Влияние протонного облучения на структуру и свойства порошков и керамики ZrO2
Российский научный фонд, Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых, 24-72-10072
Беличко Д.Р.1, Волкова Г.К.1, Малецкий А.В.1,2, Исаев Р.Ш.2, Якименко М.Н.1, Зозуля А.А.1
1Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина,, г. Донецк, ДНР, Россия
2Международная межправительственная научно-исследовательская организация "Объединенный институт ядерных исследовани", Дубна, Московская обл., Россия
Email: danil.belichko@yandex.ru
Поступила в редакцию: 28 марта 2025 г.
В окончательной редакции: 6 мая 2025 г.
Принята к печати: 12 мая 2025 г.
Выставление онлайн: 14 июля 2025 г.
Представлены результаты исследования воздействия протонного облучения с энергией E_p= 2 MeV и дозой D_p= 1· 10-17 ion/cm2 на оксидные порошки состава ZrO_2 + n % Y2O3 (где n=2, 3, 4, 8 mol%). Методом рентгенофазового анализа обнаружено радиационно-индуцированное моноклинно-тетрагональное превращение в компактах, содержащих частично-стабилизированный диоксид циркония после облучения потоком протонов. Методом рентгеноструктурного анализа обнаружено изменение полуширины дифракционных рефлексов в структуре компактов всех исследованных фаз, независимо от типа их кристаллической решетки. Методами Брунауэра-Эммета-Теллера, сканирующей электронной микроскопии и дилатометрии отмечено увеличение размеров частиц ZrO2 в процессе облучения потоком протонов. Также установлено, что в процессе облучения наблюдается увеличение и рост пористости в материале. Ключевые слова: диоксид циркония, нанопорошки, керамика, поток протонов, облучение. DOI: 10.21883/0000000000
- A.M. Abd El-Hameed. NRIAG J. Astronomy Geophys., 11 (1), 313 (2022). DOI: 10.1080/20909977.2022.2079902
- F. Garci a Ferr'e, A. Mairov, L. Ceseracciu, Y. Serruys, P. Trocellier, C. Baumier, O. Kai tasov, R. Brescia, D. Gastaldi, P. Vena, M.G. Beghi, L. Beck, K. Sridharan, F. Di Fonzo. Sci. Rep., 6, 33478 (2016). https://doi.org/10.1038/srep33478
- R. Devanathan, K.E. Sickafus, W.J. Weber, M. Nastasi. J. Nucl. Mater., 253 (1-3), 113 (1998). https://doi.org/10.1016/S0022-3115(97)00307-3
- J. Chai, Y. Zhu, L. Niu, T. Shen, M. Cui, Z. Wang. Ceram. Int., 49 (20), 32799 (2023). https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2023.07.249
- А.А. Дмитриевский, Д.Г. Жигачева, Н.Ю. Ефремова, П.Н. Овчинников, В.М. Васюков. ФТТ, 64 (8), 1018 (2022). DOI: 10.21883/FTT.2022.08.52700.355 [A.A. Dmitrievsky, D.G. Zhigacheva, N.Y. Yefremov, P.N. Ovchinnikov, V.M. Vasyukov. Solid State Physics, 64 (8), 1018 (2022). DOI: 0.21883/FTT.2022.08.52700.355]
- А.А. Леонов, Е.В. Абдульменова, М.П. Калашников, Ли Цзин. Вопросы материаловедения, 4 (104), 132 (2020). DOI: 10.22349/1994-6716-2020-104-4-132-143. [A.A. Leonov, E.V. Abdulmenova, M.P. Kalashnikov, Li Jing. Mater. Sci. Issues, 4 (104), 132 (2020). DOI: 10.22349/1994-6716-2020-104-4-132-143]
