ИЗУЧЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ И УСТОЙЧИВОСТИ К ТРЕЩИНООБРАЗОВАНИЮ И РАСТРЕСКИВАНИЮ Li2ZrO3 - Li2SiO3 КЕРАМИК

Аннотация

В данной статье представлены результаты исследования прочностных механических свойств литийсодержащих керамик на основе Li₂ZrO₃  - Li₂SiO₃, выбор которых обусловлен перспективами применения их в качестве материалов для размножения трития в термоядерных реакторах. Интерес к данному типу керамик связан с возможностями проверки гипотезы о влиянии двухфазного состава керамик на прочностные свойства, а также устойчивость к внешним механическим воздействиям. Синтез керамик проводился с применением метода твердофазного синтеза, путем смешивания исходных порошков и последующим термическим спеканием в муфельной печи при температуре 1100°С. В качестве методов исследования для определения прочностных свойств были применены методы индентирования и однократного сжатия. Согласно результатам исследований прочностных свойств керамик в зависимости от концентрации Li₂SiO₃ было установлено, что увеличение содержания Li₂SiO₃ приводит к повышению показателей твердости и трещиностойкости. При этом при измерении твердости при различных нагрузках на индентер было установлено, что увеличение нагрузки на индентер в диапазоне 10-200 Н не приводит к существенным изменениям твердости, что свидетельствует о том, что данные керамики обладают достаточно высокой устойчивостью к механическим давлениям различной величины. Результаты устойчивости к трещинообразованию при однократном сжатии показали, что изменение концентрации Li₂SiO₃ в составе двухфазных керамик приводит к увеличению устойчивости к растрескиванию за счет эффекта упрочнения, обусловленного наличием межфазных границ зерен в структуре. Результаты определения влияния скорости сжатия показали, что при содержании в составе керамик Li₂SiO₃ равной 0.3-0.5 наблюдается увеличение устойчивости к трещинообразованию.