本發(fā)明屬于環(huán)保領(lǐng)域中用于放射性廢料固化處理的人造巖石的制備，涉及一種gd2ti2-xzrxo7燒綠石的自蔓延制備方法。本發(fā)明制備的燒綠石型人造巖石—gd2ti2-xzrxo7燒綠石，特別適用于高放廢物中錒系核素的長(zhǎng)期安全固化處理與處置。

背景技術(shù)：

放射性廢物的處理與處置是核工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，目前中低放廢物的處理與處置技術(shù)已經(jīng)較為成熟，高放射性廢物（簡(jiǎn)稱hlw）的處理依然是國(guó)內(nèi)外放射性廢物處置的重點(diǎn)和難點(diǎn)。人造巖石作為第二代處置hlw的固化基材，利用類質(zhì)同象原理將放射性核素固定在礦相的晶格之中。燒綠石（pyrochlore）作為人造巖石中的主要礦相之一，具有高核素包容量、高熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，以及優(yōu)異的抗輻照性能，是理想的hlw固化介質(zhì)。目前，人造巖石的制備主要分為液相法和固相法。液相法主要包括氫氧化物法和溶膠-凝膠法，液相法制備燒綠石人造巖石固化體，工藝較復(fù)雜，原料成本比較高。采用固相法制備燒綠石，工藝簡(jiǎn)單，原料易得且價(jià)格較低。因此，用固相法制備燒綠石型人造巖石更適合工程化應(yīng)用。然而，目前固相法存在制備周期長(zhǎng)、合成溫度較高的問(wèn)題，想要獲得致密度高的燒綠石塊體，需要引入高溫高壓、熱等靜壓等強(qiáng)致密化工藝，設(shè)備要求高，工藝較為復(fù)雜，這些因素很大程度上阻礙了燒綠石型人造巖石固化處理hlw的工程化應(yīng)用。

自蔓延高溫合成（self-propagatinghigh-temperaturesynthesis，簡(jiǎn)稱shs）是在1967年由前蘇聯(lián)科學(xué)家merzhanov等人首次提出的。與傳統(tǒng)工藝相比，shs技術(shù)具有合成速度快、低能耗、設(shè)備簡(jiǎn)單和操作方便等優(yōu)點(diǎn)，受到了國(guó)內(nèi)外各研究機(jī)構(gòu)的高度重視。鑒于shs技術(shù)的諸多優(yōu)點(diǎn)，印度學(xué)者muthuraman在1994年提出將此技術(shù)應(yīng)用于放射性核廢物的固化處理（m.muthuraman等，燃燒合成制備氧化物材料固化核廢料，材料科學(xué)快報(bào)，1994,17:977)，在1998年俄羅斯borovinskaya等采用fe2o3作為氧化劑，利用shs反應(yīng)制取了鈣鈦礦（catio3）固化裂變核素sr（borovinskaya等,類礦物材料的shs制備及其對(duì)放射性廢料的固化處理，國(guó)際自蔓延雜志,199，7：129）。

燒綠石（化學(xué)式a2b2o7）作為螢石結(jié)構(gòu)的衍生物，可選擇的a和b離子范圍廣，從而可以滿足燒綠石的電價(jià)中和和離子半徑需求，讓固化多種放射性核素進(jìn)一步成為可能；a位可以被na、ca、y以及鑭系和錒系元素所取代；而b位則可以被ti、zr、nb、hf、ta、sn和w取代；由于核素進(jìn)入燒綠石的晶位形成晶格固溶，其穩(wěn)定性和長(zhǎng)期安全性可以得到保證；另外，a和b位如果被gd、sm、hf等中子吸收劑所占據(jù)，使燒綠石作為錒系核素的固化介質(zhì)，還可以大幅度提高固化體的臨界安全性。

現(xiàn)有技術(shù)中，燒綠石合成方法主要包括：（1）機(jī)械球磨反應(yīng)法，（2）常壓下的高溫固相反應(yīng)法，（3）高溫高壓反應(yīng)合成法。這些合成工藝相對(duì)較為復(fù)雜，且合成周期長(zhǎng)，不利于燒綠石固化工藝的大規(guī)模推廣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種gd2ti2-xzrxo7燒綠石的自蔓延制備方法。本發(fā)明采用自蔓延高溫合成（簡(jiǎn)稱shs）結(jié)合快速加壓工藝制備燒綠石型人造巖石，合成速度快、低能耗、設(shè)備操作方便，同時(shí)可對(duì)燃燒后樣品快速施加壓力，能在較短時(shí)間能獲得高致密化樣品，進(jìn)一步提高了gd2ti2-xzrxo7燒綠石的核素固化性能，有利于工程化應(yīng)用和推廣。

本發(fā)明的主要內(nèi)容是：一種gd2ti2-xzrxo7燒綠石的自蔓延制備方法，其特征是：采用ti粉作為還原劑，cuo粉末作為氧化劑，用自蔓延高溫合成（簡(jiǎn)稱shs）結(jié)合快速加壓技術(shù)制取gd2ti2-xzrxo7燒綠石型人造巖石塊體，其化學(xué)反應(yīng)方程式（ⅰ）為：

3ti+(1-2x)tio2+2xzro2+2gd2o3+6cuo=2gd2ti2-xzrxo7+6cu（?。?/p>

本發(fā)明的內(nèi)容是：一種gd2ti2-xzrxo7燒綠石的自蔓延制備方法，其特征之處是包括下列步驟：

a、配料：按ti：tio2：zro2：gd2o3：cuo=3：(1-2x)：2x：2：6的摩爾比取ti、tio2、zro2、gd2o3、cuo粉體作為原料；

b、磨料：將上述組分原料經(jīng)干法球磨10～30分鐘，混合均勻，過(guò)100目篩，得到混合料，放入烘箱中，在80℃溫度下烘干30分鐘，得烘干的混合料；

c、粗坯壓制成型：取10～50g烘干的混合料裝入φ20～50mm不銹鋼模具中，采用10～50mpa壓力將烘干的混合料壓制成直徑20～50mm的（圓柱形的）坯料（1）；

d、gd2ti2-xzrxo7燒綠石型人造巖石的自蔓延高溫合成與致密化：

采用自蔓延準(zhǔn)等靜壓裝置，該裝置的組成包括：由底部、下端與底部連接或連為一體的環(huán)形側(cè)壁構(gòu)成的鋼模（4），銅電極（5），與銅電極（5）一端連接的鎢絲（3），設(shè)置于鋼模（4）的環(huán)形側(cè)壁內(nèi)上端的壓頭（6），以及設(shè)置于壓頭（6）上方的加壓用液壓機(jī)（7）；

用石英砂（2）鋪滿鋼模（4）內(nèi)底部，將坯料（1）置于石英砂（2）上，坯料（1）的一側(cè)面與連接在銅電極（5）一端的鎢絲（3）接觸，再用石英砂（2）將鋼模（4）內(nèi)填滿，用壓頭（6）封閉鋼模（4）；

對(duì)鎢絲（3）通直流電，通電電壓為5～30v、電流為30～200a，當(dāng)達(dá)到設(shè)定電流50～60a即可引燃鎢絲（3），通過(guò)燃燒的鎢絲（3）加熱點(diǎn)燃坯料（1）；

