最近、中国科学院（CAS）上海光学精密機械研究所（SIPMR）の先端レーザーおよび光電子機能材料部門は、アルカリ性リン酸アルミニウムガラスの腐食メカニズムに関して新たな進歩を遂げました。研究結果は、「リン酸アルミニウムガラスの腐食時の結晶相の形成メカニズム」というタイトルで、物理化学Cジャーナルに掲載されました。物理化学C。
リン酸アルミニウムガラスは、核廃棄物ガラスの硬化に重要な用途があります。その中でも、化学的安定性は、その用途にとって非常に重要です。ガラスの化学的安定性をより深く理解するには、その化学的腐食メカニズムを認識することが不可欠です。ガラスの腐食メカニズムの研究には長年の歴史がありますが、まだ多くの論争があります。これまでの研究は主にホウケイ酸ガラスに焦点を当てており、リン酸ガラスの腐食メカニズムはあまり研究されていません。
本研究では、さまざまな先進的な核磁気共鳴技術を使用して、腐食前後のアルカリアルミニウムリン酸ガラスの構造を原子スケールで解析し、水溶液中のガラスのQ1基とQ0基に2つの異なる溶解モードがあることを発見しました。これにより、リン酸ガラス表面の結晶層は、ガラス成分の溶解とそれに続くガラス表面への堆積に由来することが確認されました。アルカリアルミニウムリン酸ガラスの水溶液への溶解のメカニズムと表面の結晶層の形成が明らかになり、アルカリアルミニウムリン酸ガラスの化学的安定性のメカニズムに対する理解が深まりました。
(a) ガラスの2つの溶解モード。 (b) 腐食したガラスの27Al｛27Al｝ 2D WURST 2Q-1Qスペクトル。
