《高放廢液玻璃固化體 第2部分:熱性能分析方法》編制說(shuō)明_第1頁(yè)
《高放廢液玻璃固化體 第2部分:熱性能分析方法》編制說(shuō)明_第2頁(yè)
《高放廢液玻璃固化體 第2部分:熱性能分析方法》編制說(shuō)明_第3頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

《高放廢液玻璃固化體第2部分:熱性能分

析方法》

編制說(shuō)明

(征求意見(jiàn)稿)

中國(guó)國(guó)檢測(cè)試控股集團(tuán)股份有限公司

2023年12月

1.工作簡(jiǎn)況

1.1任務(wù)來(lái)源

根據(jù)“關(guān)于下達(dá)2022年第六批協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)劃的通知”(中建材聯(lián)標(biāo)

發(fā)[2022]44號(hào)),由中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院有限公司和中國(guó)國(guó)檢測(cè)試控股

集團(tuán)股份有限公司承擔(dān)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《高放廢液玻璃固化體第2部分:熱性能分析

方法》(計(jì)劃號(hào):2022-50-xbjh)的編制工作。

1.2簡(jiǎn)要工作過(guò)程

本標(biāo)準(zhǔn)制定嚴(yán)格按GB/T1.1《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分:標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編

寫(xiě)規(guī)則》,GB/T1.2《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第2部分:標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)范性技術(shù)要素內(nèi)容的確

定方法》要求進(jìn)行。

1.2.1成立標(biāo)準(zhǔn)編制組

2022年6月,成立了標(biāo)準(zhǔn)編制組,本標(biāo)準(zhǔn)歸口單位為中國(guó)建筑材料聯(lián)合會(huì),

編制組共有4家單位。由中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院有限公司作為主編單位負(fù)責(zé)

提供玻璃固化體制品樣品和技術(shù)支持,中國(guó)國(guó)檢測(cè)試控股集團(tuán)股份有限公司負(fù)責(zé)

標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)研、新方法的開(kāi)發(fā)、方法驗(yàn)證等系列工作的開(kāi)展,耐馳商貿(mào)科學(xué)儀器(上

海)有限公司、梅特勒(中國(guó))科學(xué)儀器有限公司等儀器生產(chǎn)企業(yè)負(fù)責(zé)提供儀器

測(cè)試的技術(shù)指導(dǎo)和方法的驗(yàn)證工作。

1.2.2標(biāo)準(zhǔn)及文獻(xiàn)調(diào)研

2022年7月~8月,標(biāo)準(zhǔn)編制組開(kāi)展了調(diào)研與學(xué)習(xí),在以解決核行業(yè)中EJ

1186-2005《放射性廢物體和廢物包的特性鑒定》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的玻璃固化體在使用

差熱分析法測(cè)試熱性能指標(biāo)為首要目標(biāo)的基礎(chǔ)上,收集了國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的有關(guān)玻璃

固化體及通用材料熱性能指標(biāo)的檢測(cè)方法及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),在此基礎(chǔ)上形成了開(kāi)題報(bào)

1

告和標(biāo)準(zhǔn)編制方案。組織召開(kāi)了第一次標(biāo)準(zhǔn)研討會(huì)暨開(kāi)題論證會(huì),邀請(qǐng)了行業(yè)內(nèi)

的知名專家參加了此次會(huì)議。

1.2.3方法建立

2022年9月~2023年4月,標(biāo)準(zhǔn)編制組對(duì)玻璃固化體特征溫度的三個(gè)指標(biāo)

的測(cè)試方法進(jìn)行調(diào)研,引用了現(xiàn)有國(guó)標(biāo)GB/T7962.16熱膨脹法測(cè)試轉(zhuǎn)化溫度,

參考了ASTMC829、ASTMC1720中關(guān)于梯度爐法測(cè)試內(nèi)容建立玻璃析晶溫度

和液相溫度的測(cè)試方法。提出了差熱分析法/差示掃描量熱法(簡(jiǎn)稱差熱法)測(cè)

試玻璃轉(zhuǎn)化溫度、析晶溫度和液相溫度的具體方法。在方法建立過(guò)程中,標(biāo)準(zhǔn)編

制組先后召開(kāi)了六次分析方法討論會(huì),最終確定了高放廢液玻璃固化體熱性能的

分析方法并形成標(biāo)準(zhǔn)草案。

1.2.4方法驗(yàn)證

2023年5月~7月,標(biāo)準(zhǔn)編制組組織了三家實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行方法驗(yàn)證,于2023

年7月收回了全部的驗(yàn)證報(bào)告,并對(duì)相關(guān)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。

2023年8月召開(kāi)第二次標(biāo)準(zhǔn)編制工作會(huì)議,總結(jié)交流了調(diào)研情況、驗(yàn)證試

驗(yàn)情況,并對(duì)標(biāo)準(zhǔn)草案和編制說(shuō)明初稿進(jìn)行了全面討論。

2023年9月,根據(jù)專家提出的意見(jiàn)和建議,標(biāo)準(zhǔn)編制組對(duì)標(biāo)準(zhǔn)中可能存在

的影響因素進(jìn)行了進(jìn)一步的驗(yàn)證。

1.2.5征求意見(jiàn)稿編制

2023年10月~2023年12月,標(biāo)準(zhǔn)編制組進(jìn)一步修改了標(biāo)準(zhǔn)討論稿和編制

說(shuō)明,形成了最終的《高放廢液玻璃固化體第2部分:熱性能分析方法》(征求

意見(jiàn)稿)以及編制說(shuō)明。

1.3主要參加單位和工作組成員及其所做的工作

本標(biāo)準(zhǔn)的主要參編單位及其分工如下:

2

(1)中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院有限公司:為本標(biāo)準(zhǔn)提供技術(shù)支持,負(fù)責(zé)

標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)文獻(xiàn)及驗(yàn)證試驗(yàn)樣品的搜集與分發(fā),并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。

(2)中國(guó)國(guó)檢測(cè)試控股集團(tuán)股份有限公司:主要負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)、標(biāo)準(zhǔn)討論

