ИЗУЧЕНИЕ МЕХАНИЗМОВ КОРРОЗИИ В РАДИАЦИОННО-ПОВРЕЖДЕННЫХ НИТРИДНЫХ КЕРАМИКАХ – КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
DOI:
https://doi.org/10.52167/1609-1817-2022-122-3-210-217Ключевые слова:
нитридные керамики, радиационные повреждения, коррозия, деградация, конструкционные материалыАннотация
В работе представлены результаты исследования влияния радиационных повреждений на коррозию нитридных керамик в агрессивных средах, при взаимодействии поверхности образцов со средой. В качестве объектов исследования были выбраны конструкционные керамики на основе нитрида алюминия, обладающие большим потенциалом применения в качестве материалов первой стенки высокотемпературных ядерных реакторов. Испытания проводились в двух модельных растворах 10 % соляной кислоты и хлорида натрия при интенсивном перемешивании в течение 30 дней. Определение деструкции материалов в результате коррозии проводилось с применением весового метода для определения привеса массы исследуемых образцов и растровой электронной микроскопии для визуализации образовавшихся наростов и включений на поверхности керамик в процессе испытаний. Согласно полученным данным, установлено, что в случае облученных AlN керамик, нахождение в агрессивных средах приводит к увеличению деструкции поверхности с образованием не только пористых наростов, характерных для процессов окисления, но и межкристалличной и межзеренной коррозии, приводящей к образованию микротрещин сколов при длительном нахождении в среде. Для исходных образцов подобные механизмы коррозии менее выражены, чем для облученных образцов, однако характер коррозионных механизмов соответствует межзеренной деструкции при длительных временах нахождения в среде.
Библиографические ссылки
[1]Tan Y. et al. Tailoring nonlinear optical properties of Bi2Se3 through ion irradiation //Scientific reports. – 2016. – Vol. 6, №. 1. – P. 1-7.
[2] Nakamura F. et al. Scintillation, dosimeter and optical properties of MgF2 transparent ceramics doped with Gd3+ //Materials Research Bulletin. – 2018. – Vol. 98. – P. 83-88.
[3] Liu Y. et al. Irradiation response of Al2O3-ZrO2 ceramic composite under He ion irradiation //Journal of the European Ceramic Society. – 2021. – Vol. 41, №. 4. – P. 2883-2891.
[4] Schweizer S. et al. Investigation of oxygen-related luminescence centres in AlN ceramics //physica status solidi (b). – 2000. – Vol. 219, №. 1. – P. 171-180.
[5] Kruk A. et al. Transparent yttrium oxide ceramics as potential optical isolator materials //Optica Applicata. – 2015. – Vol. 45, №. 4. – P.1-10.
[6] Aung Y. L., Ikesue A. Transparent Tb3Fe5O12 ceramics as Mid-IR isolator //Journal of Alloys and Compounds. – 2019. – Vol. 773. – P. 739-742.
[7] Hu Q. et al. Study of radiation defects for AlN ceramics under O+ irradiation //Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. – 2000. – Vol. 166. – P. 70-74.
[8] Hu Q. et al. In-situ luminescence measurement for AlN ceramics under reactor irradiation //Radiation effects and defects in solids. – 1999. – Vol. 147, №. 4. – P. 283-292.
[9]Trinkler L., Berzina B. Luminescence properties of AlN ceramics and its potential application for solid state dosimetry //Advances in Ceramics–Characterization, Raw Materials, Processing, Properties, Degradation and Healing. – 2011.
[10] Aguilar P. A. M. et al. Features of formation of channels during laser treatment of AlN ceramics //Optics & Laser Technology. – 2010. – Vol. 42, №. 1. – P. 172-179.
[11]Trinkler L., Berzina B. Radiation induced recombination processes in AIN ceramics //Journal of Physics: Condensed Matter. – 2001. – Vol. 13, №. 40. – P. 8931.
[12] Ryskulov A. E. et al. Study of irradiation temperature effect on change of structural, optical, and strength properties of BeO ceramics when irradiated with Ar8+ and Xe22 heavy ions //Journal of Materials Science: Materials in Electronics. – 2021. – Vol. 32, №. 8. – P. 10906-10918.
[13] Zdorovets M. V. et al. Study of the Application Efficiency of Irradiation with Heavy Ions to Increase the Helium Swelling Resistance of BeO Ceramics //Metals. – 2022. – Vol. 12, №. 2. – P. 307.
[14] Wei H. et al. Modeling of irradiation-induced thermo-mechanical coupling and multi-scale behavior in a fully ceramic-microencapsulated fuel pellet //Journal of Nuclear Materials. – 2021. – Vol. 544. – P. 152673.
[15]Mikhailov D. A. et al. Radiation Resistance and Hydrolytic Stability of Y0. 95Gd0. 05PO4-Based Ceramics with the Xenotime Structure //Inorganic Materials. – 2021. – Vol. 57, №. 7. – P. 760-765.
[16]Cipa J., Trinkler L., Berzina B. Thermoluminescence Response of AlN+ Y 2 O 3 Ceramics to Sunlight and X-Ray Irradiation //Latvian Journal of Physics and Technical Sciences. – 2021. – Vol. 58, №. 1. – P. 3-14.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2022 Артем Козловский, Екатерина Нащекина
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