在燃燒結(jié)束后的5～30s時(shí)間內(nèi)，采用液壓機(jī)（7）對(duì)壓頭（6）施加50～200mpa壓力并保持施壓20～100s，將反應(yīng)后坯料（1）[即：通過(guò)燃燒的鎢絲(3)加熱點(diǎn)燃的坯料（1）在燃燒結(jié)束并經(jīng)被施壓后得到的物料]冷卻至常溫；將冷卻后的反應(yīng)后坯料（1）取出，即為制得的（高致密度）gd2ti2-xzrxo7燒綠石（塊體）。

本發(fā)明的內(nèi)容中：步驟a中所述x值介于0到0.5之間，即為：0＜x≤0.5。

本發(fā)明的內(nèi)容中：步驟d中所述石英砂（2）的粒度較好的是不大于70目。

本發(fā)明的內(nèi)容中：步驟a中所述原料的粒度較好的是小于200目。

本發(fā)明的內(nèi)容中：步驟a中所述原料的純度較好的是高于99%。

本發(fā)明的另一主要內(nèi)容是：一種gd2ti2-xzrxo7燒綠石的自蔓延制備方法，其特征是：采用ti粉作為還原劑，cuo粉末作為氧化劑，用自蔓延高溫合成（簡(jiǎn)稱shs）結(jié)合快速加壓技術(shù)制取gd2ti2-xzrxo7燒綠石型人造巖石塊體，其化學(xué)反應(yīng)方程式（ⅱ）為：

(2-x)ti+xzro2+gd2o3+(4-2x)cuo=gd2ti2-xzrxo7+(4-2x)cu（ⅱ）

本發(fā)明的另一內(nèi)容是：一種gd2ti2-xzrxo7燒綠石的自蔓延制備方法，其特征之處是包括下列步驟：

a、配料：按ti：zro2：gd2o3：cuo=(2-x)：x：1：(4-2x)的摩爾比取ti、zro2、gd2o3、cuo粉體作為原料；

b、磨料：將上述組分原料經(jīng)干法球磨10～30分鐘，混合均勻，過(guò)100目篩，得到混合料，放入烘箱中，在80℃溫度下烘干30分鐘，得烘干的混合料；

c、粗坯壓制成型：取10～50g烘干的混合料裝入φ20～50mm不銹鋼模具中，采用10～50mpa壓力將烘干的混合料壓制成直徑20～50mm的（圓柱形的）坯料（1）；

d、gd2ti2-xzrxo7燒綠石型人造巖石的自蔓延高溫合成與致密化：

采用自蔓延準(zhǔn)等靜壓裝置，該裝置的組成包括：由底部、下端與底部連接或連為一體的環(huán)形側(cè)壁構(gòu)成的鋼模（4），銅電極（5）,與銅電極（5）一端連接的鎢絲（3），設(shè)置于鋼模（4）的環(huán)形側(cè)壁內(nèi)上端的壓頭（6），以及設(shè)置于壓頭（6）上方的加壓用液壓機(jī)（7）；

用石英砂（2）鋪滿鋼模（4）內(nèi)底部，將坯料（1）置于石英砂（2）上，坯料（1）的一側(cè)面與連接在銅電極（5）一端的鎢絲（3）接觸，再用石英砂（2）將鋼模（4）內(nèi)填滿，用壓頭（6）封閉鋼模（4）；

對(duì)鎢絲(3)通直流電，通電電壓為5～30v、電流為30～200a，當(dāng)達(dá)到設(shè)定電流50～60a即可引燃鎢絲（3），通過(guò)燃燒的鎢絲（3）加熱點(diǎn)燃坯料（1）；

在燃燒結(jié)束后的5～30s時(shí)間內(nèi)，采用液壓機(jī)（7）對(duì)壓頭（6）施加50～200mpa壓力并保持施壓20～100s，將反應(yīng)后坯料（1）[即：通過(guò)燃燒的鎢絲(3)加熱點(diǎn)燃的坯料（1）在燃燒結(jié)束并經(jīng)被施壓后得到的物料]冷卻至常溫；將冷卻后的反應(yīng)后坯料（1）取出，即為制得的（高致密度）gd2ti2-xzrxo7燒綠石（塊體）。

本發(fā)明的另一內(nèi)容中：步驟a中所述x值介于0.5到0.9之間，即：0.5≤x≤0.9。

本發(fā)明的另一內(nèi)容中：步驟d中所述石英砂（2）的粒度較好的是不大于70目。

本發(fā)明的另一內(nèi)容中：步驟a中所述原料的粒度較好的是小于200目。

本發(fā)明的另一內(nèi)容中：步驟a中所述原料的純度較好的是高于99%。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有下列特點(diǎn)和有益效果：

（1）本發(fā)明采用自蔓延高溫合成（簡(jiǎn)稱shs）的自蔓延準(zhǔn)等靜壓裝置，即采用自蔓延結(jié)合快速加壓制備工藝制備gd2ti2-xzrxo7燒綠石塊體，合成速度快、反應(yīng)溫度高、產(chǎn)物純度高、產(chǎn)品致密度高、能耗低、工藝簡(jiǎn)單，同時(shí)可對(duì)燃燒后樣品快速施加壓力，能在較短時(shí)間能獲得高度致密化樣品；除此以外，自蔓延準(zhǔn)等靜壓裝置只需要簡(jiǎn)單的改裝，就可以應(yīng)用現(xiàn)有的點(diǎn)火方式，如激光點(diǎn)火、輻射流點(diǎn)火、線性加熱的熱爆炸等；通過(guò)調(diào)整樣品在鋼模具中的高度，就可以實(shí)現(xiàn)調(diào)整引燃樣品的位置，從而構(gòu)成梯度燒結(jié)；

（2）采用本發(fā)明，選用核素包容范圍廣、核素包容量大、抗輻照性能好、熱且化學(xué)穩(wěn)定性高的燒綠石作為人造巖石的主要礦相，提供了一種ti粉作為還原劑，cuo作為氧化劑，自蔓延高溫合成（簡(jiǎn)稱shs）結(jié)合快速加壓工藝制備高致密度的燒綠石型人造巖石固化體的方法，用于處置高放廢物，可以從根本上保證錒系核素固化體的穩(wěn)定性和長(zhǎng)期安全性；根據(jù)shs化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)，由于反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)，所以，反應(yīng)一旦開(kāi)始，就不需要外部熱源的維持；本發(fā)明采用ti粉為還原劑，cuo粉為氧化劑，固定ti與cuo摩爾比為1：2的情況下，設(shè)計(jì)反應(yīng)式中ti和tio2比例的不同，從而調(diào)節(jié)shs的反應(yīng)溫度，以便針對(duì)不同成分的高放廢物，選取不同的配比以便靈活進(jìn)行固化處理；

（3）本發(fā)明制備的燒綠石型人造巖石（即gd2ti2-xzrxo7燒綠石），其主要礦相為gd2ti2-xzrxo7和金屬cu相；gd2ti2o7的gd位可以被na、ca、y以及鑭系和錒系元素所取代；而ti位則可以被zr、nb、hf、ta、sn和w取代，另外產(chǎn)物中有金屬cu相，可以與hlw中的金屬元素形成合成相，從而進(jìn)一步提高固化體的包容量；

