《高放廢液玻璃固化體 第3部分：析晶率分析方法》

ICS13.030.30

CCSF40

CBMF

中國建筑材料協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)

T/CBMFXX—20XX

高放廢液玻璃固化體

第3部分：析晶率分析方法

Highlevelwasteglass-Part3：Analysismethodforcrystallizationrate

（征求意見稿）

2023.12

202X-XX-XX發(fā)布202X-XX-XX實施

中國建筑材料聯(lián)合會發(fā)布

T/CBMFXX—20XX

高放廢液玻璃固化體第3部分：析晶率分析方法

警告——使用本文件的人員應(yīng)有正規(guī)實驗室工作的實踐經(jīng)驗。本文件并未指出所有可能的安全問題。使

用者有責(zé)任采用適當(dāng)?shù)陌踩徒】荡胧?，并符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

1范圍

本文件規(guī)定了使用多晶X射線衍射儀對高放廢液玻璃固化體進(jìn)行析晶率分析的術(shù)語和定義、原理、試劑

和材料、儀器與設(shè)備、分析步驟、Rietveld全譜擬合、各晶態(tài)物質(zhì)體積分?jǐn)?shù)的測定、析晶率的計算。

本文件適用于高放廢液玻璃固化體析晶率的測試，其他類型玻璃的析晶率測試也可參照使用。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅

該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T5432玻璃密度測定浮力法

JY/T0587-2020多晶體X射線衍射方法通則

3術(shù)語和定義

JY/T0587-2020界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

高放廢液玻璃固化體highlevelwasteglass

用玻璃作為固化基質(zhì)把高放廢液固結(jié)制成的性能穩(wěn)定的廢物體。

3.2

析晶率extentofcrystallization

試樣中晶態(tài)結(jié)構(gòu)和非晶態(tài)物質(zhì)共存時，所含晶態(tài)結(jié)構(gòu)的比率，可用質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)表示。

3.3

Rietveld全譜擬合rietveldwholepatternfitting

由若干個可變參數(shù)（包括結(jié)構(gòu)、峰型、結(jié)構(gòu)、背底等）計算得到粉末衍射譜，通過精修其中的一些參數(shù)，

使整個計算衍射譜與實驗測定譜相吻合的過程。

[來源：JY/T0587-2020,3.31]

3.4

1

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擇優(yōu)取向preferredorientatiaon

多晶聚集體中各小晶粒的（hkl）晶面不是在三維空間隨機分布，而是相對集中分布在某些方向的現(xiàn)象。

[來源：JY/T0587-2020,3.19]

4原理

當(dāng)X射線照射樣品時，將產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，并形成其特定的衍射譜。不同物相多晶體混合物的衍射譜，是

各組成物相衍射譜的權(quán)重（標(biāo)度因子）疊加。各組成相的衍射強度（指全譜強度）雖受其他物相的影響（指

總質(zhì)量吸收系數(shù)），但與其含量成正相關(guān)關(guān)系，因此可以通過多相Rietveld全譜擬合精修進(jìn)行計算，并通過

內(nèi)標(biāo)法實現(xiàn)各晶態(tài)物質(zhì)的定量分析。

5試劑和材料

5.1內(nèi)標(biāo)物質(zhì)

內(nèi)標(biāo)物質(zhì)應(yīng)化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，成分和晶體結(jié)構(gòu)簡單，衍射線少而強，所用衍射線靠近待測相選用的衍射線，

且盡量不與其他衍射相重疊，不產(chǎn)生K系熒光。常見的內(nèi)標(biāo)物質(zhì)有：硅粉、剛玉、石英、氧化鋅等。

5.2有機溶劑

清潔器皿用乙醇、丙酮等有機溶劑。

5.3方孔篩

篩孔尺寸45μm。

5.4試樣板

如中空鋁試樣板、凹槽玻璃試樣板、單晶硅或多孔材料等無背底試樣板。

6儀器設(shè)備

6.1X射線衍射儀

功率≥3kW。

6.2.電子天平

精度0.1mg、0.01mg。

7分析步驟

7.1樣品預(yù)處理

2

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將玻璃固化體樣品粉粹后，用瑪瑙研缽研磨至全部粒徑小于45um。

