BR21882237 «Разработка и исследование перспективных композиционных материалов для энергетики и топливного цикла»

Актуальность

Результаты, полученные в ходе реализации Программы, будут способствовать развитию возможностей производства высокотехнологичной продукции на казахстанских промышленных предприятиях, создадут обоснованные предпосылки для коммерциализации и дальнейшего развития технологий производства новых композиционных материалов, в рамках разработанных подходов и методов обработки материалов. Научный эффект программы обусловлен получением новых экспериментальных данных о свойствах новых композиционных материалов; определением новых механизмов и моделей, описывающих взаимодействие исследуемых материалов с активными средами в условиях высоких температур.

Цель

Основной целью программы является разработка технологических решений в области создания новых композиционных материалов для энергетики и топливного цикла, их характеризация и испытания в условиях, имитирующих условия их реальной эксплуатации, а также моделирование процессов высокотемпературной деструкции и газового распухания.

Ожидаемые и достигнутые результаты

Проведены сорбционно/десорбционные эксперименты и определены параметры взаимодействия водорода с бериллидами Be2Zr , Be3Nb и Be2Nb3 в диапазоне температур образцов 300-973 К при давлениях водорода от 103 до 80·105 Па, относительно которых были получены параметры взаимодействия водорода, а именно: температурная зависимость растворимости водорода в исследуемых материалах. Перед проведением экспериментов было произведено первоначальное гидридообразующее насыщение образца. Оказалось, что наибольшая растворимость водорода в диапазоне температур 300-600 К наблюдается в образцах бериллида ниобия Nb3Be2, несколько меньше в бериллидах циркония, и гораздо меньше в бериллидах Be3Nb (более чем в 100 раз меньше). В результате чего получены новые экспериментальные данные по изменению парциальных давлений газовой фазы в камере над испытуемыми образцами в зависимости воздействия таких факторов как температура и наличие водородосодержащих примесей. Установлена динамика фазовых трансформаций в xSi3N4 – (1-x)ZrO2 керамик общий вид которой можно записать как ZrO2/ZrSiO4 → ZrSiO4/мелкодисперсная фракция SiO2. Установлено, что добавление к ZrO2 керамикам Si3N4 позволяет инициировать полиморфные трансформации типа m-ZrO2 → t-ZrSiO4, формирование которой в сочетании с мелкодисперной фракцией SiO2 приводит к упрочнению керамик и увеличению их устойчивости к внешним воздействиям.

Имена и фамилии членов исследовательской группы с их идентификаторами (Scopus Author ID, Researcher ID, ORCID, при наличии) и ссылками на соответствующие профили

1          Научный руководитель          Кенжина Инеш Ергазыевна (kenzhina@physics.kz)

2          Исполнитель   Заурбекова Жанна Асхатовна zaurbekova@nnc.kz

3          Исполнитель   Әскербеков Сәулет Қаныбекұлы askerbekov@physics.kz

4          Исполнитель   Кульсартов Тимур Валиханович tima@physics.kz

5          Исполнитель   Козловский Артем Леонидович artem88sddt@mail.ru

6          Исполнитель   Блынский Петр Александрович blynskiy89@mail.ru

7          Исполнитель   Толенова Ақтолқын Усербекқызы aktolkyntolen@gmail.com8

8          Исполнитель   Елишенков Александр Борисович aleksandrelisenkov282@gmail.com

Список публикаций с ссылками на них

1. Kenzhina I. et al. Effect of dislocation density-associated strengthening factors on the thermal stability of composite ceramics //Physical Sciences and Technology. – 2024. – Т. 11. – №. 1-2. – С. 23-31.
2. Кенжина И. Е., Козловский А. Л., Толенова А. У. Изучение влияния размерных эффектов в xSi3N4–(1-x) ZrO2 керамиках, полученных твердофазным методом на прочностные характеристики //Вестник. Серия Физическая (ВКФ). – 2024. – Т. 88. – №. 1. – С. 49-56.

Kenzhina I. E. et al. The connection between the accumulation of structural defects caused by proton irradiation and the destruction of the near-surface layer of Li4SiO4–Li2TiO3 ceramics //Optical Materials: X. – 2024. – Т. 24. – С. 100367.