Введение к работе
Актуальность темы,
Нитридные керамические материалы на основе BN и A1N
являются высокотемпературными диэлектриками, которые
используются или являются перспективными для использования в
электротехнике, электронике, металлургии, химической
промышленности, ядерной энергетике, космической и лазерной технике (электроизоляторы, защитные покрытия, диэлектрические окна, тигли для роста монокристаллов и др.).
В сравнении с оксидными высокотемпературными материалами (например А1203, MgO, MgAl204), высокотемпературные нитридные керамики обладают более высокой стабильностью электрофизических и механических свойств при повышенных температурах.
Разработка и использование нитридных керамик в различных
радиационных устройствах сдерживается недостаточностью
исследований закономерностей радиационных изменений
микроструктуры, свойств и механизмов радиационной
повреждаемости этих материалов, необходимых для определения условий их оптимальной (ресурсной) эксплуатации и прогнозирования изменения свойств при других режимах облучения. Это связано с тем, -.что радиационно-индуцированные процессы в керамических диэлектрических материалах сложны и многообразны и к настоящему времени отсутствуют общие подходы к описанию радиационно-структурной деградации керамик вообще и, в частности, нитридных керамик.
Целью диссертационной работы явилось изучение закономерностей и механизмов радиационно-индуцированных изменений реальной структуры керамических материалов на основе BN и A1N в зависимости от их исходного состояния, определяемого
4 технологией изготовления, и типов радиационных воздействий (реакторных и ускорительных).
Для этого было необходимо:
- разработать методику и создать установку для исследований
методом радйационно-индуцированной люминесценции при облучении
протонами (энергия до 10 МэВ, ускоритель ЭГП-10М),
разработать спектроскопические методики (комбинационное рассеяние света (КР), ИК отражение, фотолюминесценция) и исследовать структурные радиационно-индуцированные изменения в материалах на основе BN и A1N,
- выяснить особенности структурных изменений в BN и A1N после
ионного (р, Аг, Не) и нейтронного облучения,
разработать экспериментальный метод и установить роль ионизирующей и смещающей компонент облучения в структурных изменениях керамических материалов.
Научная новизна результатов работы, выносимых на защиту, заключается в том, что для высокотемпературных керамик на основе BN и A1N :
методами радйационно-индуцированной люминесценции (РИЛ) и колебательной спектроскопии исследованы механизмы радиационно-индуцированных изменений в реальных структурах этих материалов,
выявлена связь исходных и радиационно-наведенных дефектов в реальной структуре,
обнаружено явление радиационно-стимулированной
рекристаллизации,
- предложены механизмы протекания радиационно-индуцированных
изменений в реальной структуре керамических материалов с учетом
технологий их изготовления,
исследована роль ионизирующей и смещающей компонент облучения в структурных изменениях.
Практическая ценность работы заключается в том, что:
- полученные в ней результаты могут быть использованы при
определении оптимальных режимов эксплуатации и определения
ресурсности материалов на основе BN и A1N, в различных
радиационных условиях и в зависимости от технологий их
изготовления,
- разработанные оптические методики могут быть использованы для
исследования структурных изменений керамических материалов,
- определены механизмы радиационных изменений в реальной
структуре керамических нитридных материалов, позволяющие более
обосновано предложить и уточнить структурные модели этих
материалов и прогнозировать изменения их функциональных свойств
в условиях радиационных и термомеханических воздействий.
На защиту выносятся перечисленные выше научная новизна результатов работы и выводы, приведенные в заключении (стр. 23 данного автореферата).
Аппробация работы. Основные результаты докладывались и обсуждались на 2-ой международной конференции "Физика ядерно-возбуждаемой плазмы и проблемы лазеров с ядерной накачкой" (1994 Арзамас-16), 3-ей Международной конференции "Радиационное воздействие на материалы термоядерных реакторов" (С.-Петербург, 1994), 7-ой Международной конференции по материалам термоядерных реакторов (Обнинск, 1995), 9-ой Международной конференции по радиационной физике, и химии неорганических материалов (РФХ-9) (Томск, 1996), 4-ом Межгосударственном, семинаре "Структурные основы модификации материалов методами
нетрадиционных технологий" (МНТ-4) (Обнинск, 1997), 8-ой Международной конференции по материалам термоядерных реакторов (Сендай, Япония, 1997).
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы из 95 наименований. Работа изложена на 104 страницах, содержит 26 рисунков и 5 таблиц.
