Влияние вариации фазового состава композитных керамик на устойчивость к деструктивно-индуцированному разупрочнению при облучении тяжелыми ионами

Abstract

В работе рассмотрено влияние вариации фазового состава композитных керамик, полученных путем механохимического перемалывания порошков карбида кремния (SiC) и диоксида циркония (ZrO2) в различном соотношении компонент, на устойчивость к процессам радиационных повреждений, вызванных воздействием тяжелых ионов, выбор которых обусловлен возможностью имитации воздействия осколков деления ядерного топлива. В качестве тяжелых ионов для имитации радиационных повреждений, сравнимых с воздействием осколков деления ядерного топлива были выбраны ионы Xe23+ с энергией порядка 230 МэВ, флюенсы облучения составили от 10 11 до 10 14 ион/см2, что в свою очередь позволило смоделировать эффекты формирования как одиночных структурно-деформированных изолированных поврежденных областей, так и случаи их перекрытия при высоких флюенсах облучения. Выбор в качестве основы для получения композитных керамик карбида кремния и диоксида циркония обусловлен возможностью комбинации структурных особенностей и прочностных параметров данных керамик, которые являются одними из ключевых типов материалов, используемых в качестве основы для создания инертных матриц дисперсного ядерного топлива для реакторов нового поколения. Согласно полученным данным было установлено, что вариация соотношения компонент в составе керамик приводит к инициализации процессов фазовых трансформаций, способствующих увеличению сопротивляемости к разупрочнению за счет наличия фазовых границ, сдерживающих процессы деструкции