Inventory number IRN Number of state registration
0323РК00509 AP14872199-KC-23 0122РК00268
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 0
International publications: 1 Publications Web of science: 1 Publications Scopus: 0
Patents Amount of funding Code of the program
0 32937461 AP14872199
Name of work
Структурно-фазовое состояние высокоэнтропийных сплавов на основе твердых растворов Ni-Co-Fe-Cr-Mn подвергнутых радиационному и термическому воздействию
Type of work Source of funding Report authors
Fundamental Иванов Игорь Александрович
0
1
1
1
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МЭ РК
Full name of the service recipient
Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" Министерства энергетики Республики Казахстан
Abbreviated name of the service recipient ИЯФ
Abstract

ГЦК-структурированные высокоэтропийные сплавы (ВЭС) на основе твердых растворов NiCoFeCr и NiCoFeCrMn.

NiCoFeCr және NiCoFeCrMn қатты ерітінділеріне негізделген ГЦК-құрылымдық жоғары энтропиялық қорытпалар (ЖЭҚ).

Исследование радиационной стойкости состава и структуры ГЦК-структурированных ВЭСов на основе твердых растворов NiCoFeCr и NiCoFeCrMn в результате ионной имплантации низкоэнергетическими пучками ионов гелия и криптона c высокими имплантационными (~20 ат.%) и повреждающими (~40 сна) дозами при комнатной и высокой температурах (700°С).

Жоғары имплантациямен (~20 ат.%) және зақымдайтын гелий және криптон иондарының төмен энергиялы сәулелерімен иондық имплантациялау нәтижесінде NiCoFeCr және NiCoFeCrMn қатты ерітінділері негізінде fcc-құрылымды HEA құрамы мен құрылымының сәулеленуге төзімділігін зерттеу. (~40 сна) бөлмеде және жоғары температурада (700°C) дозалар.

Основными методами исследований являются: рентгеновский микроанализ, рентгеноструктурный анализ, растровая электронная и атомно-силовая микроскопия, резерфордовское обратное рассеяние.

Зерттеудің негізгі әдістері: рентгендік микроанализ, рентгендік құрылымдық талдау, растрлық электронды және атомдық күштік микроскопия, Резерфордтың кері шашырауы.

Исследована структура и состав сформированных методом дуговой плавки высокоэнтропийных сплавов NiCoFeCr и NiCoFeCrMn, облученных низкоэнергетическими ионами He2+ (40 кэВ) с флюенсами в диапазоне от 5E16 см–2 до 2E17 см–2и Kr14+ (280 кэВ) с флюенсом 5E15 и 1E16 см–2. Обнаружено, что облучение ВЭС NiCoFeCr и NiCoFeCrMn ионами He2+ (40 кэВ), Kr14+ (280 кэВ) и последовательного облучения Kr14+ (280 кэВ) и после He2+ 40 (кэВ) не приводит к изменению элементного и фазового состава, а также к эрозии поверхности образцов. Облучение пучками ионов гелия, криптона и последовательно облучения приводит к образованию сжимающих напряжений и их росту при увеличении флюенса. Установлено, что ВЭС NiCoFeCrMn характеризуются более высоким уровнем макро- и микронапряжений, плотности дислокаций, а также большим ростом их значений с увеличением флюенса по сравнению с ВЭС NiCoFeCr. Образцы ВЭС CoCrFeMnNi и CoCrFeNi облученные пучками ионов, были исследованы методом резерфордовского обратного рассеяния (РОР) на пучках ионов азота N2+ с энергией 14 МэВ и рентгеновской эмиссии, индуцированной частицами. РОР спектры показывают, что элементные составы сплавов CoCrFeNi и CoCrFeMnNi являются близкими к эквиатомным до и после облучения – около 25 и 20 ат. %, соответственно. Однородное распределение элементов по глубине в двух ВЭС сохранилось при облучении. CoCrFeNi и CoCrFeMnNi являются перспективными кандидатами в качестве конструкционных материалов устойчивых к радиационным повреждениям.