（4）本發(fā)明采用自蔓延高溫合成結(jié)合快速致密化工藝，僅需數(shù)分鐘時(shí)間，即可合成高熱穩(wěn)定性、高化學(xué)穩(wěn)定性、抗輻照性能優(yōu)異的燒綠石型人造巖石致密固化體；具有合成速度快、生產(chǎn)效率高、反應(yīng)溫度高、能耗低、產(chǎn)物純度高、工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，制得的高致密度gd2ti2-xzrxo7燒綠石適用于高放廢物中錒系核素的長(zhǎng)期安全固化處理與處置，對(duì)于燒綠石固化處理和處置hlw的工程化應(yīng)用具有較大的推動(dòng)作用，實(shí)用性強(qiáng)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明自蔓延結(jié)合快速加壓制備gd2ti2-xzrxo7燒綠石的示意圖，圖中：1—坯料、2—石英砂、3—鎢絲、4—鋼模、5—銅電極、6—壓頭、7—液壓機(jī)。

圖2是實(shí)施例1所得樣品[即：制得的（高致密度）gd2ti2-xzrxo7燒綠石（塊體）]的x射線衍射圖譜，圖中可見(jiàn)：采用反應(yīng)式（?。┲频脴悠穬H包含gd2ti1.7zr0.3o7燒綠石和cu兩種物相；

圖3是實(shí)施例2所得樣品[即：制得的（高致密度）gd2ti2-xzrxo7燒綠石（塊體）]的x射線衍射圖譜，圖中可見(jiàn)：采用反應(yīng)式（ⅱ）制得樣品僅包含gd2ti1.5zr0.5o7燒綠石和cu兩種物相；

圖4是實(shí)施例3所得樣品[即：制得的（高致密度）gd2ti2-xzrxo7燒綠石（塊體）]的x射線衍射圖譜，圖中可見(jiàn)：采用反應(yīng)式（ⅱ）制得樣品僅包含gd2ti1.3zr0.7o7燒綠石和cu兩種物相；

圖5是實(shí)施例4所得樣品[即：制得的（高致密度）gd2ti2-xzrxo7燒綠石（塊體）]的x射線衍射圖譜，圖中可見(jiàn)：采用反應(yīng)式（ⅱ）制得樣品僅包含gd2ti1.1zr0.9o7燒綠石和cu兩種物相。

具體實(shí)施方式

下面給出的實(shí)施例擬對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不能理解為是對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述本發(fā)明的內(nèi)容對(duì)本發(fā)明作出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1：

一種gd2ti2-xzrxo7燒綠石的自蔓延制備方法，包括以下工藝步驟：

（1）以ti為還原劑，cuo為氧化劑，按以下反應(yīng)方程式（?。┻M(jìn)行配料：

3ti+0.4tio2+0.6zro2+2gd2o3+6cuo=2gd2ti1.7zr0.3o7+6cu（?。?/p>

各反應(yīng)劑原料的摩爾比為ti：tio2：zro2：gd2o3：cuo=15：2：3：10：30，根據(jù)各自的分子量和含量，對(duì)應(yīng)的質(zhì)量百分比含量為：ti：10.1%，tio2：2.25%，zro2：5.2%，gd2o3：50.99%，cuo：31.46%；

（2）將上述組分原料經(jīng)干法球磨30分鐘，混合均勻，經(jīng)100目篩，得到混合料，放在烘箱中，80℃條件下烘干30分鐘。取20g混合料裝入φ25mm不銹鋼模具中，采用20mpa壓力將混合料壓制成直徑25mm、厚度約為20mm的圓柱形坯料1；

（3）將shs成型粗坯（即所述：圓柱形坯料1）放入自蔓延準(zhǔn)等靜壓裝置中，以鎢絲作為shs點(diǎn)火材料，保證鎢絲連接完好并與反應(yīng)坯料完全接觸，然后以70～100目石英砂作為傳壓介質(zhì)將粗坯完全包埋。首先在電壓為20v、電流為50a的直流電作用下將鎢絲引燃，通過(guò)鎢絲燃燒產(chǎn)生的高溫點(diǎn)燃反應(yīng)物料，在燃燒反應(yīng)結(jié)束后25s，對(duì)樣品（即：所述圓柱形坯料1燃燒反應(yīng)結(jié)束后得到的物料）施加50mpa壓力并保壓60s，待樣品完全冷卻后，取出被石英砂包裹的樣品，即獲得致密的燒綠石型人造巖石塊材。

樣品物相僅包括gd2ti1.7zr0.3o7燒綠石和金屬cu兩相，采用x射線衍射儀測(cè)定其物相組成結(jié)果如附圖2所示。

實(shí)施例2：

一種gd2ti2-xzrxo7燒綠石的自蔓延制備方法，包括以下工藝步驟：

（1）以ti為還原劑，cuo為氧化劑，按以下反應(yīng)方程式（ⅱ）進(jìn)行配料：

3ti+zro2+2gd2o3+6cuo=2gd2ti1.5zr0.5o7+6cu（ⅱ）

各反應(yīng)劑原料的摩爾比為ti：zro2：gd2o3：cuo=3：1：2：6，根據(jù)各自的分子量和含量，對(duì)應(yīng)的質(zhì)量百分比含量為：ti：9.77%，zro2：8.39%，gd2o3：49.35%，cuo：30.45%；

（2）將上述組分原料經(jīng)干法球磨30分鐘，混合均勻，經(jīng)100目篩，得到混合料，放在烘箱中，80℃條件下烘干30分鐘。取20g混合料裝入φ25mm不銹鋼模具中，采用20mpa壓力將混合料壓制成直徑25mm，厚度約為20mm的圓柱形坯料1；

（3）將shs成型粗坯（即所述：圓柱形坯料1）放入自蔓延準(zhǔn)等靜壓裝置中，以鎢絲作為shs點(diǎn)火材料，保證鎢絲連接完好并與反應(yīng)坯料完全接觸，然后以70～100目石英砂作為傳壓介質(zhì)將粗坯完全包埋。首先在電壓為20v、電流為50a的直流電作用下將鎢絲引燃，通過(guò)鎢絲燃燒產(chǎn)生的高溫點(diǎn)燃反應(yīng)物料，在燃燒反應(yīng)結(jié)束后25s，對(duì)樣品（即：所述圓柱形坯料1燃燒反應(yīng)結(jié)束后得到的物料）施加50mpa壓力并保壓60s，待樣品完全冷卻后，取出被石英砂包裹的樣品，即獲得致密的燒綠石型人造巖石塊材。

樣品物相僅包括gd2ti1.5zr0.5o7燒綠石和金屬cu兩相，采用x射線衍射儀測(cè)定其物相組成結(jié)果如附圖3所示。

實(shí)施例3：

一種gd2ti2-xzrxo7燒綠石的自蔓延制備方法，包括以下工藝步驟：

（1）以ti為還原劑，cuo為氧化劑，按反應(yīng)方程式（ⅱ）進(jìn)行配料：

13ti+7zro2+10gd2o3+26cuo=10gd2ti1.3zr0.7o7+26cu（ⅱ）

各反應(yīng)物原料的摩爾比為ti：zro2：gd2o3：cuo=13：7：10：26，根據(jù)各自的分子量和含量，對(duì)應(yīng)的質(zhì)量百分含量為：ti：8.67%，zro2：12.02%，gd2o3：50.50%，cuo：28.81%；

（2）將上述組分原料經(jīng)干法球磨30分鐘，混合均勻，經(jīng)100目篩，得到混合料，放在烘箱中，80℃條件下烘干30分鐘。取20g混合料裝入φ25mm不銹鋼模具中，采用20mpa壓力將混合料壓制成直徑25mm，厚度約為20mm的圓柱形坯料1；

