Учёные из России и Казахстана удвоили прочность керамики облучением

Группа учёных из России и Казахстана разработала методику, которая с помощью облучения повышает прочность промышленной керамики. По данным пресс‑службы Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, технология создаёт предпосылки для разработки специализированных керамических материалов для ядерной и космической отраслей.

Ученые из Казахстана и России изучили, как мощное облучение ионами криптона влияет на структуру и свойства керамики из диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия — материала, широко применяемого в ядерных реакторах, газотурбинных двигателях и космической технике. В перспективе это поможет создать новое поколение функциональных керамических материалов, способных эффективно работать там, где другие теряют прочность — в реакторах, в космосе и в высокоэнергетических установках будущего, заявили в ведомстве.

В пресс‑релизе уточняется, что образцы подвергали облучению тяжёлыми ионами с уровнями радиации от слабого до экстремального. По словам соавтора исследования, доцента кафедры физики твёрдого тела и нанотехнологий Сибирского федерального университета и заведующего кафедрой ЮНЕСКО «Новые материалы и технологии» Игоря Карпова, при умеренном облучении микротвердость керамики увеличивается вдвое. При больших дозах структура материала сначала разрушается, затем перестраивается в новые формы, более устойчивые к радиационным нагрузкам. В исследовании зафиксированы изменения механических характеристик диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия, что позволяет оценить потенциал метода для повышения стойкости керамики к воздействию радиации.

Полученные данные позволяют рассчитывать на применение результатов при создании материалов, способных выдерживать экстремальные условия эксплуатации. Перспективы включают использование в реакторах нового поколения, в защитных покрытиях для газотурбинных двигателей и в элементах космических аппаратов, где требуются повышенная радиационная стойкость и высокая микротвердость. Развитие методик облучения и оптимизация состава функциональной керамики могут способствовать расширению применения диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия, в ядерной энергетике и космической технике.