7.2試樣與內(nèi)標(biāo)物質(zhì)的混合

準(zhǔn)確稱量試樣和內(nèi)標(biāo)物質(zhì)，當(dāng)稱樣量大于10mg時，精確至0.1mg；當(dāng)稱樣量小于等于10mg時，精

確至0.01mg。將試樣和內(nèi)標(biāo)物質(zhì)定量轉(zhuǎn)移到瑪瑙研缽中，充分研磨至混合均勻，得到待測混合樣。平行

制備3組混合樣。

7.3試樣板的填裝

將混合樣均勻填入凹槽試樣板，混合樣面應(yīng)比試樣板面略高，用一塊載玻片壓緊試樣，應(yīng)使混合樣

面與試樣版面在一個平面上。對于存在擇優(yōu)取向的粉末樣品可采用側(cè)裝法進(jìn)行制樣，或者使用旋轉(zhuǎn)樣品

臺來減少擇優(yōu)取向的影響。

7.4混合樣的測定

將填裝好混合樣的試樣板放入X射線衍射儀中，測定X衍射圖譜。

X射線衍射推薦試驗條件參見表1。

表1X射線衍射試驗條件

項目要求項目要求

X射線管銅靶掃描范圍10°~90°

掃描速度不大于2°（2θ）/min步長0.02°（2θ）

管電流40mA管電壓40kV

8Rietveld全譜擬合

8.1物相鑒定

在分析軟件中導(dǎo)入7.4測定的X射線衍射數(shù)據(jù)文件，并根據(jù)試樣的X射線衍射圖譜進(jìn)行物相的定性分

析，識別各衍射峰的歸屬。

8.2建模

將X射線衍射圖譜調(diào)入Rietveld全譜擬合軟件中，輸入各物相的晶體結(jié)構(gòu)模型，峰型模型，結(jié)構(gòu)模

型及背景模型等參數(shù)，進(jìn)行Rietveld全譜精修擬合。

8.3標(biāo)識內(nèi)標(biāo)物相

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在Rietveld全譜擬合軟件中標(biāo)識出內(nèi)標(biāo)物相，并輸入其含量，再次運行Rietveld全譜擬合軟件，最

終擬合精修后輸出各晶態(tài)物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（wi）。

8.4精修結(jié)果評價

擬合的結(jié)果以可靠性因子Rwp值進(jìn)行評定，Rwp值逐漸收斂且最終小于10%，表明擬合精修可靠性好。

9各晶態(tài)物質(zhì)體積分?jǐn)?shù)的測定

9.1試樣密度的測定

按照GB/T5432規(guī)定的方法進(jìn)行。

9.2計算

試樣中各晶態(tài)物質(zhì)體積分?jǐn)?shù)按式（1）進(jìn)行計算。

g

Voliwi（1）

c

式中：

Voli——各晶態(tài)物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)，%；

——各晶態(tài)物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；

?

?——試樣的密度，g/cm3；

g

——試樣中各晶態(tài)物質(zhì)的密度[通過國際衍射數(shù)據(jù)中心（ICDD）標(biāo)準(zhǔn)卡片查詢獲得]，g/cm3。

c

10析晶率的計算

10.1析晶率（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）

析晶率（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）按式（2）進(jìn)行計算。

（2）

wtwi

i

式中：

wt——試樣的析晶率（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），%；

wi——試樣中各晶相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%。

10.2析晶率（體積分?jǐn)?shù)）

析晶率（體積分?jǐn)?shù)）按式（3）進(jìn)行計算。

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（3）

VolVoli

i

式中：

Vol——試樣的析晶率（體積分?jǐn)?shù)），%；

Voli——試樣中各晶態(tài)物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)，%。

11結(jié)果表示

試驗結(jié)果取3次測試結(jié)果的平均值，修