- J. Chevalier, L. Gremillard, A.V. Virkar, D.R. Clarke. J. American Ceramic Society, 92 (9), 1901 (2009). DOI: 10.1111/j.1551-2916.2009.03278.x
- D.R. Belichko, T.E. Konstantinova, G.K. Volkova, M.N. Mirzayev, A.V. Maletsky, V.V. Burkhovetskiy, A.S. Doroshkevych, C. Mita, D.M. Mardare, B. Janiska, Asif Nabiyev, A.I. Lyubchyk, A.A. Tatarinova, E. Popov. Mater. Chem. Phys., 287 (1), 126237 (2022). DOI: 10.1016/j.matchemphys.2022.126237
- D.R. Belichko, T.E. Konstantinova, A.V. Maletsky, G.K. Volkova, A.S. Doroshkevych, M.V. Lacusta, M. Kulik, A.A. Tatarinova, D. Mardare, C. Mita, N. Cornei. Ceram. Intern., 47 (3), 3142 (2021). DOI: 10.1016/j.ceramint.2020.09.151
- V. Ivanov, S. Shkerin, A. Rempel, V. Khrustov, A. Lipilin, A. Nikonov. J. Nanosci. Nanotechnol., 10 (11), 7411-5 (2010). DOI: 10.1166/jnn.2010.2836. PMID: 21137947
- Д.Р. Беличко, Г.К. Волкова, Т.Е. Константинова, А.В. Малецкий. ФТВД, 33 (2), 1 (2023). [D.R. Belichko, G.K. Volkova, T.E. Konstantinova, A.V. Maletsky. FTVD, 33 (2), 1 (2023).]
- N. Takahashi, A. Suda, I. Hachisuka, M. Sugiura, H. Sobukawa, H. Shinjoh. Appl. Catalysis B: Environmental, 72 (1-2), 187 (2007). DOI: 10.1016/j.apcatb.2006.10.014
- G. Pu, J. Zou, L. Lin, K. Zhang, B. Liu, F. Ma, Q. Wang, Q. Li. J. Alloys Compounds, 18 (771), 13150 (2018). DOI: 10.1016/j.jallcom.2018.08.259
- J. Liua, A.H. Mir, G. He, M. Danaie, J. Hinks, S. Donnelly, H. Nordin, S. Lozano-Perez, C.R.M. Grovenor. Acta Mater., 199, 429, (2020). https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.08.064
- F. Lu, J. Zhang, A. Navrotsky, R.C. Ewing, J. Lian. Microscopy Society of America, 16 (2), 1624 (2010). DOI: 10.1017/S1431927610062069
- A.V. Maletskyi, G.K. Volkova, D.R. Belichko, V.A. Glazunova, A.S. Doroshkevych, A.A. Tatarinova, S.I. Lyubchyk. Ceram. Intern., 50 (22), 46506 (2024). DOI: 10.1016/j.ceramint.2024.09.002
- M. Lakusta, I. Danilenko, T. Konstantinova, G.Volkova. Nanoscale Res. Lett., 11 (1), 11671 (2016). DOI: 10.1186/s11671-016-1452-3
- В.Н. Стрекаловский. Оксиды с примесной разупорядоченностью. Состав, структура, фазовые превращения (Наука, М., 1987), с. 158
- В.В. Углов. Радиационные процессы и явления в твердых телах (Вышэйшая школа, Минск, 2016), с. 188
- Б.К. Вайнштейн. Современная кристаллография (Наука, М., 1979), т. 2, с. 384.
- D.O. Julian, L. Adrian, T. Alejandro, P.H. Juan. Dyna, 81 (185), 13 (2014). https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=49631031002
- А.И. Гусев. Наноматериалы, наноструктуры / нанотехнологии (Физматлит, М., 2005), с. 416
- Д.Р. Беличко, Г.К. Волкова, А.В. Малецкий, И.Ш. Исаев. Вопросы материаловедения, 3 (119), 46 (2024). https://doi.org/10.22349/1994-6716-2024-119-3-46-56 [D.R. Belichko, G.K. Volkova, A.V. Maletsky, I.Sh. Isaev, Mater. Sci. Issues, 3 (119), 46 (2024). https://doi.org/10.22349/1994-6716-2024-119-3-46-56]
- I. Danilenko, M. Lakusta, L. Loladze, G. Volkova, I. Popov, V. Glazunova, T. Konstantinova. Results in Physics, 19, 103495 (2020). https://doi.org/10.1016/j.rinp.2020.103495