（3）將shs成型粗坯（即所述：圓柱形坯料1）放入自蔓延準(zhǔn)等靜壓裝置中，以鎢絲作為shs點(diǎn)火材料，保證鎢絲連接完好并與反應(yīng)坯料完全接觸，然后以70～100目石英砂作為傳壓介質(zhì)將粗坯完全包埋。首先在電壓為20v、電流為50a的直流電作用下將鎢絲引燃，通過(guò)鎢絲燃燒產(chǎn)生的高溫點(diǎn)燃反應(yīng)物料，在燃燒反應(yīng)結(jié)束后25s，對(duì)樣品（即：所述圓柱形坯料1燃燒反應(yīng)結(jié)束后得到的物料）施加50mpa壓力并保壓60s，待樣品完全冷卻后，取出被石英砂包裹的樣品，即獲得致密的燒綠石型人造巖石塊材。

樣品物相僅包括gd2ti1.3zr0.7o7燒綠石和金屬cu兩相，采用x射線衍射儀測(cè)定其物相組成結(jié)果如附圖4所示。

實(shí)施例4：

一種gd2ti2-xzrxo7燒綠石的自蔓延制備方法，包括以下工藝步驟：

（1）以ti為還原劑，cuo為氧化劑，按反應(yīng)方程式（ⅱ）進(jìn)行配料：

11ti+9zro2+10gd2o3+22cuo=10gd2ti1.1zr0.9o7+22cu（ⅱ）

各反應(yīng)劑原料的摩爾比為ti：tio2：zro2：gd2o3：cuo=11：9：10：22，根據(jù)各自的分子量和含量，對(duì)應(yīng)的質(zhì)量百分比含量為：ti：7.51%，zro2：15.82%，gd2o3：51.71%，cuo：24.96%；

（2）將上述組分原料經(jīng)干法球磨30分鐘，混合均勻，經(jīng)100目篩，得到混合料，放在烘箱中，80℃條件下烘干30分鐘。取20g混合料裝入φ25mm不銹鋼模具中，采用20mpa壓力將混合料壓制成直徑25mm，厚度約為20mm的圓柱形坯料1；

（3）將shs成型粗坯（即所述：圓柱形坯料1）放入自蔓延準(zhǔn)等靜壓裝置中，以鎢絲作為shs點(diǎn)火材料，保證鎢絲連接完好并與反應(yīng)坯料完全接觸，然后以70～100目石英砂作為傳壓介質(zhì)將粗坯完全包埋。首先在電壓為20v、電流為50a的直流電作用下將鎢絲引燃，通過(guò)鎢絲燃燒產(chǎn)生的高溫點(diǎn)燃反應(yīng)物料，在燃燒反應(yīng)結(jié)束后25s，對(duì)樣品（即：所述圓柱形坯料1燃燒反應(yīng)結(jié)束后得到的物料）施加50mpa壓力并保壓60s，待樣品完全冷卻后，取出被石英砂包裹的樣品，即獲得致密的燒綠石型人造巖石塊材。

樣品物相僅包括gd2ti1.1zr0.9o7燒綠石和金屬cu兩相，采用x射線衍射儀測(cè)定其物相組成結(jié)果如附圖5所示。

實(shí)施例5：

一種gd2ti2-xzrxo7燒綠石的自蔓延制備方法，采用ti粉作為還原劑，cuo粉末作為氧化劑，化學(xué)反應(yīng)方程式（ⅰ）為：

3ti+(1-2x)tio2+2xzro2+2gd2o3+6cuo=2gd2ti2-xzrxo7+6cu（?。?/p>

式（?。┲校簒=0.1；

該gd2ti2-xzrxo7燒綠石的自蔓延制備方法包括下列步驟：

a、配料：按ti：tio2：zro2：gd2o3：cuo=3：(1-2x)：2x：2：6的摩爾比取ti、tio2、zro2、gd2o3、cuo粉體作為原料；

b、磨料：將上述組分原料經(jīng)干法球磨10分鐘，混合均勻，過(guò)100目篩，得到混合料，放入烘箱中，在80℃溫度下烘干30分鐘，得烘干的混合料；

c、粗坯壓制成型：取10g烘干的混合料裝入φ20mm不銹鋼模具中，采用10mpa壓力將烘干的混合料壓制成直徑20mm的（圓柱形的）坯料1；

d、gd2ti2-xzrxo7燒綠石型人造巖石的自蔓延高溫合成與致密化：

采用自蔓延準(zhǔn)等靜壓裝置，該裝置的組成包括:由底部、下端與底部連接或連為一體的環(huán)形側(cè)壁構(gòu)成的鋼模4，銅電極5,與銅電極5一端連接的鎢絲3，設(shè)置于鋼模4的環(huán)形側(cè)壁內(nèi)上端的壓頭6，以及設(shè)置于壓頭6上方的加壓用液壓機(jī)7；

用石英砂2鋪滿鋼模4內(nèi)底部，將坯料1置于石英砂2上，坯料1的一側(cè)面與連接在銅電極5一端的鎢絲3（緊密）接觸，再用石英砂2將鋼模4內(nèi)填滿，用壓頭6封閉鋼模4；

對(duì)鎢絲3通直流電，通電電壓為30v、電流為200a，當(dāng)達(dá)到設(shè)定電流50～60a即可引燃鎢絲3，通過(guò)燃燒的鎢絲3加熱點(diǎn)燃坯料1；

在燃燒結(jié)束后的5s時(shí)間內(nèi)，采用液壓機(jī)7對(duì)壓頭6施加50mpa壓力并保持施壓20s，將反應(yīng)后坯料1[即：通過(guò)燃燒的鎢絲3加熱點(diǎn)燃的坯料1在燃燒結(jié)束并經(jīng)被施壓后得到的物料]冷卻至常溫；將冷卻后的反應(yīng)后坯料1取出，即為制得的（高致密度）gd2ti2-xzrxo7燒綠石（塊體）。

實(shí)施例6：

一種gd2ti2-xzrxo7燒綠石的自蔓延制備方法，采用ti粉作為還原劑，cuo粉末作為氧化劑，化學(xué)反應(yīng)方程式（ⅰ）為：

3ti+(1-2x)tio2+2xzro2+2gd2o3+6cuo=2gd2ti2-xzrxo7+6cu（?。?/p>

式（?。┲校簒=0.2；

該gd2ti2-xzrxo7燒綠石的自蔓延制備方法包括下列步驟：

a、配料：按ti：tio2：zro2：gd2o3：cuo=3：(1-2x)：2x：2：6的摩爾比取ti、tio2、zro2、gd2o3、cuo粉體作為原料；

b、磨料：將上述組分原料經(jīng)干法球磨20分鐘，混合均勻，過(guò)100目篩，得到混合料，放入烘箱中，在80℃溫度下烘干30分鐘，得烘干的混合料；

c、粗坯壓制成型：取30g烘干的混合料裝入φ35mm不銹鋼模具中，采用30mpa壓力將烘干的混合料壓制成直徑35mm的（圓柱形的）坯料1；

d、gd2ti2-xzrxo7燒綠石型人造巖石的自蔓延高溫合成與致密化：

采用自蔓延準(zhǔn)等靜壓裝置，該裝置的組成包括:由底部、下端與底部連接或連為一體的環(huán)形側(cè)壁構(gòu)成的鋼模4，銅電極5,與銅電極5一端連接的鎢絲3，設(shè)置于鋼模4的環(huán)形側(cè)壁內(nèi)上端的壓頭6，以及設(shè)置于壓頭6上方的加壓用液壓機(jī)7；

