Study of the chemical stability of Sr0.5Zr2(PO4)3 phosphate with a cosnarite structure in various environments

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Samples of ceramics based on Sr0.5Zr2(PO4)3 phosphate with the structure of the kosnarite mineral (NaZr2(PO4)3, NZP) were obtained by electric pulse plasma sintering. Submicron phosphate powders with particle sizes less than 1 μm were obtained by the sol-gel method. Powders and ceramics have a single-phase NZP structure. The relative density of the ceramics was 97.6%. The chemical stability of the obtained ceramics was studied in static mode at 90°C in distilled and mineral water and in acidic and alkaline environments. The minimum achieved leaching rates were ~10-4-10-6 g/(cm2 day). The in uence of the contact environment on the rate and mechanism of Sr leaching from Sr0.5Zr2(PO4)3 ceramic samples within 42 days was studied. It has been shown that Sr leaching occurs due to the dissolution of the surface layer of ceramics when tested in distilled water and in mineral water (up to 7 days) and due to Sr leaching from the open ceramic surface after 7 days of testing in mineral water.

About the authors

L. S. Alekseeva

Lobachevsky State University

Email: golovkina_lyudmila@mail.ru

A. V. Nokhrin

Lobachevsky State University

A. I. Orlova

Lobachevsky State University

M. S. Boldin

Lobachevsky State University

A. V. Voronin

Lobachevsky State University

A. A. Murashov

Lobachevsky State University

V. N. Chuvil'deev

Lobachevsky State University

References

  1. Ojovan M.I., Lee W.E. // Metall. Mater. Trans. A. 2011. Vol. 42. P. 837-851.
  2. Stefanovsky S.V., Yudintsev S.V., Gieré R., Lumpkin G.R. // Energy, Waste and Environment: Geological Society of London Special Publications. 2004. Vol. 236. P. 37-63.
  3. Montel J.M. // C. R. Geosci. 2011. Vol. 343. P. 230-236.
  4. Wen M.F., Yu B., Luo M., Chen J. // Adv. Mater. Res. 2012. Vol. 482-484. P. 58-61.
  5. Pilania R.K., Pathak N., Saini M., Sooraj K.P., Ranjan M., Dube C.L. // Ceram. Int. 2023.https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2023.01.188.
  6. Zhang Y., Kong L., Ionescu M., Gregg D.J. // J. Eur. Ceram. Soc. 2022. Vol. 42, N 5. P. 1852-1876.
  7. Liu H., Wang H., Zhao J., Li J., Zhang X., Yang J., Zhu Y., Xie R., Zheng K., Huang H., Huo J. // Ceram. Int. 2022. Vol. 48, N 23. Part A. P. 34298-34307.
  8. Orlova A.I., Ojovan M.I. // Materials. 2019. Vol. 12, N 16. Article 2638. https://doi.org/10.3390/ma12162638
  9. Shichalin O.O., Belov A.A., Zavyalov A.P., Papynov E.K., Azon S.A., Fedorets A.N., Buravlev I.Yu., Balanov M.I., Tananaev I.G., Shi Y., Zhang Q., Niu M., Liu W., Portnyagin A.S. // Ceram. Int. 2022. Vol. 48, N 14. P. 19597-19605.
  10. Yang Y., Ning X., Luo S., Dong F., Li L. // Procedia Environ. Sci. 2016. Vol. 31. P. 330-334.
  11. Pet'kov V., Asabina E., Loshkarev V., Sukhanov M. // J. Nucl. Mater. 2016. Vol. 471. P. 122-128.
  12. Orlova A.I., Volgutov V.Yu., Mikhailov D.A., Bykov D.M., Skuratov V.A., Chuvil'deev V.N., Nokhrin A.V., Boldin M.S., Sakharov N.V. // J. Nucl. Mater. 2014. Vol. 446, N 1-3. P. 232-239.
