Қатты фазалық әдіспен алынған xSi3N4 – (1-x)ZrO2 керамикасындағы өлшемдік әсерлердің беріктік сипаттамаларына әсерін зерттеу
DOI:
https://doi.org/10.26577/RCPh.2024v88i1a07Кілттік сөздер:
инертті матрицалар, дисперсті ядролық отын, керамика, қатайту, механохимиялық синтезАннотация
Бұл зерттеу xSi3N4 – (1-x)ZrO2 типті композициялық керамика компоненттерінің концентрациясының өзгеруінің және оларды жасау кезінде керамиканы қатайтуға механохимиялық ұнтақтау жағдайларының әсерін зерттеуге арналған. Жүргізілген зерттеулер нәтижесінде механохимиялық қатты фазалы синтез әдісін қолдана отырып, xSi3N4 – (1-x)ZrO2 типті композициялық керамика алу технологиясы пысықталды. Керамика алу кремний нитридінің және цирконий оксидінің бастапқы компоненттерін механикалық белсендіру әдісін қолдана отырып, нәтижесінде құрамында оттегі бар ортада күйдірілген біртекті қоспаға қол жеткізу үшін механикалық ұнтақтау арқылы жүзеге асырылды. Бұл жағдайда дәндердің әртүрлі мөлшерінің өзгеруі, олардың өзгеруі тек ұнтақтау жағдайларының өзгеруімен ғана емес, сонымен қатар бастапқы компоненттердің арақатынасының концентрациясымен де байланысты. Беріктік параметрлерін бағалау әдістерін (индекстеу әдісі) қолдана отырып, ұнтақтау жағдайларының өлшем факторларының өзгеруіне әсері, сондай-ақ қатаю тиімділігі анықталды. Жүргізілген зерттеулерге сүйене отырып, ұнтақтау (ұсақтау) жылдамдығын өзгерту арқылы механохимиялық қатты фазалы ұнтақтауды қолдану композициялық xSi3N4 – (1-x)ZrO2 керамикасын алу кезінде өлшемдік эффектілерді басқару мүмкіндігіне әкеледі деген қорытынды жасауға болады. Сонымен қатар, ұнтақтау жағдайларын (ұнтақтау жылдамдығы), сондай-ақ xSi3N4 – (1-x)ZrO2 керамикасының құрамындағы бастапқы компоненттердің концентрациясын өзгерте отырып, сыртқы әсерлерге жоғары төзімділігі бар жоғары беріктігі бар керамика алуға болады.
Библиографиялық сілтемелер
N. Capps, D. Schappel, A. Nelson, Annals of Nuclear Energy, 148, 107719 (2020).
W.E. Lee, et al., Ultra‐High Temperature Ceramics: Materials for Extreme Environment Applications, 391-415 (2014).
Q.M. Mistarihi, et al., Materials & Design, 134, 476-485 (2017).
Y. Liu, M. Alberga, Y. Wu, Ceramics International, 40 (4), 5313-5320 (2014).
T. Cheng, R.H. Baney, J. Tulenko, Journal of nuclear materials, 405 (2), 126-130 (2010).
J.R. Hayes, A.P. Grosvenor, M. Saoudi, Inorganic Chemistry, 55 (3), 1032-1043 (2016).
M. Hedberg, Production and Characterization of ZrN and PuN Materials for Nuclear Fuel Applications. Thesis for the Degree of Doctor of Philosophy, (Chalmers University of Technology, Gothenburg, Sweden, 2016), 104 р.
B.R.T. Frost, Nuclear Fuel Elements: design, fabrication and performance, (Elsevier, 2013), 275 p.
C.L. Cramer, et al., Journal of the European Ceramic Society, 42 (7), 3049-3088 (2022).
F. Xiang, et al., Annals of Nuclear Energy, 166, 108734 (2022).
M. Hou, X. Zhou, B. Liu, Nuclear Engineering and Technology, 54 (12), 4393-4411 (2022).
S. Vignesh, et al., Advances in Materials Science and Engineering, 2022, 1-10 (2022).
