Структура та стабільність кристалічної ґратки твердих розчинів на основі двоокису цирконію
DOI:
https://doi.org/10.15276/opu.3.59.2019.08Ключові слова:
кераміка, діоксид цирконію, рентгеноструктурний аналіз, іон-стабілізаторАнотація
Метою роботи був розгляд питань, пов’язаних з стабільністю плівки двоокису цирконію, яка утворюється на поверхні твелу при експлуатації ядерного палива. Дослідження проводились для вивчення можливості зменшення радіоактивності теплоносія першого контуру, яка визначається станом герметичності оболонок твелів. Цілісність оболонок визначається рядом факторів, одним з яких є стабільність плівки двоокису цирконію. В цій плівці можуть проходити фазові перетворення, які мають основою сумісну дію температури, тиску та радіації. Процес корозії в умовах першого контуру включає окісну та радіаційну корозію. Окісна корозія є найбільш важливою, а її швидкість зростає в умовах радіації. Ціллю рентгенографічного дослідження твердих розчинів на основі діоксиду цирконію було отримання інформації стосовно їх структури в залежності від різних домішок іонів-стабілізаторів. Крім того були проведені експерименти з різними зразками які були відпалені при температурі 950 С (1223 К). Рентгенографічні експерименти були проведені на діфрактометрі ДРОН-3,0 в випромінені Kα Fe (λ=0,194 nm). Експериментальні результати довели, що внесення стабілізуючих іонів Ca, Y, Nd, Sc ( в різних молярних концентраціях) в твердий розчин діоксиду цирконію призводить до стабілізації кубічної фази. Також наведені результати по перерозподілу інтенсивності максимумів піків в усіх зразках, які були відпалені при температурі 1223 К, яка наближена до температури фазового перетворення від моноклінної структури в тетрагональну (1370 К) в чистому діоксиді цирконію. Це може бути доказом того, що іони-стабілізатори намагаються зайняти спеціальні вузли в матричній кристалічній ґратці. В той же час , це не призводить до суттєвих змін параметрів кристалічної ґратки, і внаслідок цього об’єм елементарної комірки майже не змінюється. Це означає, що тверди розчини на основі діоксиду цирконію, які мають кубічну фазу, можуть використовуватись як захисні покриття.
Завантаження
Посилання
Конечно-элементный анализ тетрагонального фазового превращения в моноклинное при окислении циркониевых сплавов / Платт П., Франкель П., Гасс М., Хауэлс Р., Пройсс М. Журнал. ядерных материалов. 2014. 454 (1-3). 290–297.
Слисенко В.И., Зотєєв В.О., Василькевич О.А., Зотєєв О.Є., Кротенко В.В. Структура и фононные спектры наноразмерных частиц твердых частиц на основе діоксида циркония. Сборник допови-дей 5-й Межнародной научно-практической конференции «Безпекарь и эффективность атомной энергетики» 5–9 весны 2016, м. Одесса, Украина. 213–217.
Смит Л., Мохаммед Т., Ко Л., Рини Дж. Оценка жизненного цикла функциональных материалов и устройств: возможности, проблемы, текущие и будущие тенденции, Juornal Amer. Керамика. Общество. 2019. 102, № 12, 7037–7064.
Гынгазов С. Влияние механической обработки на процессы консолидации ультрадисперсного порошка стабилизированного оксида циркония. Неорганические материалы: прикладные исследования. 2018. 9, № 2. 343–346.
Кинетика спекания нанопорошков ZrO2, модифицированных элементами IV группы / Лакуста М., Даниленко И., Волкова Г., Лоладзе Л., Бурховецкий В. Прикладная технология керамики. 2019. 16, №4. 1481–1492.
Лю Вэй, Цзинь Линлин, Ван Шивэй. Поглощающие и эмиссионные свойства высокопрозрачной керамики ZrO2 – легированный Yb3+:Y2O3. Журнал Амер. Керамика. Общество. 2019. 102, №9. 5020–5024.
Гальери К., Аларкон Р., де Годуа М. Термическое исследование наночастиц ZrO2: влияние циклов нагрева и охлаждения на переход твердое тело в твердое тело. Термохим. Акта. 2017. 653. 59–61.