會(huì)組織及籌備、征求意見(jiàn)匯總、標(biāo)準(zhǔn)正文的編寫(xiě)及修改等。

(3)耐馳商貿(mào)科學(xué)儀器(上海)有限公司、梅特勒(中國(guó))科學(xué)儀器有限

公司:主要負(fù)責(zé)提供儀器測(cè)試的技術(shù)指導(dǎo)和方法的驗(yàn)證工作。

2.標(biāo)準(zhǔn)編制原則和主要內(nèi)容的說(shuō)明

2.1標(biāo)準(zhǔn)編制原則

先進(jìn)性:方法補(bǔ)充了目前建材及核行業(yè)領(lǐng)域高放廢液玻璃固化體熱性能指標(biāo)

中差熱分析法的缺失。

操作性:方法符合我國(guó)目前檢測(cè)設(shè)備儀器和試劑、材料的供應(yīng)條件。

適用性:方法測(cè)試過(guò)程可操作性強(qiáng),能被國(guó)內(nèi)分析實(shí)驗(yàn)室所使用并達(dá)到所規(guī)

定的要求,具有普遍適用性,易于推廣使用。

2.2標(biāo)準(zhǔn)制訂的背景及技術(shù)路線

2.2.1標(biāo)準(zhǔn)制定的背景

由于玻璃具有近程有序、遠(yuǎn)程無(wú)序的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),能使元素周期表中的大部分

核素進(jìn)入玻璃的網(wǎng)絡(luò)中,對(duì)核素具有廣泛的包容性。在玻璃固化體中,由于玻璃

介于穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)之間,屬于亞穩(wěn)態(tài)物質(zhì),在一定的溫度條件下會(huì)發(fā)生析晶或反

玻璃化現(xiàn)象,使固化體的性能發(fā)生變化。用于包容高放廢液的玻璃固化體需要在

深埋處置后保持足夠的熱力學(xué)穩(wěn)定,然而其在長(zhǎng)期深地質(zhì)處置過(guò)程中部分放射性

核素釋放出衰變熱會(huì)影響其長(zhǎng)期的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。

高溫玻璃熔爐在進(jìn)行高放廢液與玻璃固化體熔體混合固化過(guò)程中,為保證熔

爐設(shè)備可長(zhǎng)期穩(wěn)定的持續(xù)工作,核行業(yè)對(duì)玻璃固化體類固化材料產(chǎn)品的熱力學(xué)穩(wěn)

定性做出了一定要求,對(duì)于熔爐出料口低于液相溫度的附近要求不產(chǎn)生大量析晶

3

導(dǎo)致堵出料口情況的發(fā)生;同時(shí)為減少能源損耗,將高溫熔爐的長(zhǎng)期工作溫度控

制在1100℃左右,以穩(wěn)定化料至均相狀態(tài)等?;诖?,核行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《EJ1186-2005

放射性廢物體和廢物包的特性鑒定》中明確要求玻璃固化體的轉(zhuǎn)化溫度要達(dá)到

500~550℃,液相溫度<950℃,析晶溫度要達(dá)到700~750℃,以有效表征玻璃

固化體的熱力學(xué)穩(wěn)定性,并規(guī)定此三項(xiàng)指標(biāo)均使用差熱分析法進(jìn)行測(cè)試。

目前國(guó)外對(duì)于利用玻璃固化體處理高放廢液的技術(shù)已較為成熟。主要采用

ASTMC829-81StandardPracticesforMeasurementofLiquidusTemperatureof

GlassbytheGradientFurnaceMethod(用梯度爐法測(cè)量玻璃的液相溫度的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)

程)用以評(píng)價(jià)固化體的液相溫度,同時(shí)采用ASTME2602-09StandardTestMethods

fortheassignmentoftheGlassTransitionTemperaturebyModulatedTemperature

DifferentialScanningCalorimertry(用DSC法測(cè)量玻璃轉(zhuǎn)變溫度的標(biāo)準(zhǔn)方法)評(píng)

價(jià)固化體的玻璃轉(zhuǎn)變溫度,采用ASTME794-2006StandardTestMethodfor

MeltingAndCrystallizationTemperaturesByThermalAnalysis(用熱分析法測(cè)定熔

化溫度和析晶溫度的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法)以評(píng)價(jià)固化體的析晶溫度。但對(duì)于利用差熱

分析法評(píng)價(jià)固化體的液相溫度的內(nèi)容尚為空白。我國(guó)在表征材料的轉(zhuǎn)變溫度、析

晶溫度、熔融溫度上同樣有完備的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),針對(duì)塑料制品的轉(zhuǎn)化溫度有GB/T

19466.2-2004、針對(duì)塑料制品的熔融及結(jié)晶溫度有GB/T19466.3-2004等成熟的標(biāo)

準(zhǔn)方法,但對(duì)于利用差熱分析法完整評(píng)價(jià)固化體的熱性能仍缺失合適的標(biāo)準(zhǔn)方法。

我國(guó)能源在轉(zhuǎn)型核能過(guò)程中,高放射性廢液固化妥善處理這一課題已成為熱

點(diǎn)。其中,國(guó)產(chǎn)化固化體工藝及廢液固化熔爐加工制造已是迫在眉睫的攻關(guān)內(nèi)容

之一。為了助力玻璃固化體產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)工藝質(zhì)量監(jiān)測(cè),評(píng)價(jià)高放廢液玻璃

固化體的熱力學(xué)穩(wěn)定性等問(wèn)題,同時(shí)填補(bǔ)玻璃固化體產(chǎn)品相關(guān)指標(biāo)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)化

的空白,有必要整合并制定專門(mén)的《高放廢液玻璃固化體第2部分:熱性能分

析方法》。

本標(biāo)準(zhǔn)中,將對(duì)梯度爐法測(cè)試玻璃固化體的液相溫度和差熱分析法測(cè)試玻璃

固化體的轉(zhuǎn)變溫度、析晶溫度、液相溫度等三項(xiàng)指標(biāo)的方法原理、測(cè)試裝置、測(cè)

試條件、試樣制備、測(cè)試步驟、結(jié)果計(jì)算、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等進(jìn)行規(guī)定。本標(biāo)準(zhǔn)的建立

將有效指導(dǎo)我國(guó)玻璃固化體產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝及快速準(zhǔn)確評(píng)價(jià)玻璃固化體熱力學(xué)