用石英砂2鋪滿鋼模4內(nèi)底部，將坯料1置于石英砂2上，坯料1的一側(cè)面與連接在銅電極5一端的鎢絲3（緊密）接觸，再用石英砂2將鋼模4內(nèi)填滿，用壓頭6封閉鋼模4；

對(duì)鎢絲3通直流電，通電電壓為18v、電流為115a，當(dāng)達(dá)到設(shè)定電流50～60a即可引燃鎢絲3，通過(guò)燃燒的鎢絲3加熱點(diǎn)燃坯料1；

在燃燒結(jié)束后的18s時(shí)間內(nèi)，采用液壓機(jī)7對(duì)壓頭6施加125mpa壓力并保持施壓60s，將反應(yīng)后坯料1[即：通過(guò)燃燒的鎢絲3加熱點(diǎn)燃的坯料1在燃燒結(jié)束并經(jīng)被施壓后得到的物料]冷卻至常溫；將冷卻后的反應(yīng)后坯料1取出，即為制得的（高致密度）gd2ti2-xzrxo7燒綠石（塊體）。

實(shí)施例7：

一種gd2ti2-xzrxo7燒綠石的自蔓延制備方法，采用ti粉作為還原劑，cuo粉末作為氧化劑，化學(xué)反應(yīng)方程式（?。椋?/p>

3ti+(1-2x)tio2+2xzro2+2gd2o3+6cuo=2gd2ti2-xzrxo7+6cu（?。?/p>

式（ⅰ）中：x=0.4；

該gd2ti2-xzrxo7燒綠石的自蔓延制備方法包括下列步驟：

a、配料：按ti：tio2：zro2：gd2o3：cuo=3：(1-2x)：2x：2：6的摩爾比取ti、tio2、zro2、gd2o3、cuo粉體作為原料；

b、磨料：將上述組分原料經(jīng)干法球磨30分鐘，混合均勻，過(guò)100目篩，得到混合料，放入烘箱中，在80℃溫度下烘干30分鐘，得烘干的混合料；

c、粗坯壓制成型：取50g烘干的混合料裝入φ50mm不銹鋼模具中，采用50mpa壓力將烘干的混合料壓制成直徑50mm的（圓柱形的）坯料1；

d、gd2ti2-xzrxo7燒綠石型人造巖石的自蔓延高溫合成與致密化：

采用自蔓延準(zhǔn)等靜壓裝置，該裝置的組成包括:由底部、下端與底部連接或連為一體的環(huán)形側(cè)壁構(gòu)成的鋼模4，銅電極5,與銅電極5一端連接的鎢絲3，設(shè)置于鋼模4的環(huán)形側(cè)壁內(nèi)上端的壓頭6，以及設(shè)置于壓頭6上方的加壓用液壓機(jī)7；

用石英砂2鋪滿鋼模4內(nèi)底部，將坯料1置于石英砂2上，坯料1的一側(cè)面與連接在銅電極5一端的鎢絲3（緊密）接觸，再用石英砂2將鋼模4內(nèi)填滿，用壓頭6封閉鋼模4；

對(duì)鎢絲3通直流電，通電電壓為5v、電流為30a，當(dāng)達(dá)到設(shè)定電流即可引燃鎢絲3，通過(guò)燃燒的鎢絲3加熱點(diǎn)燃坯料1；

在燃燒結(jié)束后的30s時(shí)間內(nèi)，采用液壓機(jī)7對(duì)壓頭6施加200mpa壓力并保持施壓100s，將反應(yīng)后坯料1[即：通過(guò)燃燒的鎢絲3加熱點(diǎn)燃的坯料1在燃燒結(jié)束并經(jīng)被施壓后得到的物料]冷卻至常溫；將冷卻后的反應(yīng)后坯料1取出，即為制得的（高致密度）gd2ti2-xzrxo7燒綠石（塊體）。

實(shí)施例8：

一種gd2ti2-xzrxo7燒綠石的自蔓延制備方法，采用ti粉作為還原劑，cuo粉末作為氧化劑，化學(xué)反應(yīng)方程式（ⅰ）為：

3ti+(1-2x)tio2+2xzro2+2gd2o3+6cuo=2gd2ti2-xzrxo7+6cu（?。?/p>

式（?。┲校簒=0.4；

該gd2ti2-xzrxo7燒綠石的自蔓延制備方法包括下列步驟：

a、配料：按ti：tio2：zro2：gd2o3：cuo=3：(1-2x)：2x：2：6的摩爾比取ti、tio2、zro2、gd2o3、cuo粉體作為原料；

b、磨料：將上述組分原料經(jīng)干法球磨30分鐘，混合均勻，過(guò)100目篩，得到混合料，放入烘箱中，在80℃溫度下烘干30分鐘，得烘干的混合料；

c、粗坯壓制成型：取50g烘干的混合料裝入φ50mm不銹鋼模具中，采用50mpa壓力將烘干的混合料壓制成直徑50mm的（圓柱形的）坯料1；

d、gd2ti2-xzrxo7燒綠石型人造巖石的自蔓延高溫合成與致密化：

采用自蔓延準(zhǔn)等靜壓裝置，該裝置的組成包括:由底部、下端與底部連接或連為一體的環(huán)形側(cè)壁構(gòu)成的鋼模4，銅電極5,與銅電極5一端連接的鎢絲3，設(shè)置于鋼模4的環(huán)形側(cè)壁內(nèi)上端的壓頭6，以及設(shè)置于壓頭6上方的加壓用液壓機(jī)7；

用石英砂2鋪滿鋼模4內(nèi)底部，將坯料1置于石英砂2上，坯料1的一側(cè)面與連接在銅電極5一端的鎢絲3（緊密）接觸，再用石英砂2將鋼模4內(nèi)填滿，用壓頭6封閉鋼模4；

對(duì)鎢絲3通直流電，通電電壓為30v、電流為200a，當(dāng)達(dá)到設(shè)定電流50～60a即可引燃鎢絲3，通過(guò)燃燒的鎢絲3加熱點(diǎn)燃坯料1；

在燃燒結(jié)束后的30s時(shí)間內(nèi)，采用液壓機(jī)7對(duì)壓頭6施加200mpa壓力并保持施壓100s，將反應(yīng)后坯料1[即：通過(guò)燃燒的鎢絲3加熱點(diǎn)燃的坯料1在燃燒結(jié)束并經(jīng)被施壓后得到的物料]冷卻至常溫；將冷卻后的反應(yīng)后坯料1取出，即為制得的（高致密度）gd2ti2-xzrxo7燒綠石（塊體）。

