Введение к работе
Актуальность темы. Всего полтора десятилетия назад в на-ой литературе впервые появился термин "радиационно-термические цессы". Толчком к развитию нового направления з радиационной ико-химии послужили экспериментальные результаты по высокотем-атурному твердофазному синтезу и спеканию ряда неорганических тем, в которых' отмечалась значительная интенсификация процессов облучении потоками ускоренных электронов.
Особенности одновременного воздействия на вещество ионизи-цего излучения большой мощности и высокой температуры (выше Т пл.) не укладываются в рамки представлений классической рационной химии.Главное отличие касается в первую очередь условий иационного дефектообразования и механизма участия дефектов в эносе массы вещества. Высокая температура радиационно-термичес-(РТ-) процессов, являющаяся с одной стороны следствием взаимо-зтвия излучения с веществом, с другой - необходимым условием гекания термически активируемых превращений, приводит к интен-юй релаксации радиационных дефектов структуры. Таким образом эствует некоторое концентрационное ограничение для дефектов районного генезиса. До недавнего времени, когда стало возможным )льзование источников ионизирующего излучения высокой мощности, (но это обстоятельство стало одной из причин исключения высоко-іературной области из сферы научного интереса в исследованиях іационно-стимулированной диффузии.
Имеющийся на сегодняшний день экспериментальный материал, іющийся в основном превращений в порошковых смесях, не дает фпывающей информации о природе и механизме РТ-процессов. По-;и интерпретации специфического воздействия ускоренных электрона базе кинетических данных встречают значительные трудности в і необходимости учитывать множество факторов, таких как: влияние :инетику размера и формы частиц, степень однородности среды, ав газовой атмосферы, образование промежуточных продуктов, мно-адийность реакции и др. Современные теоретические представления іироде процессов, происходящих в твердом веществе под воздействи-нтенсивных электронных пучков, как правило, сводятся к возмож-и существования некоторой стационарной концентрации неравновес-
ных дефектов, вид и концентрация которых находятся в зависиности от электрофизических характеристик самого потока ионизирующего излучения, температуры среды и кристаллических свойств облучаемого вещества. Точно оценить концентрацию дефектов практически невозможно.
В этой связи представляется необходимым более детальное изучение влияния ионизирующего излучения на уровне конкретной, отдельно взятой стадии химического превращения. Учитывая ту определяющую роль, которую играет массоперенос з осуществлении большинства твердофазных взаимодействий, особый интерес для исследования вызывает радиационно-стимулированная диффузия, ее качественное и количественное описание, а также влияние на скорость миграции частиц температурной и радиационной составляющей РТ-процесса.
Целью работы является экспериментальное исследование эффекта воздействия мощного электронного облучения на процессы вьюокотеї пературного массопереноса в твердых нерганических системах и его к< личественная оценка на уровне коэффициентов диффузии в сопоставлении с данными по диффузии в обычных условиях.
Научная новизна. Впервые на уровне экспериментального определения коэффициентов диффузии проведено исследование эффекта интеї сификации ускоренными электронами высокотемпературного массопереної в ряде неорганических систем. Исследования охватывают широкий круг веществ с различным видом химической связи, а также основные виды массопереноса - самодиффузию, взаимную диффузию, гетеродиффузию пр меси.
По ряду объектов исследованы зависимости скорости миграции от температуры и параметров электронного пучка. Разные системы вык зывают неоднозначность диффузионного отклика от изменения этих характеристик .
Предложена модель описания РТ-процессов как воздействие со вокупности факторов, связанных как с природой облучаемого вещества так и с физическими особенностями потока ионизирующего излучения.
Практическая ценность. Полученные результаты могут найти применение при создании новых,высокоэффективных технологий неорганического материаловедения, направленных на решение вопросов, связанных с затруднениями диффузионного характера при осуществлении твердофазных взаимодействии. Кроме того, результаты могут оказатьс полезными для анализа конструкционной устойчивости материала, работающего в условиях облучения.
На защиту выносятся:
экспериментальные результаты исследования радиационно-стимулиро-ванной диффузии при одновременном воздействии высокой температуры и мощных пучков ускоренных электронов, свидетельствующие об интенсификации массопереноса в твердом неорганическом веществе.
модель описания диффузионного процесса в условиях импульсного облучения электронами.
Апробация работы. Результаты, использованные в диссертацион-ой работе, докладывались: на IV Всесоюзном совещании по воздействию онизирующего излучения и света на гетерогенные системы (Кемерово, 986); Международной конференции по современным.проблемам реакционной пособности твердых тел (Новосибирск,І988); VI Всесоюзном совещании
0 применению ускорителей заряженных частиц в народном, хозяйстве
Ленинград,1988); IV Международной конференции по применению радио-
зотопов и радиационных процессов в промышленности (Лейпциг,1988);
Всесоюзном совещании по кинетике и механизму химических реакций в вердой фазе (Черноголовка,1989); VII Всесоюзной конференции по ра-иационной физике и химии неорганических материалов (Рига,1989);
1 Всесоюзной конференции по теоретической и прикладной радиационной
имии (Обнинск,1990).
Публикации. Основные материалы работ опубликованы в 2 статьях 6 тезисах докладов.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, іключения и выводов. Содержит 138 страниц машинописного текста, ) таблиц и 25 рисунков. В списке цитируемой литературы 177 наиме-)ваний.
