最可能的途径,因此HLW固化体的化学稳定性是固化基材筛选的主要依据。陶瓷固化体作为第二代HLW固化体,具有长程有序的特点,相比玻璃固化体,更容易定量表征,这对于固化体浸出机理的研究有着重要的意义。然而陶瓷固化体的浸出机理与评价方法研究都处于起步阶段,也缺乏被处置库接收的标准。为规范/建全陶瓷固化体化学稳定性评价方法,认识放射性核素的浸出机制,本文概述了核废物固化体化学稳定性研究方法、研究重点;总结了相关陶瓷的水热蚀变研究现状,分析了其中核素的浸出率;探讨了影响因素及其影响方式;最后归纳了目前提出的浸出机制以及存在的问题。
- 孙亚平王洪龙褚健王绪潘社奇张铭
- 关键词：化学稳定性固化体
- 天然含放矿物的水热蚀变研究进展被引量：1
- 2019年
- 矿物固化体作为第二代高放废物固化体,具有良好的热稳定性、化学稳定性以及辐照稳定性。然而,目前用于化学稳定性研究的矿物固化体,很少含有放射性核素,或者没有积累足够的辐照损伤缺陷,所以很难反应固化体在真实地质处置库中的行为,并且在实验室研究中,也难以长期(1×10~4~10×10~4年)模拟HLW处置库中的物理化学条件。而自然界中的一些含放射性核素的矿物,经过百万年甚至上亿年的地质作用后,仍然保持着稳定的成分和形态。这些天然矿物因自辐照作用而在结构上与含放矿物固化体具有相似性,本文比较了天然矿物与HLW固化体水热蚀变的异同,并通过大量文献调研总结了天然矿物水热蚀变的现状,以为矿物固化体长期化学稳定性的研究提供科学依据和评估数据。
- 孙亚平褚健张铭王绪王洪龙王永鹏白彬
- 关键词：天然矿物化学稳定性水热蚀变
- Alpha辐照损伤ZrSiO4中铀离子的氧化态
- 晶体陶瓷材料和矿物(如锆石ZrSiO4)被认为可以用来固化高放核素废料。评估和认识这些核素固化晶体材料的物理化学特性以及长期性能，理解和认识辐照对核素的电子态和稳定性的影响具有重要的科学和应用意义。
- 张铭
- 关键词：氧化态ZRSIO4辐照效应高温处理