4

特征,標(biāo)準(zhǔn)體系的建立在與國(guó)際接軌具有重要意義。

2.2.2技術(shù)路線

本標(biāo)準(zhǔn)按下述技術(shù)路線圖1進(jìn)行。

圖1技術(shù)路線圖

2.3標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)內(nèi)容

2.3.1檢驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置

為滿足核行業(yè)對(duì)玻璃固化體產(chǎn)品熱性能參數(shù)的要求,編制組設(shè)置了轉(zhuǎn)化溫度、

析晶溫度、液相溫度等三項(xiàng)特征熱力學(xué)特征參數(shù)。

2.3.2主要技術(shù)內(nèi)容的說(shuō)明

現(xiàn)行國(guó)標(biāo)GB/T7962.16中描述有轉(zhuǎn)化溫度的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法,這在玻璃行業(yè)

已屬于成熟有效的評(píng)價(jià)玻璃的轉(zhuǎn)化溫度的方法,標(biāo)準(zhǔn)編制組引用該標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容作為

5

玻璃固化體玻璃轉(zhuǎn)化溫度參數(shù)的測(cè)試方法之一。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)玻璃固化體液相溫

度的評(píng)估方法主要參照美國(guó)材料測(cè)試協(xié)會(huì)規(guī)定的ASTMC829-81Standard

PracticesforMeasurementofLiquidusTemperatureofGlassbytheGradientFurnace

Method(用梯度爐法測(cè)量玻璃的液相溫度的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程)和ASTMC1720-21

StandardTestMethodsforDeterminingLiquidusTemperatureofWasteGlassesand

SimulatedWasteGlasses(高放廢液和模擬高放廢液玻璃固化體液相溫度的測(cè)定方

法),兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試方法概述如表1所示,標(biāo)準(zhǔn)編制組參考了方法中評(píng)估玻璃

固化體液相溫度的內(nèi)容,提出了梯度爐法測(cè)試玻璃固化體析晶溫度和液相溫度,

并作為析晶溫度和液相溫度的仲裁測(cè)試方法。

表1液相溫度測(cè)試方法情況概述表

標(biāo)準(zhǔn)方法方法概述特點(diǎn)

樣品裝入樣品舟上,放置在

樣品量大,操作復(fù)雜,

線性溫度梯度的梯度爐中保

保溫耗時(shí)長(zhǎng),可觀測(cè)到

溫一段時(shí)間。利用光學(xué)顯微

樣品在溫度軸下的析晶

鏡等方式觀測(cè)舟內(nèi)析晶情

ASTMC829-81全貌。但測(cè)量精度相較

梯度爐法(GT)況,標(biāo)記樣品舟內(nèi)析晶區(qū)域

(2022)UT法和CF法偏低,往

與未析晶區(qū)域的邊界位置,

往用于1000℃以下液相

通過(guò)溫度和距離的函數(shù)關(guān)

溫度測(cè)試,且樣品波動(dòng)

系,計(jì)算該位置的溫度以獲

較小的情況下使用。

得液相溫度。

類似于ASTMC829-81

(2022),除光學(xué)顯微鏡觀

梯度爐法(GT)/

測(cè)外,增加了掃描電鏡觀測(cè)

ASTM

析晶現(xiàn)象的方式。

C1720-21

樣品裝入測(cè)試坩堝中,分別操作復(fù)雜,多組實(shí)驗(yàn)。

均溫爐法(UT)放置在不同溫度點(diǎn)的恒溫爐根據(jù)設(shè)置溫度點(diǎn)的選

中保溫一段時(shí)間,對(duì)完成熱擇,保溫耗時(shí)設(shè)置為

6

處理后的樣品進(jìn)行端面切割24h、48h、72h甚至更

并拋光,觀測(cè)方式類似于GT高。測(cè)量精度較GT法更

法,液相溫度被確定在樣品高,可應(yīng)用于1600℃高

中含有晶體相溫度點(diǎn)Tc和樣液相溫度的測(cè)量。

品中不含有晶體的最低溫度

點(diǎn)Ta之間。

技術(shù)水平高,在復(fù)雜操

利用XRD計(jì)算樣品在不同溫

作的基礎(chǔ)上,需對(duì)樣品

度熱處理下的晶體質(zhì)量或體

的析晶行為有一定了

積分?jǐn)?shù),熱處理方式同CF法,

解。當(dāng)出現(xiàn)多組析晶相

晶體外推法(CF)通過(guò)建立析晶率和溫度的線

時(shí)可直觀表述析晶情

性關(guān)系,外推出析晶率為0%

況,具備分析每段析晶

時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度即為液相溫

情況對(duì)應(yīng)的液相溫度能

度。

力(僅此方法)。

同時(shí)借鑒GB/T19466.2-2004、GB/T19466.3-2004中關(guān)于塑料制品的熔融、

結(jié)晶、玻璃化轉(zhuǎn)變等熱力學(xué)測(cè)試方法內(nèi)容,充分考慮對(duì)材料測(cè)試過(guò)程中的樣品制

備狀態(tài)、樣品稱樣量、設(shè)備升溫條件等因素會(huì)對(duì)量熱行為帶來(lái)影響。對(duì)差熱分析

法(DTA)和差示掃描量熱法(DSC)測(cè)試玻璃固化體熱性能參數(shù)制訂時(shí),充分

考量上述幾類變量通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定合適的測(cè)試條件后,建立DTA/DSC法測(cè)試玻璃