實(shí)施例9：

一種gd2ti2-xzrxo7燒綠石的自蔓延制備方法，采用ti粉作為還原劑，cuo粉末作為氧化劑，化學(xué)反應(yīng)方程式（?。椋?/p>

3ti+(1-2x)tio2+2xzro2+2gd2o3+6cuo=2gd2ti2-xzrxo7+6cu（?。?/p>

式（ⅰ）中：x=0.3；

該gd2ti2-xzrxo7燒綠石的自蔓延制備方法包括下列步驟：

a、配料：按ti：tio2：zro2：gd2o3：cuo=3：(1-2x)：2x：2：6的摩爾比取ti、tio2、zro2、gd2o3、cuo粉體作為原料；

b、磨料：將上述組分原料經(jīng)干法球磨15分鐘，混合均勻，過(guò)100目篩，得到混合料，放入烘箱中，在80℃溫度下烘干30分鐘，得烘干的混合料；

c、粗坯壓制成型：取25g烘干的混合料裝入φ30mm不銹鋼模具中，采用25mpa壓力將烘干的混合料壓制成直徑30mm的（圓柱形的）坯料1；

d、gd2ti2-xzrxo7燒綠石型人造巖石的自蔓延高溫合成與致密化：

采用自蔓延準(zhǔn)等靜壓裝置，該裝置的組成包括:由底部、下端與底部連接或連為一體的環(huán)形側(cè)壁構(gòu)成的鋼模4，銅電極5,與銅電極5一端連接的鎢絲3，設(shè)置于鋼模4的環(huán)形側(cè)壁內(nèi)上端的壓頭6，以及設(shè)置于壓頭6上方的加壓用液壓機(jī)7；

用石英砂2鋪滿鋼模4內(nèi)底部，將坯料1置于石英砂2上，坯料1的一側(cè)面與連接在銅電極5一端的鎢絲3（緊密）接觸，再用石英砂2將鋼模4內(nèi)填滿，用壓頭6封閉鋼模4；

對(duì)鎢絲3通直流電，通電電壓為10v、電流為80a，當(dāng)達(dá)到設(shè)定電流50～60a即可引燃鎢絲3，通過(guò)燃燒的鎢絲3加熱點(diǎn)燃坯料1；

在燃燒結(jié)束后的5～30s時(shí)間內(nèi)，采用液壓機(jī)7對(duì)壓頭6施加90mpa壓力并保持施壓40s，將反應(yīng)后坯料1[即：通過(guò)燃燒的鎢絲3加熱點(diǎn)燃的坯料1在燃燒結(jié)束并經(jīng)被施壓后得到的物料]冷卻至常溫；將冷卻后的反應(yīng)后坯料1取出，即為制得的（高致密度）gd2ti2-xzrxo7燒綠石（塊體）。

實(shí)施例10：

一種gd2ti2-xzrxo7燒綠石的自蔓延制備方法，采用ti粉作為還原劑，cuo粉末作為氧化劑，化學(xué)反應(yīng)方程式（ⅱ）為：

(2-x)ti+xzro2+gd2o3+(4-2x)cuo=gd2ti2-xzrxo7+(4-2x)cu（ⅱ）

式（ⅱ）中：x=0.9；

該gd2ti2-xzrxo7燒綠石的自蔓延制備方法包括下列步驟：

a、配料：按ti：zro2：gd2o3：cuo=(2-x)：x：1：(4-2x)的摩爾比取ti、zro2、gd2o3、cuo粉體作為原料；

b、磨料：將上述組分原料經(jīng)干法球磨30分鐘，混合均勻，過(guò)100目篩，得到混合料，放入烘箱中，在80℃溫度下烘干30分鐘，得烘干的混合料；

c、粗坯壓制成型：取50g烘干的混合料裝入φ50mm不銹鋼模具中，采用50mpa壓力將烘干的混合料壓制成直徑50mm的（圓柱形的）坯料1；

d、gd2ti2-xzrxo7燒綠石型人造巖石的自蔓延高溫合成與致密化：

采用自蔓延準(zhǔn)等靜壓裝置，該裝置的組成包括:由底部、下端與底部連接或連為一體的環(huán)形側(cè)壁構(gòu)成的鋼模4，銅電極5,與銅電極5一端連接的鎢絲3，設(shè)置于鋼模4的環(huán)形側(cè)壁內(nèi)上端的壓頭6，以及設(shè)置于壓頭6上方的加壓用液壓機(jī)7；

用石英砂2鋪滿鋼模4內(nèi)底部，將坯料1置于石英砂2上，坯料1的一側(cè)面與連接在銅電極5一端的鎢絲3（緊密）接觸，再用石英砂2將鋼模4內(nèi)填滿，用壓頭6封閉鋼模4；

對(duì)鎢絲3通直流電，通電電壓為30v、電流為200a，當(dāng)達(dá)到設(shè)定電流50～60a即可引燃鎢絲3，通過(guò)燃燒的鎢絲3加熱點(diǎn)燃坯料1；

在燃燒結(jié)束后的30s時(shí)間內(nèi)，采用液壓機(jī)7對(duì)壓頭6施加200mpa壓力并保持施壓100s，將反應(yīng)后坯料1[即：通過(guò)燃燒的鎢絲3加熱點(diǎn)燃的坯料1在燃燒結(jié)束并經(jīng)被施壓后得到的物料]冷卻至常溫；將冷卻后的反應(yīng)后坯料1取出，即為制得的（高致密度）gd2ti2-xzrxo7燒綠石（塊體）。

實(shí)施例11：

一種gd2ti2-xzrxo7燒綠石的自蔓延制備方法，采用ti粉作為還原劑，cuo粉末作為氧化劑，化學(xué)反應(yīng)方程式（ⅱ）為：

(2-x)ti+xzro2+gd2o3+(4-2x)cuo=gd2ti2-xzrxo7+(4-2x)cu（ⅱ）

式（ⅱ）中：x=0.7；

該gd2ti2-xzrxo7燒綠石的自蔓延制備方法包括下列步驟：

a、配料：按ti：zro2：gd2o3：cuo=(2-x)：x：1：(4-2x)的摩爾比取ti、zro2、gd2o3、cuo粉體作為原料；

b、磨料：將上述組分原料經(jīng)干法球磨10分鐘，混合均勻，過(guò)100目篩，得到混合料，放入烘箱中，在80℃溫度下烘干30分鐘，得烘干的混合料；

c、粗坯壓制成型：取10g烘干的混合料裝入φ20mm不銹鋼模具中，采用10mpa壓力將烘干的混合料壓制成直徑20mm的（圓柱形的）坯料1；

d、gd2ti2-xzrxo7燒綠石型人造巖石的自蔓延高溫合成與致密化：

采用自蔓延準(zhǔn)等靜壓裝置，該裝置的組成包括:由底部、下端與底部連接或連為一體的環(huán)形側(cè)壁構(gòu)成的鋼模4，銅電極5,與銅電極5一端連接的鎢絲3，設(shè)置于鋼模4的環(huán)形側(cè)壁內(nèi)上端的壓頭6，以及設(shè)置于壓頭6上方的加壓用液壓機(jī)7；

用石英砂2鋪滿鋼模4內(nèi)底部，將坯料1置于石英砂2上，坯料1的一側(cè)面與連接在銅電極5一端的鎢絲3（緊密）接觸，再用石英砂2將鋼模4內(nèi)填滿，用壓頭6封閉鋼模4；

對(duì)鎢絲3通直流電，通電電壓為5v、電流為30a，當(dāng)達(dá)到設(shè)定電流即可引燃鎢絲3，通過(guò)燃燒的鎢絲3加熱點(diǎn)燃坯料1；

在燃燒結(jié)束后的5s時(shí)間內(nèi)，采用液壓機(jī)7對(duì)壓頭6施加50mpa壓力并保持施壓20s，將反應(yīng)后坯料1[即：通過(guò)燃燒的鎢絲3加熱點(diǎn)燃的坯料1在燃燒結(jié)束并經(jīng)被施壓后得到的物料]冷卻至常溫；將冷卻后的反應(yīng)后坯料1取出，即為制得的（高致密度）gd2ti2-xzrxo7燒綠石（塊體）。

