Исследование изменения механических и теплопроводных свойств керамики AlN при облучении тяжелыми ионами

Аннотация

В настоящей работе представлены экспериментальные результаты исследования влияния облучения тяжелыми ионами, такими как, Ar⁸⁺, Kr¹⁵⁺ и Xe²²⁺ с энергиями 70, 150 и 230 МэВ соответственно на стабильность механических свойств, в частности, твердости и износостойкости, а также теплопроводность в зависимости от флюенса облучения. Интерес к данной теме исследований обусловлен широкими перспективами использования нитридной керамики в качестве основы конструкционных материалов для ядерной и термоядерной энергетики, подвергающихся воздействию ионизирующих излучений, в частности частиц – осколков деления ядер урана. Сохранение стабильности и неизменности таких показателей, как твердость, стойкость к трещинам, износостойкость и теплопроводность при длительном радиационном воздействии является основной задачей, которая ставится перед новыми видами конструкционных материалов. В ходе наших экспериментов были получены дозовые зависимости изменения прочностных, механических и теплопроводных свойств. Установлено, что снижение теплопроводности имеет ярко выраженную зависимость как от энергии падающих ионов, так и от дозы облучения. Полученные зависимости в дальнейшем могут быть использованы при прогнозировании и проектировании АЭС, в которых планируется замена традиционных материалов на новые классы, в том числе керамику или композитные конструкции.