固化體的轉(zhuǎn)化溫度、析晶溫度、液相溫度的具體方法,并對(duì)其準(zhǔn)確度、精密度、

重復(fù)性等進(jìn)行驗(yàn)證。最后給出了梯度爐法測(cè)試玻璃固化體特征溫度和差熱分析法

測(cè)試玻璃固化體特征溫度的相關(guān)性說(shuō)明。

3.主要驗(yàn)證試驗(yàn)情況分析

3.1轉(zhuǎn)化溫度的測(cè)試-----熱膨脹儀法

編制組直接引用GB/T7962.16的內(nèi)容進(jìn)行玻璃固化體轉(zhuǎn)化溫度的測(cè)試。

7

3.2析晶溫度及液相溫度的測(cè)試------梯度爐法

編制組參考了ASTMC829-81(2022)中梯度爐法的內(nèi)容進(jìn)行玻璃固化體液

相溫度測(cè)試,在內(nèi)容方面細(xì)化了玻璃固化體梯度爐法析晶強(qiáng)弱現(xiàn)象相對(duì)應(yīng)的前處

理流程,并同理參考液相溫度測(cè)試原理增加了析晶溫度測(cè)試指標(biāo)。

3.3轉(zhuǎn)化溫度、析晶溫度和液相溫度的測(cè)試------差熱分析法/差示掃描量熱法

編制組以梯度爐法析晶溫度和液相溫度作為定值基礎(chǔ)的情況下,提出了差熱

分析法/差示掃描量熱法轉(zhuǎn)化溫度、析晶溫度和液相溫度的測(cè)試。下面介紹關(guān)于

量熱法測(cè)試條件的考察、溫度校正曲線的建立和方法的驗(yàn)證情況。

(1)DTA/DSC法轉(zhuǎn)化溫度、析晶溫度和液相溫度測(cè)試條件的考察

選取模擬1#、2#樣品分別改變DTA/DSC設(shè)備測(cè)試條件中的樣品粒徑、稱樣

量、升溫速率等參數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)化溫度、析晶溫度和液相溫度的影響進(jìn)行考量,具體考

察內(nèi)容見(jiàn)附錄A。

經(jīng)考察編制組確定了合適的DTA和DSC設(shè)備測(cè)試用條件各一組:

1)DTA法:

試驗(yàn)前,將未使用過(guò)的新坩堝進(jìn)行熱處理,將新的氧化鋁坩堝送入1000℃

的馬弗爐中灼燒2h,取出降至常溫后使用。試樣放入樣品皿內(nèi);將玻璃固化體

制品破碎,研磨至>200目,獲得的顆粒形態(tài)的試樣后不再進(jìn)行磨細(xì)處理同時(shí)保

證不被污染。選擇容積適當(dāng)?shù)臉悠访?,并且保證其清潔。用兩個(gè)相同的樣品皿,

一個(gè)作試樣皿,另一個(gè)作參比皿(可用空樣品皿或不空的樣品皿)。稱取30mg左

右的試樣放在樣品皿內(nèi)。把樣品皿放入儀器內(nèi);用鑷子或其他合適的工具將樣品

皿放人樣品支持器中,確保試樣和皿之間、皿和支持器之間接觸良好。蓋上樣品

支持器的蓋。

在開(kāi)始升溫操作前,使用設(shè)備連接的氮?dú)獯祾邭馇鍧嵲O(shè)備5min。以30℃/min

的速率開(kāi)始升溫,加熱至1100℃保證試樣完全液化。終止溫度掃描,待爐體溫度

降至室溫后取出樣品,終止測(cè)試。

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2)DSC法:

試驗(yàn)前,將未使用過(guò)的新坩堝進(jìn)行熱處理,將新的氧化鋁坩堝送入1000℃

的馬弗爐中灼燒2h,取出降至常溫后使用。試樣放入樣品皿內(nèi);將玻璃固化體

制品破碎,研磨至>200目,獲得的顆粒形態(tài)的試樣后不再進(jìn)行磨細(xì)處理同時(shí)保

證不被污染。選擇容積適當(dāng)?shù)臉悠访?,并且保證其清潔。用兩個(gè)相同的樣品皿,

一個(gè)作試樣皿,另一個(gè)作參比皿(可用空樣品皿或不空的樣品皿)。稱取15mg左

右的試樣放在樣品皿內(nèi)。把樣品皿放入儀器內(nèi);用鑷子或其他合適的工具將樣品

皿放人樣品支持器中,確保試樣和皿之間、皿和支持器之間接觸良好。蓋上樣品

支持器的蓋。

在開(kāi)始升溫操作前,使用設(shè)備連接的氮?dú)獯祾邭馇鍧嵲O(shè)備5min。以40℃/min

的速率開(kāi)始升溫,加熱至1100℃保證試樣完全液化。終止溫度掃描,待爐體溫度

降至室溫后取出樣品,終止測(cè)試。

(2)溫度校準(zhǔn)曲線的建立

A)DTA法析晶溫度、液相溫度校準(zhǔn)曲線的建立

篩選6個(gè)析晶溫度分布在550℃~750℃之間的玻璃固化體,按照上述DTA

方法對(duì)各樣品的外推析晶起始溫度與梯度爐法析晶溫度對(duì)比制表并繪制溫度校

準(zhǔn)曲線,結(jié)果見(jiàn)下表:

表2外推外推析晶起始溫度與梯度爐法析晶溫度對(duì)比表

序號(hào)DTA外推外推析晶起始溫度/℃梯度爐析晶溫度/℃

校準(zhǔn)1#609.3627.4

校準(zhǔn)2#611.6631.7

校準(zhǔn)3#618.8644.6

校準(zhǔn)4#619.4646.3

校準(zhǔn)5#623.2650.9

校準(zhǔn)6#632.1665.1

9

擬合曲線Y=1.6498X-377.03,R2=0.9958

繪制的溫度校準(zhǔn)曲線如下所示:

圖2DTA析晶溫度校準(zhǔn)曲線

通過(guò)擬合發(fā)現(xiàn)溫度校準(zhǔn)曲線的線性相關(guān)系數(shù)較好,滿足用于DTA析晶溫度

的計(jì)算的需求。

篩選6個(gè)液相溫度分布在750℃~950℃之間的玻璃固化體,按照上述DTA

方法對(duì)各樣品的外推析晶終止溫度與梯度爐法液相溫度對(duì)比制表并繪制溫度校

準(zhǔn)曲線,結(jié)果見(jiàn)下表:

表3外推外推析晶終止溫度與梯度爐法液相溫度對(duì)比表

序號(hào)DTA外推外推析晶終止溫度/℃梯度爐液相線溫度/℃

校準(zhǔn)1#769.0794.8

校準(zhǔn)2#779.6805.7

校準(zhǔn)3#816.0837.4

校準(zhǔn)4#822.9849.9

10

校準(zhǔn)5#839.6859.0

校準(zhǔn)6#881.0910.0

擬合曲線Y=1.0082X+18.03,R2=0.992

繪制的溫度校準(zhǔn)曲線如下所示:

