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具有烧绿石或者萤石结构的Gd2Zr2O7具有非常好的化学稳定性和抗辐照能力，是超铀核素的理想固化基材。根据矿物岩石学中的相似相溶和类质同像原理，利用离子半径相近、化学价态相同的Nd3+、Ce4+分别替代三价和四价锕系核素，以研究它们在Gd2Zr2O7的赋存状态和结构变化规律，为开展模拟锕系核素提供基础数据。 用Gd2O3、ZrO2粉体作为基材原料，根据化学计量关系Gd2-xNdxZr2O7，添加Nd2O3粉体作为模拟锕系核素三价氧化物，分别用10wt％、20wt％Nd的含量进行配方设计。混合粉体经过混合、压制成形后，进行高温高压合成实验，制备出三元氧化物模拟锕系核素固体。实验样品经过XRD、拉曼光谱分析，结果表明:在3～5GPa的高压和1300℃～1400℃的高温下，保温保压15min，均获得具有烧绿石结构的模拟三价锕系核素固化体，并且参杂20wt％Nd比10wt％Nd样品的结构更有序。类似地，用CeO2替代四价锕系核素氧化物，在相同的条件下进行了高温高压合成实验，实验样品经过XRD、拉曼光谱分析，结果表明:当参杂量为10wtCe％时样品为烧绿石结构，当参杂量为20％wtCe其转变为无序的萤石结构，而且Ce的含量越高，样品的无序度越高，同时发现，高压条件可以提高钆锆烧绿石对Ce的固溶度。SEM分析表明，三元氧化物固化体的晶粒大小约为3～5微米，晶界清晰，晶粒致密度高。 用Gd2O3、ZrO2粉体作为基材原料，以Nd2O3、CeO2分别作为三价和四价锕系核素的替代模拟氧化物，根据化学计量关系NdxGd2-xZr2-xCexO7(x=0，0.2，0.4，……，2.0)，对不同x的设计了11种配方，进行了四元氧化物的常压高温固相反应合成实验。XRD分析表明，在温度1300℃，保温时间24～72h下，样品均为萤石结构;在1400℃，保温72h条件下，样品中才有烧绿石结构产生;而在1500℃条件下，样品的结晶度更好，但是保温时间为48、72h时，Nd含量较高的样品出现了明显的杂峰。SEM分析表明四元系固化体的晶粒大小约为2～3个μm，晶粒间气孔较多。在常压下合成钆锆烧绿石，需较高的温度(1400，1500℃)，且与铈、钕的含量有关。