Авторы:
Издательство:
Дата издания
04.12.2024На каком языке издана
ISSN
1729-7885Область исследования
Тип исследования
Аннотация (краткое описание)
В работе представлены результаты исследования влияния вариации фазового состава композитных (1−x)Si3N4 – xAl2O3 керамик на сохранение устойчивости прочностных свойств в случае облучения тяжелыми ионами Xe23+ (230 МэВ) при флюенсах 1011–1014 ион/см2. Вариация концентрации компонент была выбрана с учетом возможности получения композитных керамик с различным соотношением фаз: Si3N4, Al2O3,а также Al2(SiO4)O и SiO2, формирование которых в составе керамик связано с процессами термического разложения Si3N4 при высокотемпературном отжиге в кислородосодержащей атмосфере и фазовых трансформаций по типу формирования твердых растворов. Выбор типа ионов для облучения обусловлен возможностями моделирования процессов структурных повреждений, приводящих к разупрочнению поврежденного слоя, сравнимых с воздействием осколков деления ядерного топлива в керамиках – материалах инертных матриц дисперсного ядерного топлива. В ходе проведенных исследований, установлено, что при флюенсах облучения 1011– 1012 ион/см2 структурные изменения, связанные с формированием одиночных изолированных структурно- деформированных включений не приводит к существенным изменениям прочностных характеристик керамик, при этом малые изменения наблюдаемые связаны с деформационными искажениями, накопление которых приводит к дестабилизации поврежденного слоя. В случае более высоких флюенсов облучения (выше 1012 ион/см2) для которых характерно формирование эффектов перекрытия дефектных областей в поврежденном слое, наибольшей устойчивостью к разупрочнению обладают керамики 0,4 Si3N4 – 0,6 Al2O3, в которых согласно данным рентгенофазового анализа доминирующей фазой является Al2(SiO4)O, наличие которой обуславливает большое количество границ зерен, что в свою очередь приводит к дислокационному упрочнению и сдерживанию процессов разупрочнения, связанного с деформационными искажениями поврежденного слоя.DOI
https://doi.org/10.52676/1729-7885-2024-4-164-173Тип публикаций
Практическое значение
Практическая значимость исследования заключается в определении оптимального фазового состава композитных керамик системы (1−x)Si₃N₄ – xAl₂O₃, обладающих повышенной устойчивостью к радиационно-индуцированному разупрочнению. Установлено, что керамики состава 0,4Si₃N₄ – 0,6Al₂O₃ демонстрируют наибольшую стойкость к воздействию тяжелых ионов благодаря формированию фазы Al₂(SiO₄)O и развитой системе межзеренных границ, препятствующих накоплению радиационных повреждений. Полученные результаты могут быть использованы при разработке радиационно-стойких керамических материалов для инертных матриц дисперсного ядерного топлива и других элементов ядерно-энергетических установок, работающих в условиях интенсивного облучения.Данный документ располагается в коллекциях
Публикации в КОКСОН
Файлы документа
769-3325-1-PB.pdf