Исследование радиационной стойкости оптической керамики из фторида магния Хотамов, Мардон Давронович

Введение к работе

Актуальность темы: В связи с развитием ядерной и космической техники, квантовой электроники и других современных областей науки и промышленности высока потребность в материалах, изделия из которых способны длительное время работать в .экстремальных условиях, в том числе и при воздействии ионизирующих излучений.

С практической точки зрения одним из перспективных материя -лов, отвечающих требованиям новейшей техники, являются керамические диэлектрики. Многие из них обладают высокими механически ми, диэлектрическими и оптическими свойствами.

Кристаллы фторида магния имеют высокую прозрачность в широком оптическом диапазоне, включая УФ и ИК область, однако применение кристаллов Фторида магния по ряду причин ограниченно. Оптическая керамика из фторида магния обладает оптическими свойствами ничуть не хуже, чем монокристаллы фторида магния. Кроме того высокая технологичность позволяет изготовлять элементы сложней конфигурации и больших размеров, что выгодно отличает керамику от монокристаллов.

В то же время широкое применение.изделий из оптической.керамики ограничивается практическим отсутствием знаний о радиационной стойкости, о причинах радиационной деградации оптических свойств, о роли примесного состава керамики и среда синтеза на её свойства.как в обычных условиях, так и при воздействии ядерных излучений.

В связи с этим исследования радиационно-стимулированных процессов и явлений в оптичеекой керамике из фторида магния являются актуальной задачей'."

Цель я задачи исхледавэния: Основываясь на вышесказанном, целью настоящей работы было исследование радиационных процессов и радиационной стойкости оптических керамик из фторида магния, синтезированных из сырья различного примесного состава.

Для решения поставленной пели был проведен комплекс исследований, включающих изучение кинетики накопления и термического отжига радиационных центров окраски и люминесценции, роли примесей в эффективности образования и термической стабильности радиационных дефектов, изучение влияния высокотемпературной термообработки из оптические свойства керамик.

4 Научная новизна.

1. Впервые проведено комплексное исследование радиационных центров окраски и люминесценции в оптических керамиках из фторида магния, синтезированных в различных средах и из сырья раз -личного примесного состава. На основе этих исследований проведена идентификация природы ряда радиационных дефектов и показаны причины радиационной деградации оптических свойств.

Z. Установлена роль агрегатных дефектов в повышении терми
ческой стойкости радиационно-наведенной окраски с ростом дозы
и температуры облучения. -

1. После высокодозного облучения оптической керамики впервые обнаружены новые термически стабильные центры люминесценции, обусловленные образованием комплексных дефектов, включающих в свой состав примесные ионы кислорода.

2. При термической обработке, в результате увеличения размера зерен, происходит переход части ионов марганца из границ зерен вовнутрь, что подтверждается ростом интенсивности люминесценции, обусловленной ионами марганца в регулярных узлах кристаллической решетки.

Практическая ценность.

1. Результата, полученные в работе, расширяют представления о причинах радиационной деградации твердотельных оптических материалов и позволяют разработать практические рекомендации по > применению изделий из оптической керамики на основе фторида магния в условиях воздействия ядерных излучений.

2. Разработан простой способ получения оптического Фильтрующего элемента с регулируемым диапазоном пропускания, защищенный авторским свидетельством.

3. Предложен способ получения дозиметрического элемента, защищенный авторским свидетельством, который позволяет изготовить термолюминесцентный дозиметр с расширенным диапазоном измеряемых доз.

На завіт: выносятся:

1. Экспериментальные.результаты по изучению оптического поглощения и люминесценции необлученных и гамма- облученных керамик ил фторида магния, синтезированных в различны/ средах и имеющих

5 различный прийесный состав.

2. Результаты исследования термической стабильности радиационных центров окраски в оптической керамике из фторида магния. Вывод о превалирующей роли агрегатных дефектов в повышении термической стойкости-радиационной окраски с ростом,дозы и температуры облучения.

3. Заключение о природе новых термостабильных центров люминесценции, образующихся в оптической керамике из фторида магния при высокодозном гамма-облучении и роли кислорода в образовании этих центров.

4. Результаты исследования влияния высокотемпературной термообработки на оптическое пропускание в ИК области.

5. Вывод о преимущественном распределении примесных ионов марганца на границах зерен керамики.

Апробация работы-- Результаты работы представлялись и обсуж
дались на:

Всесоюзном совещании по кристаллическим оптическим материалам. Ленинград. 1989 год, .

Республиканской конференции по "Физике твердого тела". Ош. 1989 год,

8^ой и 9" Международных конференциях по радиационной физике и химии неорганических материалов. Томск., 1993 г и 19Э6 г.

Международной конференции "Radiation effects in insulators -V". Nagoja, Japan, 1993.

Первой международной научной .конференции "Новые материалы и приборы" Ташкент. Ig94 год,

Публикации.. По материалам диссертационной работы опублмко -вано И научных работ в виде статей, патентов и тезисов докладов Международных, Региональных и Республиканских совещаний, конференций.

Объем и СЗактура работы. '

Диссертация состоит из введения,четырех глав, обшпх выводов и списка литературы из.105 наименований.. Работа изложена на 114 стрриц машинописного текста, включая 29 рисунков и одну таблицу.