来源：X-MOL
氧化钆（Gd2O3）在高温水条件下的水合行为，对可溶性无硼小型模块反应堆（SMR）燃料的开发构成重大挑战。为解决这一问题，我们研究了添加氧化铈（CeO2）以提升 Gd2O3 的抗水性。含有 0–25 at %Ce 的颗粒暴露于 200°C、1.5 兆帕的加压水中，持续 48 小时。Gd2O3 颗粒在 1600°C 烧结温度下最初为单斜晶晶，而 CeO2 的添加会逐渐抑制相变;在 15 at.%或更高 Ce 掺杂时，形成单一立方相。XRD 显示未掺杂的 Gd2O3 完全水合，而含有 15 at.%或更高 Ce 掺杂的标本则保持立方结构且无氢氧化物检测。FT-IR 结果还通过添加 Ce 使 Gd-O-H 能带消失，证明了掺杂 Ce 的 Gd2O3 具有水合抗性。XPS 显示，Ce 离子在 15%或更高 Ce 掺杂的 Gd2O3 中主要为 Ce4+，表明 Gd3+位点上的 Ce4+取代阻止了氧空位辅助羟基化。相反，在氩气大气中烧结的颗粒中 Ce4+分数较低，与水化倾向增加相关。这些结果表明，15 at.% 或更高的 Ce 掺杂能稳定 Gd2O3 的立方相，并在测试条件下完全抑制水合，因为氧空缺浓度降低。