高水平放射性废物（HLW）的处理与处置问题一直是一个世界性难题,特别是关于HLW中放射性核素的固化处理,引起了研究学者的广泛研究。硼硅酸盐玻璃陶瓷由于具有相对简单的制备工艺和优于玻璃固化体的稳定性,是潜在的具有良好应用前景的固化基材。本论文在前期实验选取的具有优良性能的硼硅酸盐玻璃配方的基础上,通过添加晶核剂氧化钛和氧化锆,采用“一步法”热处理工艺制备出了钙钛锆石相-玻璃陶瓷固化体,并通过差示扫描量热法（DSC）、X射线衍射（XRD）、背散射电子扫描电镜（BSE）、能谱分析仪（EDX）、拉曼光谱（Raman）和电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）等测试手段对其结构与性能进行了研究,通过Rietveld结构精修计算了钙钛锆石相与玻璃相的比例及钙钛锆石相对模拟锕系核素铈和钕的固化能力。主要的研究内容如下:（1）研究了不同掺量的氧化铈和氧化钕分别对SiO₂-B₂O₃-Na₂O-CaO-TiO₂-Al₂O₃-MgO体系硼硅酸盐基础玻璃结构与化学稳定性的影响,氧化铈对该体系硼硅酸盐玻璃析晶行为的影响。（2）探讨了氧化钙、氧化钛和氧化锆含量对不同的两步法热处理制度制备硼硅酸盐玻璃陶瓷固化体的影响,获得钙钛锆石-硼硅酸盐基玻璃陶瓷固化体的配方;在此基础上,以铈为模拟核素,采用熔融-缓冷的“一步法”工艺制备了钙钛锆石-硼硅酸盐基玻璃陶瓷固化体,并分析了其析晶行为、模拟核素铈的固化机制及化学稳定性。（3）研究了氧化铈和氧化钕同时掺杂对硼硅酸盐基玻璃陶瓷固化体物相形成、微观结构与化学稳定性的影响规律。得到了以下主要结论:（1）SiO₂-B₂O₃-Na₂O-CaO-TiO₂-Al₂O₃-MgO体系硼硅酸盐基础玻璃对氧化铈和氧化钕的包容量分别为15 wt%和28 wt%,铈与钕的掺杂使玻璃网络结构基团中非桥氧键增加,B-O-B键减少,并促使[BO₃]基团转变为[BO₄]基团;按PCT标准,在90°C去离子水中浸泡28天后,固化体中硼和硅元素的归一化浸出率在10^-3 g·m^-2·d^-1数量级,模拟核素铈元素的归一化浸出率在10^-8 g·m^-2·d^-1数量级;模拟核素钕元素的归一化浸出率在10^-7 g·m^-2·d^-1数量级,表明该体系硼硅酸盐玻璃固化体拥有良好的化学稳定性。析晶行为研究表明,随CeO₂掺入量的增加,玻璃固化体的玻璃转变活化能和析晶活化能均减小,在750℃对其进行热处理后,固化体会以表面析晶的方式析出CeO₂晶体。（2）在SiO₂-B₂O₃-Na₂O-CaO-TiO₂-Al₂O₃体系硼硅酸盐基础玻璃配方中加入40 wt%的CaO、ZrO₂和TiO₂（其中Ca:Zr:Ti三者的摩尔比为1:1:2）,采用熔融-缓冷的“一步法”工艺成功合成了主晶相或唯一晶相为钙钛锆石-2M相的硼硅酸盐基玻璃陶瓷固化体,通过Rietveld结构精修计算得出钙钛锆石相的含量约为30 wt%,M1、M2和M3样品中所得钙钛锆石相的化学表达式可以分别写成Ca_0.96Zr_0.72Ce_0.32Ti_1.95Al_0.05O₇、Ca0.93Zr0.76Ce0.31Ti1.95Al0.05O7和Ca0.97Zr0.75Ce0.28Ti1.97Al0.03O7,其中有高达84.53%的Ce被固化于钙钛锆石晶体结构中。按PCT标准,在90°C去离子水中浸泡56天后,玻璃陶瓷固化体中的Si、Ca和Ce元素的归一化浸出率分别为4×10^-4、1×10^-4和8×10^-7 g·m^-2·d^-1,说明该钙钛锆石-硼硅酸盐基玻璃陶瓷固化体拥有良好的化学稳定性。（3）在SiO₂-B₂O₃-Na₂O-Al₂O₃-CaO-ZrO₂-TiO₂体系钙钛锆石-硼硅酸盐基玻璃陶瓷配方中同时掺入10⁴0 wt%的CeO₂和Nd₂O₃,均可获得主晶相为钙钛锆石相的玻璃陶瓷固化体。研究显示,当CeO₂和Nd₂O₃的掺量达15 wt%时,主晶相出现钙钛锆石-2M相向钙钛锆石-4M相的转变,并随着CeO₂和Nd₂O₃掺量进一步增加至40 wt%,该玻璃陶瓷固化体中出现了硅酸盐氧磷灰石相。固化体晶粒尺寸随着CeO₂和Nd₂O₃掺入量的增加而减小,模拟核素铈和钕主要分布在钙钛锆石相和硅酸盐氧磷灰石相中。按MCC-1标准,在90°C去离子水中浸泡28天后,固化体中Ca、Si和Nd元素的归一化浸出率分别在10^-3、10^-3和10^-4 g·m^-2·d^-1数量级。