圖3DTA液相溫度校準(zhǔn)曲線

通過(guò)擬合發(fā)現(xiàn)溫度校準(zhǔn)曲線的線性相關(guān)系數(shù)較好,滿足用于DTA液相溫度

的計(jì)算的需求。

B)DSC法析晶溫度、液相溫度校準(zhǔn)曲線的建立

篩選6個(gè)液相溫度分布在750℃~950℃之間的玻璃固化體,按照上述DSC

方法對(duì)各樣品的外推析晶終止溫度與梯度爐法液相溫度對(duì)比制表并繪制溫度校

準(zhǔn)曲線,結(jié)果見(jiàn)下表:

表4外推析晶起始溫度與梯度爐法析晶溫度對(duì)比表

序號(hào)DSC外推外推析晶起始溫度/℃梯度爐析晶溫度/℃

校準(zhǔn)A#631.7627.4

11

校準(zhǔn)B#633.5631.7

校準(zhǔn)C#642.1644.6

校準(zhǔn)D#642.5646.3

校準(zhǔn)E#645.9650.9

校準(zhǔn)F#647.4665.1

擬合曲線Y=1.6803X-433.61,R2=0.9953

圖4DSC析晶溫度校準(zhǔn)曲線

通過(guò)擬合發(fā)現(xiàn)溫度校準(zhǔn)曲線的線性相關(guān)系數(shù)較好,滿足用于DSC液相溫度

的計(jì)算的需求。

篩選5個(gè)液相溫度分布在750℃~950℃之間的玻璃固化體,按照上述DSC

方法對(duì)各樣品的外推析晶終止溫度與梯度爐法液相溫度對(duì)比制表并繪制溫度校

準(zhǔn)曲線,結(jié)果見(jiàn)下表:

表5外推析晶終止溫度與梯度爐法液相溫度對(duì)比表

序號(hào)DSC外推析晶終止溫度/℃梯度爐液相線溫度/℃

校準(zhǔn)A#798.6805.7

12

校準(zhǔn)B#853.6846.3

校準(zhǔn)C#865.1859.0

校準(zhǔn)D#873.0864.1

校準(zhǔn)E#918.7910.0

擬合曲線Y=0.865X+111.55,R2=0.9918

繪制的溫度校準(zhǔn)曲線如下所示:

圖5DSC液相溫度校準(zhǔn)曲線

通過(guò)擬合發(fā)現(xiàn)溫度校準(zhǔn)曲線的線性相關(guān)系數(shù)較好,滿足用于DSC液相溫度

的計(jì)算的需求。

(3)DTA/DSC法測(cè)試轉(zhuǎn)化溫度、析晶溫度和液相溫度方法驗(yàn)證

編制組根據(jù)最終推薦的DTA/DSC法測(cè)試方法對(duì)其測(cè)玻璃固化體的轉(zhuǎn)化溫度

的精密度、重復(fù)性進(jìn)行驗(yàn)證,根據(jù)上述使用確立的測(cè)試條件方法和建立的

DTA/DSC法析晶溫度及液相校準(zhǔn)曲線,對(duì)DTA/DSC法析晶溫度及液相溫度的

精密度、準(zhǔn)確度進(jìn)行方法驗(yàn)證。測(cè)試結(jié)論與驗(yàn)證報(bào)告見(jiàn)附錄B。

3.4差熱法測(cè)試析晶溫度、液相溫度與梯度爐法的相關(guān)性說(shuō)明

13

本標(biāo)準(zhǔn)中提出差熱分析法測(cè)試玻璃固化體液相溫度在準(zhǔn)確度上對(duì)標(biāo)相關(guān)樣

品的梯度爐法測(cè)試結(jié)果,所測(cè)結(jié)果顯示量熱曲線上出現(xiàn)析晶起始終止溫度與梯度

爐法所測(cè)析晶溫度、液相溫度接近,具有高度相關(guān)性。從機(jī)理上來(lái)說(shuō),梯度爐法

評(píng)估析晶溫度、液相溫度表達(dá)為玻璃液化與初結(jié)晶相的邊界,本質(zhì)為玻璃的析晶

下限溫度和析晶上限溫度;差熱分析法評(píng)估液相溫度表達(dá)為量熱曲線上放熱行為

的起始與終止,即升溫時(shí)玻璃外推析晶起始溫度與終止溫度。當(dāng)升溫速率提高時(shí),

會(huì)促進(jìn)玻璃發(fā)生析晶,從而提高了差熱分析法測(cè)試析晶行為的靈敏度。因此在合

適的測(cè)試條件下,兩測(cè)試方法具有高度相關(guān)性。在核行業(yè)高放廢液玻璃固化處理

過(guò)程中,設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間處于保溫1100℃的情況,從模擬環(huán)境測(cè)試和長(zhǎng)時(shí)間保溫后

評(píng)估液相溫度等方面來(lái)看梯度爐法與這一情景條件更為接近。對(duì)此編制組特整合

該方法作為仲裁析晶溫度和液相溫度的測(cè)試方法,但對(duì)于工業(yè)化控制玻璃固化體

熱性能質(zhì)量等非長(zhǎng)時(shí)間模擬測(cè)試需求的情況,差熱分析法可快速大批量的質(zhì)量控

制生產(chǎn)工藝以及評(píng)估固化體的熱性能指標(biāo)。

4.標(biāo)準(zhǔn)涉及專利的情況

本標(biāo)準(zhǔn)中未涉及到專利及其它知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題。

5.推廣應(yīng)用論證和預(yù)期達(dá)到的經(jīng)濟(jì)效果

作為一個(gè)先進(jìn)的測(cè)試方法,如果將其應(yīng)用玻璃固化體產(chǎn)品的熱性能評(píng)估上,

可以填補(bǔ)國(guó)內(nèi)該產(chǎn)品測(cè)試空白,同時(shí)可以促進(jìn)核行業(yè)能源轉(zhuǎn)型升級(jí),往更加環(huán)保、