實(shí)施例12：

一種gd2ti2-xzrxo7燒綠石的自蔓延制備方法，采用ti粉作為還原劑，cuo粉末作為氧化劑，化學(xué)反應(yīng)方程式（ⅱ）為：

(2-x)ti+xzro2+gd2o3+(4-2x)cuo=gd2ti2-xzrxo7+(4-2x)cu（ⅱ）

式（ⅱ）中：x=0.6；

該gd2ti2-xzrxo7燒綠石的自蔓延制備方法包括下列步驟：

a、配料：按ti：zro2：gd2o3：cuo=(2-x)：x：1：(4-2x)的摩爾比取ti、zro2、gd2o3、cuo粉體作為原料；

b、磨料：將上述組分原料經(jīng)干法球磨10分鐘，混合均勻，過(guò)100目篩，得到混合料，放入烘箱中，在80℃溫度下烘干30分鐘，得烘干的混合料；

c、粗坯壓制成型：取10g烘干的混合料裝入φ20mm不銹鋼模具中，采用10mpa壓力將烘干的混合料壓制成直徑20mm的（圓柱形的）坯料1；

d、gd2ti2-xzrxo7燒綠石型人造巖石的自蔓延高溫合成與致密化：

采用自蔓延準(zhǔn)等靜壓裝置，該裝置的組成包括:由底部、下端與底部連接或連為一體的環(huán)形側(cè)壁構(gòu)成的鋼模4，銅電極5,與銅電極5一端連接的鎢絲3，設(shè)置于鋼模4的環(huán)形側(cè)壁內(nèi)上端的壓頭6，以及設(shè)置于壓頭6上方的加壓用液壓機(jī)7；

用石英砂2鋪滿鋼模4內(nèi)底部，將坯料1置于石英砂2上，坯料1的一側(cè)面與連接在銅電極5一端的鎢絲3（緊密）接觸，再用石英砂2將鋼模4內(nèi)填滿，用壓頭6封閉鋼模4；

對(duì)鎢絲3通直流電，通電電壓為10v、電流為70a，當(dāng)達(dá)到設(shè)定電流50～60a即可引燃鎢絲3，通過(guò)燃燒的鎢絲3加熱點(diǎn)燃坯料1；

在燃燒結(jié)束后的5s時(shí)間內(nèi)，采用液壓機(jī)7對(duì)壓頭6施加50mpa壓力并保持施壓20s，將反應(yīng)后坯料1[即：通過(guò)燃燒的鎢絲3加熱點(diǎn)燃的坯料1在燃燒結(jié)束并經(jīng)被施壓后得到的物料]冷卻至常溫；將冷卻后的反應(yīng)后坯料1取出，即為制得的（高致密度）gd2ti2-xzrxo7燒綠石（塊體）。

實(shí)施例13：

一種gd2ti2-xzrxo7燒綠石的自蔓延制備方法，采用ti粉作為還原劑，cuo粉末作為氧化劑，化學(xué)反應(yīng)方程式（ⅱ）為：

(2-x)ti+xzro2+gd2o3+(4-2x)cuo=gd2ti2-xzrxo7+(4-2x)cu（ⅱ）

式（ⅱ）中：x=0.5；

該gd2ti2-xzrxo7燒綠石的自蔓延制備方法包括下列步驟：

a、配料：按ti：zro2：gd2o3：cuo=(2-x)：x：1：(4-2x)的摩爾比取ti、zro2、gd2o3、cuo粉體作為原料；

b、磨料：將上述組分原料經(jīng)干法球磨20分鐘，混合均勻，過(guò)100目篩，得到混合料，放入烘箱中，在80℃溫度下烘干30分鐘，得烘干的混合料；

c、粗坯壓制成型：取30g烘干的混合料裝入φ35mm不銹鋼模具中，采用30mpa壓力將烘干的混合料壓制成直徑35mm的（圓柱形的）坯料1；

d、gd2ti2-xzrxo7燒綠石型人造巖石的自蔓延高溫合成與致密化：

采用自蔓延準(zhǔn)等靜壓裝置，該裝置的組成包括:由底部、下端與底部連接或連為一體的環(huán)形側(cè)壁構(gòu)成的鋼模4，銅電極5,與銅電極5一端連接的鎢絲3，設(shè)置于鋼模4的環(huán)形側(cè)壁內(nèi)上端的壓頭6，以及設(shè)置于壓頭6上方的加壓用液壓機(jī)7；

用石英砂2鋪滿鋼模4內(nèi)底部，將坯料1置于石英砂2上，坯料1的一側(cè)面與連接在銅電極5一端的鎢絲3（緊密）接觸，再用石英砂2將鋼模4內(nèi)填滿，用壓頭6封閉鋼模4；

對(duì)鎢絲3通直流電，通電電壓為17v、電流為115a，當(dāng)達(dá)到設(shè)定電流50～60a即可引燃鎢絲3，通過(guò)燃燒的鎢絲3加熱點(diǎn)燃坯料1；

在燃燒結(jié)束后的17s時(shí)間內(nèi)，采用液壓機(jī)7對(duì)壓頭6施加125mpa壓力并保持施壓60s，將反應(yīng)后坯料1[即：通過(guò)燃燒的鎢絲3加熱點(diǎn)燃的坯料1在燃燒結(jié)束并經(jīng)被施壓后得到的物料]冷卻至常溫；將冷卻后的反應(yīng)后坯料1取出，即為制得的（高致密度）gd2ti2-xzrxo7燒綠石（塊體）。

實(shí)施例14：

一種gd2ti2-xzrxo7燒綠石的自蔓延制備方法，采用ti粉作為還原劑，cuo粉末作為氧化劑，化學(xué)反應(yīng)方程式（ⅱ）為：

(2-x)ti+xzro2+gd2o3+(4-2x)cuo=gd2ti2-xzrxo7+(4-2x)cu（ⅱ）

式（ⅱ）中：x=0.7；

該gd2ti2-xzrxo7燒綠石的自蔓延制備方法包括下列步驟：

a、配料：按ti：zro2：gd2o3：cuo=(2-x)：x：1：(4-2x)的摩爾比取ti、zro2、gd2o3、cuo粉體作為原料；

b、磨料：將上述組分原料經(jīng)干法球磨15分鐘，混合均勻，過(guò)100目篩，得到混合料，放入烘箱中，在80℃溫度下烘干30分鐘，得烘干的混合料；

c、粗坯壓制成型：取20g烘干的混合料裝入φ30mm不銹鋼模具中，采用20mpa壓力將烘干的混合料壓制成直徑30mm的（圓柱形的）坯料1；

d、gd2ti2-xzrxo7燒綠石型人造巖石的自蔓延高溫合成與致密化：

采用自蔓延準(zhǔn)等靜壓裝置，該裝置的組成包括:由底部、下端與底部連接或連為一體的環(huán)形側(cè)壁構(gòu)成的鋼模4，銅電極5,與銅電極5一端連接的鎢絲3，設(shè)置于鋼模4的環(huán)形側(cè)壁內(nèi)上端的壓頭6，以及設(shè)置于壓頭6上方的加壓用液壓機(jī)7；