  13. Wang J., Wei Y., Wang J., Zhang X., Wang Y., Li N. // Ceram. Int. 2022. Vol. 48, N 9. P. 12772-12778.
  14. Hashimoto C., Nakayama S. // J. Nucl. Mater. 2013. Vol. 440, N 1-3. P. 153-157.
  15. Hashimoto C., Nakajima Y., Terada T., Itoh K., Nakayama S. // J. Nucl. Mater. 2011. Vol. 408, N 3. P. 231-235.
  16. Bohre A., Shrivastava O.P. // J. Nucl. Mater. 2013. Vol. 433,. N 1-3. P. 486-493.
  17. Wei Y., Luo P., Wang J. Wen J., Zhan L., Zhang X., Yang S., Wang J. // J. Nucl. Mater. 2020. Vol. 540. Article 152366.
  18. Prekajski Đorđević M., Maletaškić J., Stanković N., Babić B., Yoshida K., Yano T., Matović B. // Ceram. Int. 2018. Vol. 44, N 2. P. 1771-1777.
  19. Matovic B., Prekajski Djordjevic M., Maletaskic J., Yoshida K., Yano T. // Energy Procedia. 2017. Vol. 131. P. 140-145.
  20. Ravikumar R., Gopal B. // J. Nucl. Mater. 2022. Vol. 558. Article 153388.
  21. Das P., Pathak N., Sanyal B., Dash S., Kadam R.M. // J. Alloys Compd. 2019. Vol. 810. Article 151906.
  22. Ravikumar R., Gopal B., Jena H. // J. Hazard. Mater. 2020. Vol. 394. Article 122552.
  23. Papynov E.K., Shichalin O.O., Buravlev I.Yu., Belov A.A., Portnyagin A.S., Fedorets A.N., Azarova Yu.A., Tananaev I.G., Sergienko V.I // Vacuum. 2020. Vol. 180. Article 109628.
  24. Alamo J., Roy R. // J. Mater. Sci. 1986. Vol. 21. P. 444-450.
  25. Orlova A.I. // J. Nucl. Mater. 2022. Vol. 559. Article 153407.
  26. Wang Y., Zhou Y., Song Y., Yang L., Liu F. // Ceram. Int. 2018. Vol. 44. P. 16698-16702.
  27. De Groot G.J., Van der Sloot H.A. // Stabilization and Solidification of Hazardous, Radioactive and Mixed Wastes / Eds. T.M. Gilliam, C.C. Wiles. Philadelphia: ASTM, 1992. Vol. 2. P. 149-170.
  28. Torras J., Buj I., Rovira M., de Pablo J. // J. Hazard. Mater. 2011. Vol. 186. P. 1954-1960.
  29. Xue Q., Wang P., Li J.-S., Zhang T.-T., Wang S.-Y. // Chemosphere. 2017. Vol. 166. P. 1-7. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2016.09.059.
  30. Rahaman M.N. Ceramic Processing and Sintering. New York: Dekker, 2003. 875 p.
  31. Aloy A.S., Nikandrova M.V. // Radiochemistry. 2014. Vol. 56. P. 633-638. https://doi.org/10.1134/S1066362214060095
  32. Vinokurov S.E., Kulikova S.A., Myasoedov B.F. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2018. Vol. 318. P. 2401-2405.
  33. Papynov E.K., Belov A.A., Shichalin O.O., Buravlev I Yu., Azon S.A., Gridasova E.A., Parotkina Yu.A., Yagofarov V Yu., Drankov A.N., Golub A.V., Tananaev I.G. // Russ. J. Inorg. Chem. 2021. Vol. 66. P. 645-653. https://doi.org/10.1134/S0036023621050132
  34. Papynov E.K., Belov A.A., Shichalin O.O., Buravlev I Yu., Azon S.A., Golub A.V., Gerasimenko A.V., Parotkina Yu.А., Zavjalov A.P., Tananaev I.G., Sergienko V.I. // Nucl. Eng. Technol. 2021. Vol. 53, N 7. P. 2289-2294. https://doi.org/10.1016/j.net.2021.01.024
  35. Shi M., Luo F., Miao Y., Xu Z., Yuan B., Li Y., Huang W., Lu X. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2022. Vol. 331. P. 4099-4110. https://doi.org/10.1007/s10967-022-08465-0

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».