更適宜消費(fèi)者需求的方向發(fā)展。

(一)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、產(chǎn)業(yè)規(guī)模、推廣應(yīng)用、工程應(yīng)用情況、預(yù)期

達(dá)到的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益;

隨著核能發(fā)電在中國(guó)的快速發(fā)展,建立一套標(biāo)準(zhǔn)完整的高放廢液處理體系和

評(píng)價(jià)方法對(duì)保障全流程綠色安全尤為重要。本標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施將填補(bǔ)高放廢液玻璃固

化體處理行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的空白,對(duì)指導(dǎo)行業(yè)處理工藝和提供準(zhǔn)確高效的質(zhì)量控制

起到推動(dòng)作用。通過(guò)對(duì)核環(huán)保企業(yè)推廣檢測(cè)方法,解決了該行業(yè)相關(guān)指標(biāo)無(wú)標(biāo)準(zhǔn)

檢測(cè)方法的難題,為綠色安全處理高放廢液保駕護(hù)航,長(zhǎng)遠(yuǎn)的為社會(huì)綠色發(fā)展、

14

人民的健康生活提供有力保障,從而帶來(lái)不可估量的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

(二)本標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)的技術(shù)先進(jìn)性以及本標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布對(duì)行業(yè)及社會(huì)發(fā)展的促進(jìn)

作用,即與“宜業(yè)尚品造福人類”的相關(guān)性。

目前核行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)EJ1186-2005《放射性廢物體和廢物包的特性鑒定》中規(guī)定

的玻璃固化體使用差熱分析法測(cè)試轉(zhuǎn)化溫度、析晶溫度、液相溫度方法無(wú)具體操

作步驟和相關(guān)文件參考,處于難以執(zhí)行的狀態(tài),而玻璃行業(yè)內(nèi)關(guān)于玻璃轉(zhuǎn)化溫度

和液相溫度均有非差熱分析法的測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)。為有效解決核行業(yè)內(nèi)關(guān)于玻璃固

化體熱性能指標(biāo)無(wú)具體測(cè)試方法的問(wèn)題,本標(biāo)準(zhǔn)整合行業(yè)內(nèi)已有方法和建立具體

的差熱法測(cè)試轉(zhuǎn)化溫度、析晶溫度、液相溫度,形成可用于評(píng)價(jià)玻璃固化體轉(zhuǎn)化

溫度、析晶溫度、液相溫度熱性能指標(biāo)的方法體系。此外已有的梯度爐法評(píng)價(jià)玻

璃固化體液相溫度的實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng),在高放廢液處理后的產(chǎn)品質(zhì)量控制上難以滿足

快速時(shí)效性的需求,本標(biāo)準(zhǔn)建立的差熱法使用高升溫速率的差熱/量熱設(shè)備可以

高效準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)產(chǎn)品的熱性能指標(biāo)。相比于傳統(tǒng)的多方法評(píng)價(jià)這三個(gè)指標(biāo),本標(biāo)

準(zhǔn)可以在效率、覆蓋面和準(zhǔn)確度上超過(guò)傳統(tǒng)測(cè)試方法。

本標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施將填補(bǔ)高放廢液玻璃固化體行業(yè)熱性能分析體系的空白,可以

促成我國(guó)核廢液處理行業(yè)自主發(fā)展創(chuàng)新的動(dòng)能。推動(dòng)我國(guó)相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際先

進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)接軌。在國(guó)家推行綠色能源的背景下,履行國(guó)家承諾長(zhǎng)期有效安全的處理

高放廢液業(yè)務(wù)將會(huì)不斷涌現(xiàn),玻璃固化體處理核廢液的體量巨大,該標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行

將為高放廢液玻璃固化體生產(chǎn)的安全和質(zhì)量保駕護(hù)航,為國(guó)家的健康發(fā)展提供了

有力支持。

6.采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的情況

該項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)未查詢到相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),其中液相溫度的測(cè)試國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)ASTM

C829和ASTMC1720中均有描述。

本標(biāo)準(zhǔn)不是以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)起草的。本標(biāo)準(zhǔn)參考了ASTM

C829和ASTMC1720的內(nèi)容作為液相溫度的測(cè)試方法之一,在其測(cè)試方法基礎(chǔ)

上提出測(cè)試析晶溫度的方法。

15

因尚未有適用的可采標(biāo)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),因此本標(biāo)準(zhǔn)采標(biāo)。

7.與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),特別是強(qiáng)制性標(biāo)

準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性

經(jīng)調(diào)研,目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)高放廢液玻璃固化體轉(zhuǎn)化溫度、析晶溫度、液相溫

度測(cè)試的方法主要有EJ1186-2005、ASTMC829、ASTMC1720,非針對(duì)高放廢

液玻璃固化體但可測(cè)試轉(zhuǎn)化溫度、析晶溫度的方法主要有GB/T7962.16、ASTM

E794、ASTME2602等,這些標(biāo)準(zhǔn)從適用范圍和解決測(cè)試的完整度上看均有一定

的局限性。本標(biāo)準(zhǔn)與以上標(biāo)準(zhǔn)從適用范圍、相關(guān)參數(shù)測(cè)試方法做了詳細(xì)對(duì)比并說(shuō)

明了與本標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系,具體見(jiàn)表6。

表6國(guó)內(nèi)外高放廢液玻璃固化體測(cè)試方法對(duì)比表

標(biāo)準(zhǔn)適用范圍轉(zhuǎn)化溫度析晶溫度液相溫度與本標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系