用石英砂（2）鋪滿鋼模4內(nèi)底部，將坯料1置于石英砂2上，坯料1的一側(cè)面與連接在銅電極5一端的鎢絲3（緊密）接觸，再用石英砂2將鋼模4內(nèi)填滿，用壓頭6封閉鋼模4；

對(duì)鎢絲3通直流電，通電電壓為13v、電流為100a，當(dāng)達(dá)到設(shè)定電流50～60a即可引燃鎢絲3，通過(guò)燃燒的鎢絲3加熱點(diǎn)燃坯料1；

在燃燒結(jié)束后的10s時(shí)間內(nèi)，采用液壓機(jī)7對(duì)壓頭6施加100mpa壓力并保持施壓40s，將反應(yīng)后坯料1[即：通過(guò)燃燒的鎢絲3加熱點(diǎn)燃的坯料1在燃燒結(jié)束并經(jīng)被施壓后得到的物料]冷卻至常溫；將冷卻后的反應(yīng)后坯料1取出，即為制得的（高致密度）gd2ti2-xzrxo7燒綠石（塊體）。

實(shí)施例15：

一種gd2ti2-xzrxo7燒綠石的自蔓延制備方法，采用ti粉作為還原劑，cuo粉末作為氧化劑，化學(xué)反應(yīng)方程式（ⅱ）為：

(2-x)ti+xzro2+gd2o3+(4-2x)cuo=gd2ti2-xzrxo7+(4-2x)cu（ⅱ）

式（ⅱ）中：x=0.6；

該gd2ti2-xzrxo7燒綠石的自蔓延制備方法包括下列步驟：

a、配料：按ti：zro2：gd2o3：cuo=(2-x)：x：1：(4-2x)的摩爾比取ti、zro2、gd2o3、cuo粉體作為原料；

b、磨料：將上述組分原料經(jīng)干法球磨22分鐘，混合均勻，過(guò)100目篩，得到混合料，放入烘箱中，在80℃溫度下烘干30分鐘，得烘干的混合料；

c、粗坯壓制成型：取25g烘干的混合料裝入φ30mm不銹鋼模具中，采用350mpa壓力將烘干的混合料壓制成直徑30mm的（圓柱形的）坯料1；

d、gd2ti2-xzrxo7燒綠石型人造巖石的自蔓延高溫合成與致密化：

采用自蔓延準(zhǔn)等靜壓裝置，該裝置的組成包括:由底部、下端與底部連接或連為一體的環(huán)形側(cè)壁構(gòu)成的鋼模4，銅電極5,與銅電極5一端連接的鎢絲3，設(shè)置于鋼模4的環(huán)形側(cè)壁內(nèi)上端的壓頭6，以及設(shè)置于壓頭6上方的加壓用液壓機(jī)7；

用石英砂2鋪滿鋼模4內(nèi)底部，將坯料1置于石英砂2上，坯料1的一側(cè)面與連接在銅電極5一端的鎢絲3（緊密）接觸，再用石英砂2將鋼模4內(nèi)填滿，用壓頭6封閉鋼模4；

對(duì)鎢絲3通直流電，通電電壓為15v、電流為150a，當(dāng)達(dá)到設(shè)定電流50～60a即可引燃鎢絲3，通過(guò)燃燒的鎢絲3加熱點(diǎn)燃坯料1；

在燃燒結(jié)束后的20s時(shí)間內(nèi)，采用液壓機(jī)7對(duì)壓頭6施加150mpa壓力并保持施壓70s，將反應(yīng)后坯料1[即：通過(guò)燃燒的鎢絲3加熱點(diǎn)燃的坯料1在燃燒結(jié)束并經(jīng)被施壓后得到的物料]冷卻至常溫；將冷卻后的反應(yīng)后坯料1取出，即為制得的（高致密度）gd2ti2-xzrxo7燒綠石（塊體）。

實(shí)施例16：

一種gd2ti2-xzrxo7燒綠石的自蔓延制備方法，采用ti粉作為還原劑，cuo粉末作為氧化劑，化學(xué)反應(yīng)方程式（ⅱ）為：

(2-x)ti+xzro2+gd2o3+(4-2x)cuo=gd2ti2-xzrxo7+(4-2x)cu（ⅱ）

式（ⅱ）中：x=0.8；

該gd2ti2-xzrxo7燒綠石的自蔓延制備方法包括下列步驟：

a、配料：按ti：zro2：gd2o3：cuo=(2-x)：x：1：(4-2x)的摩爾比取ti、zro2、gd2o3、cuo粉體作為原料；

b、磨料：將上述組分原料經(jīng)干法球磨26分鐘，混合均勻，過(guò)100目篩，得到混合料，放入烘箱中，在80℃溫度下烘干30分鐘，得烘干的混合料；

c、粗坯壓制成型：取40g烘干的混合料裝入φ40mm不銹鋼模具中，采用40mpa壓力將烘干的混合料壓制成直徑40mm的（圓柱形的）坯料1；

d、gd2ti2-xzrxo7燒綠石型人造巖石的自蔓延高溫合成與致密化：

采用自蔓延準(zhǔn)等靜壓裝置，該裝置的組成包括:由底部、下端與底部連接或連為一體的環(huán)形側(cè)壁構(gòu)成的鋼模4，銅電極5,與銅電極5一端連接的鎢絲3，設(shè)置于鋼模4的環(huán)形側(cè)壁內(nèi)上端的壓頭6，以及設(shè)置于壓頭6上方的加壓用液壓機(jī)7；

用石英砂2鋪滿鋼模4內(nèi)底部，將坯料1置于石英砂2上，坯料1的一側(cè)面與連接在銅電極5一端的鎢絲3（緊密）接觸，再用石英砂2將鋼模4內(nèi)填滿，用壓頭6封閉鋼模4；

對(duì)鎢絲3通直流電，通電電壓為25v、電流為180a，當(dāng)達(dá)到設(shè)定電流50～60a即可引燃鎢絲3，通過(guò)燃燒的鎢絲3加熱點(diǎn)燃坯料1；

在燃燒結(jié)束后的25s時(shí)間內(nèi)，采用液壓機(jī)7對(duì)壓頭6施加180mpa壓力并保持施壓80s，將反應(yīng)后坯料1[即：通過(guò)燃燒的鎢絲3加熱點(diǎn)燃的坯料1在燃燒結(jié)束并經(jīng)被施壓后得到的物料]冷卻至常溫；將冷卻后的反應(yīng)后坯料1取出，即為制得的（高致密度）gd2ti2-xzrxo7燒綠石（塊體）。

上述實(shí)施例5～16中：步驟d中所述石英砂2的粒度不大于70目。

上述實(shí)施例5～16中：步驟a中所述原料的粒度小于200目。

上述實(shí)施例5～16中：步驟a中所述原料的純度高于99%。

上述實(shí)施例中：所采用的各原料均為市售產(chǎn)品。

上述實(shí)施例中：所采用的百分比例中，未特別注明的，均為質(zhì)量（重量）百分比例或本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的百分比例；所述質(zhì)量（重量）份可以均是克或千克。

上述實(shí)施例中：各步驟中的工藝參數(shù)(溫度、時(shí)間、壓力等)和各組分用量數(shù)值等為范圍的，任一點(diǎn)均可適用。

本發(fā)明內(nèi)容及上述實(shí)施例中未具體敘述的技術(shù)內(nèi)容同現(xiàn)有技術(shù)。

本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，本發(fā)明內(nèi)容所述均可實(shí)施并具有所述良好效果。