玻璃陶瓷固化是一種介於玻璃固化和陶瓷固化體之間的一種固化工藝，所形成的玻璃陶瓷固化體是介於玻璃固化體和陶瓷固化體之間的過渡型固化體。
基本介紹
- 中文名：放射性廢物玻璃-陶瓷固化
- 目的：處理、處置放射性廢液
- 主要特點：機械強度高、熱穩定性好
玻璃陶瓷又稱為微晶玻璃，是通過控制玻璃體而得的多晶陶瓷材料，是由著名的玻璃化學家S.D. Stookey首先製得的。經過50多年發展，玻璃陶瓷材料有了長足的發展，在建築、航空、電力等行業得到廣泛的套用，在核業系統中也得到了廣泛的研究。
玻璃陶瓷固化
玻璃陶瓷固化是一種介於玻璃固化和陶瓷固化體之間的一種固化工藝，所形成的玻璃陶瓷固化體是介於玻璃固化體和陶瓷固化體之間的過渡型固化體，它是玻璃和晶質相各半的固化體，放射性核素或呈類質同象形式被固定在晶質相中，或呈固溶體形式分散於玻璃相中。
類型
玻璃陶瓷固化體具有一系列優於硼矽酸鹽玻璃固化體的特性，受到世界各國重視，被認為是較有套用前景的高放廢液固化體之一，其中已開發的有榍石玻璃陶瓷、鋇長石玻璃陶瓷、矽鈦鋇石玻璃陶瓷、玄武岩玻璃陶瓷和透輝石玻璃陶瓷等（化學成分均為鋁矽酸鹽）。
各類玻璃陶瓷固化體的廢物包容量為10%～50%（質量分數），一般為20%～30%（質量分數），主要化學成分為SiO2、Al2O3、CO、BaO、Na2O、TiO2等。固化體中新生成的包裹放射性核素的礦物、類比礦物相種類繁多，因工藝流程不同，礦物、類礦物組合也各異，這表明各種礦物、類礦物有一定形成條件
工藝步驟
各類玻璃陶瓷固化工藝大致與圖1相似，僅固化基材種類略有不同。以加拿大開發的榍石玻璃陶瓷固化工藝為例，主要包括兩個步驟：
1）將Na2O、Al2O3、CaO、TiO2、SiO2粉末與高放廢液混合，加入高溫熔爐，在1100～1400℃條件下熔融、快速冷卻，實現玻璃化。
圖1 各類玻璃陶瓷固化工藝
2）將熔融體在1050℃下進行熱處理，然後緩慢冷卻（90℃/h），實現晶質化，形成玻璃和晶質相各半的固化體。
大量研究表明，玻璃陶瓷固化體的機械強度和熱穩定性均優於普通玻璃固化體，浸出率與後者大致相當。但玻璃陶瓷固化的成本較高。