本標(biāo)準(zhǔn)高放廢液玻熱膨脹儀法梯度爐法1、梯度爐法/

璃固化體DTA/DSC法DTA/DSC法2、DTA/DSC法

GB/T超白玻璃熱膨脹儀法無(wú)無(wú)直接采用關(guān)系

7962.16

EJ高放廢液玻DTA法(測(cè)試方法DTA法(測(cè)試方法DTA法(測(cè)試方明確了具體測(cè)試

1186-2005璃固化體內(nèi)容不明確)內(nèi)容不明確)法內(nèi)容不明確)內(nèi)容,增加了DSC

法測(cè)試內(nèi)容

ASTME794各類材料無(wú)DSC法無(wú)/

ASTM高放廢液玻無(wú)無(wú)梯度爐法采用關(guān)系,細(xì)化了

C829璃固化體液相溫度的測(cè)試

內(nèi)容

ASTM高放廢液玻無(wú)無(wú)1、梯度爐法采用關(guān)系,補(bǔ)充了

C1720璃固化體2、均溫爐法析晶溫度的測(cè)試

3、晶體分?jǐn)?shù)外內(nèi)容

16

推法

ASTM各類材料DSC法無(wú)無(wú)/

E2602

通過(guò)以上比對(duì),發(fā)現(xiàn)本文件對(duì)高放廢液玻璃固化體轉(zhuǎn)化溫度、析晶溫度、液

相溫度的測(cè)試方法在采用現(xiàn)行法律、法規(guī)、規(guī)章的基礎(chǔ)上分別進(jìn)行了補(bǔ)充、細(xì)化

并增加新的測(cè)試方法,本標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)行法律、法規(guī)、規(guī)章不矛盾。所申報(bào)的標(biāo)準(zhǔn)與

現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)及制定中的標(biāo)準(zhǔn)均無(wú)沖突及重復(fù),與現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)是相互支撐的關(guān)系,總體

是對(duì)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)體系有效補(bǔ)充和完善。

8.重大分歧意見(jiàn)的處理過(guò)程和依據(jù)

無(wú)重大分歧意見(jiàn)。

9.標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì)的建議說(shuō)明

建議本標(biāo)準(zhǔn)為推薦性標(biāo)準(zhǔn)。

10.貫徹本標(biāo)準(zhǔn)的要求和措施建議

建議本標(biāo)準(zhǔn)在2024年實(shí)施。需要時(shí),應(yīng)由標(biāo)準(zhǔn)主編單位進(jìn)行培訓(xùn)。

11.廢止現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建議

無(wú)。

12.其他應(yīng)說(shuō)明的事項(xiàng)

17

附錄A

DTA/DSC法轉(zhuǎn)化溫度、析晶溫度和液相溫度測(cè)試條件的考察

(1)DTA法轉(zhuǎn)化溫度、析晶溫度和液相溫度測(cè)試條件的考察

1)測(cè)試條件

選取模擬1#、2#樣品分別改變DTA設(shè)備測(cè)試條件中的樣品粒徑、稱樣量、升溫速率對(duì)轉(zhuǎn)化溫度、析晶溫度和液相溫度的影響進(jìn)

行考量,具體測(cè)試參數(shù)如表1所示:

表1DTA測(cè)試參數(shù)考察表

考察內(nèi)容具體參數(shù)測(cè)試條件

稱量試樣30mg左右放入坩堝內(nèi),以30℃/min的速率從室溫加熱至

粒徑60目篩上、60目~120目、120目~200目、200目~325目

1100℃,終止溫度掃描,待爐體溫度降至室溫后取出樣品,終止測(cè)試。

粒徑>200目,稱量試樣30mg左右放入坩堝內(nèi),從室溫加熱至1100℃,

升溫速率10℃/min、20℃/min、30℃/min、40℃/min

終止溫度掃描,待爐體溫度降至室溫后取出樣品,終止測(cè)試。

粒徑>200目,稱量試樣放入坩堝內(nèi),以30℃/min的速率從室溫加熱至

稱樣量10mg、20mg、30mg、40mg

1100℃,終止溫度掃描,待爐體溫度降至室溫后取出樣品,終止測(cè)試。

A)粒徑對(duì)液相溫度的影響

18

分別對(duì)60目篩上、60目~120目、120目~200目、200目~325目粒徑的模擬1#、2#號(hào)樣品進(jìn)行測(cè)試,所得DTA曲線如圖1、2

所示:

圖1模擬1#不同粒徑對(duì)量熱曲線的影響DTA法

表2模擬1#不同粒徑特征溫度對(duì)比表

序號(hào)不同粒徑轉(zhuǎn)化溫度(起始點(diǎn))/℃外推析晶起始溫度/℃外推析晶終止溫度/℃

1325-200目515.0620.1779.7

19

2200-120目513.6644.9840.0

3120-60目517.3667.6760.5

460目以上514.8661.3849.4

圖2模擬2#不同粒徑對(duì)量熱曲線的影響DTA法

表3模擬2#不同粒徑特征溫度對(duì)比表

序號(hào)不同粒徑轉(zhuǎn)化溫度(起始點(diǎn))/℃外推析晶起始溫度/℃外推析晶終止溫度/℃

1325-200目526.1639.0819.7

20

2200-120目522.7645.2811.4

3120-60目524.0656.1792.2

460目以上522.3655.6791.5

通過(guò)改變?cè)嚇拥牧?,所得測(cè)試特征溫度對(duì)比表如表2、3所示,在相同測(cè)試條件下發(fā)現(xiàn)隨著粒徑變細(xì),量熱曲線上各量熱行為

更加明顯,易于標(biāo)注熱行為。其中粒徑在200目~325目即>200目時(shí),模擬1#、模擬2#量熱曲線上的析晶行為響應(yīng)最佳,可以清晰

識(shí)別基線與出峰的差異。認(rèn)為制備樣品時(shí)將其破碎研磨至>200目的粉末用于測(cè)試較為合適。

B)升溫速率對(duì)液相溫度的影響

分別使用10℃/min、20℃/min、30℃/min、40℃/min的升溫速率對(duì)模擬1#、2#號(hào)樣品進(jìn)行測(cè)試,所得DTA曲線如圖3、4所示:

21

圖3模擬1#不同升溫速率對(duì)量熱曲線的影響DTA法

表4模擬1#不同升溫速率特征溫度對(duì)比表

外推析晶起始溫度外推析晶終止溫度

序號(hào)不同速率轉(zhuǎn)化溫度(起始點(diǎn))/℃

/℃/℃

140K519.7652.5894.3

230K514.8620.5779.3

320K516.2646.1783.7

410K508.8605.5773.3

22

圖4模擬2#不同升溫速率對(duì)量熱曲線的影響DTA法

表5模擬2#不同升溫速率特征溫度對(duì)比表

外推析晶起始溫外推析晶終止溫

序號(hào)不同速率轉(zhuǎn)化溫度(起始點(diǎn))/℃

度/℃度/℃

140K527.1645.1817.5

230K524.0633.2.818.7

320K520.0629.7833.2

410K516.6630.3822.9

23

DTA曲線中隨著升溫速率的改變出現(xiàn)各量熱響應(yīng)提升的情況,所得測(cè)試特征溫度對(duì)比表如表4、5所示。對(duì)于玻璃而言,快速升

