Ауыр иондармен сәулелендіру кезінде нитридті керамиканың тозуға төзімділігінің деградация кинетикасын зерттеу
DOI:
https://doi.org/10.31489/2022No1/10-14Кілт сөздер:
радиациялық ақаулар, нитридті керамика, тозуға төзімділік, құрғақ үйкеліс коэффициенті, ауыр иондарАңдатпа
Бұл жұмыс AlN керамикасының беріктік қасиеттерінің өзгерістерін, атап айтқанда құрғақ үйкеліс коэффициентін және 200 МэВ энергиясына ие Xe22+ ауыр иондарымен сәулелену дозасына байланысты тозуға төзімділік пен беткі ақаулық параметрлерін зерттеуге арналған. Бұл керамикаларға деген қызығушылық олардың жоғары жылу өткізгіштік, қаттылық және тозуға төзімділік, сондай-ақ тамаша оқшаулау қасиеттерімен байланысты, бұл оларды ядролық энергетика, зымыран жасау және микроэлектроника саласындағы үміткер материалдар етеді. Сонымен қатар, бұл керамиканы механикалық үйкеліс, беткі қысым, сондай-ақ иондаушы сәулеленудің әсері сияқты сыртқы әсер ету жағдайында пайдалану қосымша зерттеулерді және қасиеттердің тұрақтылығы мен сақталуы туралы жаңа мәліметтерді талап етеді. Жүргізілген зерттеулер барысында 1010-1011 ион/см2 сәулеленудің төмен дозалары кезінде бір нүктелі ақаулардың пайда болуымен және газдың ісіну процестерінің инициализациясы нәтижесінде бетінің тозу ықтималдығының төмендігімен сипатталатын құрғақ үйкеліс коэффициенті іс жүзінде өзгермейтіндігі анықталды, бұл керамиканың механикалық үйкеліске жоғары төзімділігін көрсетеді. Алайда радиациялы-индукцияланған зақымданған аймақтардың қабаттасу үрдістерімен сипатталатын сәулелену 1012 ион/см2-қа дейін ұлғаюы кезінде 15000 сынақ циклынан кейін құрғақ үйкеліс коэффициентінің нашарлауы байқалады, бұл керамикалық беттің тозуын және сыртқы әсерлер нәтижесінде деградациясын дәлелдейді.
References
"1 Grigoriev S., et al. Wire electrical discharge machining, mechanical and tribological performance of TiN reinforced multiscale SiAlON ceramic composites fabricated by spark plasma sintering. Applied Sciences. 2020, Vol. 11.2, pp. 657-665.
Chen Juanjuan, et al. Mechanical and tribological properties of h-BN/ZrO2/SiC solid-lubricating ceramic composites. Tribology International, 2021, Vol.160, pp. 107061-107080.
Li Yongxia, et al. Effect of Mo particle size on microstructure and mechanical properties of spark plasma sintered silicon nitride. Materials Science and Engineering: A, 2021, Vol. 814, pp. 141155.
Karipbayev, Zh, et al. Time-resolved luminescence excited with N2 laser of YAG: Ce Ceramics formed by electron beam assisted synthesis. Eurasian Physical Technical Journal, 2021, Vol. 17.1 (33), pp. 73-76.
Tang Peng, et al. Influence of grain orientation on hardness anisotropy and dislocation behavior of AlN ceramic in nanoindentation. Ceramics International, 2021, Vol. 47.14, pp. 20298-20309.
Dehghani Hadi, et al. The effect of AlN-Y2O3 compound on properties of pressure less sintered SiC ceramics-A review. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 2021, Vol.95, pp. 105420.
Wei Zhilei, et al. Preparation of unidirectional porous AlN ceramics via the combination of freeze casting and combustion synthesis. Journal of Materials Science & Technology, 2022, Vol.100, pp. 161-168.
Kadyrzhanov, K. K., Tinishbaeva K., Uglov V.V. Investigation of the effect of exposure to heavy Xe22+ ions on the mechanical properties of carbide ceramics. Eurasian Physical Technical Journal, 2021, Vol. 17 (33), pp. 46-53.
Eremin, E. N., Yurov V. M., Guchenko S.A. Wear resistance and tribological properties of high entropy coatings CrNiTiZrCu. Eurasian Physical Technical Journal, 2021, Vol. 17 (33), pp.13-18.
Zinkle S.J., Skuratov V.A., Hoelzer D.T. On the conflicting roles of ionizing radiation in ceramics. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, 2002, Vol.191.1-4, pp. 758-766.
Yano T., et al. Neutron irradiation damage in aluminum oxide and nitride ceramics up to a fluence of 4.2× 1026n/m2. Journal of nuclear materials, 2000, Vol.283, pp. 947-951.
Yano T., et al. Neutron irradiation effects on isotope tailored aluminum nitride ceramics by a fast reactor up to 2× l026 n/m2. Journal of Nuclear Materials, 2004, Vol. 329, pp. 1471-1475.
Dukenbayev K., et al. The investigation of various type irradiation effects on aluminum nitride ceramic. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 2019, Vol. 30.9, pp. 8777-8787.
Kucheyev S.O., et al. Ion-beam-produced damage and its stability in AlN films. Journal of applied physics, 2002, Vol. 92.7, pp. 3554-3558.
Trinkler Laima, Baiba Berzina. Recombination luminescence in aluminum nitride ceramics. Physica status solidi (b), 2014, Vol. 251.3, 542-548.
Zinkle S.J., Skuratov V.A., Hoelzer D.T. On the conflicting roles of ionizing radiation in ceramics. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, 2002, Vol. 191.1-4, pp. 758-766.
Hu Quanli, et al. Study of radiation defects for AlN ceramics under O+ irradiation. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, 2000, Vol. 166, pp. 70-74.
Zinkle S. J., Kinoshita C. Defect production in ceramics. Journal of Nuclear Materials, 1997, Vol.251, pp. 200-217.
Kozlovskiy A., et al. Dynamics of changes in structural properties of AlN ceramics after Xe+ 22 ion irradiation. Vacuum, 2018, Vol. 155, pp. 412-422.
Kozlovskiy A. Influence of irradiation temperature on properties change of AlN ceramics. Vacuum, 2018, Vol. 158, pp. 93-100."