溫有助于晶核的形成。在速率為10℃/min時(shí),析晶行為難以識(shí)別。在速率達(dá)到20℃/min以上時(shí),析晶行為較明顯,模擬1#、2#樣品

的特征溫度可以有效的被觀測(cè)到;這意味著不同實(shí)驗(yàn)室及不同測(cè)試設(shè)備通過(guò)改變?cè)摋l件均可實(shí)現(xiàn)有效觀測(cè)特征溫度,同時(shí)應(yīng)使用相同

條件做溫度校準(zhǔn)曲線以得到該條件下的相關(guān)性校準(zhǔn)關(guān)系。從效率上看,速率30℃/min的條件作為測(cè)試條件可降低測(cè)試時(shí)長(zhǎng),本方法

選擇該升溫速率作為測(cè)試條件。

C)稱樣量對(duì)液相溫度的影響

分別稱取10mg、20mg、30mg、40mg模擬1#、2#號(hào)進(jìn)行測(cè)試,所得DTA曲線如圖5、6所示:

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圖5模擬1#不同稱樣量對(duì)量熱曲線的影響DTA法

表6模擬1#不同稱樣量特征溫度對(duì)比表

外推析晶起始溫度外推析晶終止溫度

序號(hào)不同質(zhì)量轉(zhuǎn)化溫度(起始點(diǎn))/℃

/℃/℃

110mg524.1647.7802.9

220mg515.0621.4785.7

330mg514.9620.7779.8

440mg514.9624.6795.8

25

圖6模擬2#不同稱樣量對(duì)量熱曲線的影響DTA法

表7模擬2#不同稱樣量特征溫度對(duì)比表

外推析晶起始溫度外推析晶終止溫度

序號(hào)不同質(zhì)量轉(zhuǎn)化溫度(起始點(diǎn))/℃

/℃/℃

110mg524.2643.9772.2

220mg527.6634.6805.1

330mg527.3636.5816.5

440mg524.3639.5857.8

DTA曲線所得測(cè)試特征溫度對(duì)比表如表4、5所示,在稱樣量為10mg、20mg時(shí),模擬1#、2#的基線均出現(xiàn)有較大的波動(dòng)情況,

玻璃化轉(zhuǎn)變行為響應(yīng)較弱,但是可以觀測(cè)到明顯析晶行為。在稱樣量為30mg、40mg時(shí),模擬1#、2#的基線、玻璃化轉(zhuǎn)變、析晶各行

為均達(dá)到較好效果,易于標(biāo)注特征溫度,在比較不同稱樣量情況下的外推析晶終止溫度時(shí)發(fā)現(xiàn),稱樣量過(guò)高會(huì)出現(xiàn)有外推析晶終止溫

度明顯增高的情況。過(guò)高的稱樣量對(duì)高精度的量熱設(shè)備而言也存在有傳熱滯后等現(xiàn)象,綜合上述影響相較之下,確認(rèn)以稱樣量30mg

左右作為稱量用條件。

D)確認(rèn)最優(yōu)測(cè)試條件

在考察相應(yīng)影響因素后,DTA法測(cè)試玻璃固化體的條件為:將高放廢液玻璃固化體制品破碎研磨至粒徑>200目,稱量試樣30mg

左右放入坩堝內(nèi),以30℃/min的速率從室溫加熱至1100℃保證試樣完全液化。終止溫度掃描,待爐體溫度降至室溫后取出樣品,終

止測(cè)試。

26

2)DSC法測(cè)試轉(zhuǎn)化溫度、析晶溫度和液相溫度測(cè)試條件的考察

1)測(cè)試條件

選取模擬1#、2#樣品分別改變DSC設(shè)備測(cè)試條件中的樣品粒徑、升溫速率對(duì)轉(zhuǎn)化溫度、析晶溫度和液相溫度的影響進(jìn)行考量,

具體測(cè)試參數(shù)如表8所示:

表8DSC測(cè)試參數(shù)考察表

考察內(nèi)容具體參數(shù)測(cè)試條件

60目篩上、60目稱量試樣15mg左右放入坩堝內(nèi),以40℃/min的速率從室溫

粒徑~120目、120目~200加熱至1100℃,終止溫度掃描,待爐體溫度降至室溫后取出

目、200目~325目樣品,終止測(cè)試。

10℃/min、20℃

粒徑>200目,稱量試樣15mg左右放入坩堝內(nèi),從室溫加熱

/min、30℃/min、

升溫速率至1100℃,終止溫度掃描,待爐體溫度降至室溫后取出樣品,

40℃/min、45℃

終止測(cè)試。

/min

A)粒徑對(duì)液相溫度的影響

分別對(duì)60目篩上、60目~120目、120目~200目、200目~325目粒徑的模擬1#、2#號(hào)樣品進(jìn)行測(cè)試,所得DSC曲線如圖7、8

所示:

27

圖7模擬1#不同粒徑對(duì)量熱曲線的影響DSC法

表9模擬1#不同粒徑特征溫度對(duì)比表

外推析晶起始溫度外推析晶終止溫度

序號(hào)不同粒徑轉(zhuǎn)化溫度(起始點(diǎn))/℃

/℃/℃

1325-200目528.2652.3794.4

2200-120目526.7636.4808.2

3120-60目526.1618.6741.6

460目以上526.9653.9733.1

28

圖8模擬2#不同粒徑對(duì)量熱曲線的影響DSC法

表10模擬2#不同粒徑特征溫度對(duì)比表

外推析晶起始溫度外推析晶終止溫度

序號(hào)不同粒徑轉(zhuǎn)化溫度(起始點(diǎn))/℃

/℃/℃

1325-200目530.8653.4858.6

2200-120目530.7656.1859.5

3120-60目531.2662.0831.8

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