Флюенсі 5E6 см–2–ден 2E17 см-2 –ге дейінгі диапазондағы 40 кэВ энергиямен He2+ және флюенсі 5E15 және 1E16 см–2 280 кэВ энергиямен Kr14+ төмен энергиялы иондарымен сәулеленген NiCoFeCr және NiCoFeCrMn ЖЭҚ доғалық балқыту әдісімен қалыптасқан құрылымы мен құрамы зерттелді. NiCoFeCr және NiCoFeCrMn ЖЭҚ-дың He2+(40 кэВ), Kr14+(280 кэВ) иондарымен және Kr14+(280 кэВ) кейін He2+(40 кэВ) иондарымен дәйекті сәулеленуі элементтік және фазалық құрамның өзгеруіне, сондай-ақ үлгілер бетінің эрозиясына әкелмейтіні анықталды.Гелий, криптон иондары шоқтарымен сәулелену және дәйекті сәулелену сығышу кернеулерінің пайда болуына және олардың флюенстің жоғарылауымен өсуіне әкеледі. NiCoFeCrMn ЖЭҚ-сын NiCoFeCr ЖЭҚ-мен салыстырғанда макро және микрокернеулердің, дислокация тығыздығының жоғары деңгейімен, сондай - ақ флюенстің жоғарылауымен олардың мәндерінің үлкен өсуімен сипатталатыны анықталды. Азот иондарының 14 МэВ энергиясымен cәулеленген CoCrFeMnNi және CoCrFeNi ЖЭҚ үлгілері Резерфордтың кері шашырауы және бөлшектермен индукцияланған рентгендік эмиссия әдісімен зерттелді.РКШ спектрлері CoCrFeNi және CoCrFeMnNi қорытпаларының элементтік құрамдары сәулеленуге дейінгі және кейінгі эквиатомдық құрамдарға жақын екенін көрсетеді – шамамен 25 және 20 ат.% тиісінше.Элементтердің екі ЖЭҚ-дың тереңдігі бойынша біркелкі таралуы сәулелену кезінде сақталған. CoCrFeNi және CoCrFeMnNi радиациялық зақымдануға төзімді құрылымдық материалдар ретінде перспективалы үміткерлер болып табылады

Исследована структура, морфология поверхности и состав облученных пучками ионов криптона и гелием образцов высокоэнтропийных сплавов NiCoFeCr и NiCoFeCrMn.

Криптон және гелий иондарының сәулелерімен сәулеленген NiCoFeCr және NiCoFeCrMn жоғары энтропиялы қорытпаларының үлгілерінің құрылымы, беткі морфологиясы және құрамы зерттелді.

Опубликована статья, тезисы, доложены промежуточные результаты проекта в двух международных конференциях. Опубликована статья Amanzhulov В., Ivanov I., Uglov V., Zlotski S., Ryskulov A., Kurakhmedov A., Koloberdin M., Zdorovets M. Composition and Structure of NiCoFeCr and NiCoFeCrMn High-Entropy Alloys Irradiated by Helium Ions // Materials. – 2023. – Vol. 16. – P. 3695. (WoS, Q2). Представлен доклад (онлайн) на 52-ой Международной Тулиновской конференции по физике Взаимодействия Заряженных Частиц с Кристаллами, Москва, МГУ им М.В. Ломоносова, 30 мая – 1 июня 2023 с темой «РОР исследования исходных и облученных пучками ионов гелия образцов ВЭС CoCrFeNi и CoCrFeNiMn». Представлены два доклада на международной конференции ВИТТ-2023, г. Минск, Белоруссия и опубликованы 2 тезиса: 1. Иванов И.А., Углов В.В., Рыскулов А.Е., Аманжулов Б.С., Курахмедов А.Е., Унгарбаев Е.О. Изучение сегрегации высокоэнтропийных сплавов CoCrFeNi и CoCrFeNiMn при облучении гелием. Материалы 15-й Международной конференции ВИТТ-2023. с. 239 – 242 2. Аманжулов Б.С., Иванов И.А., Рыскулов А.Е., Курахмедов А.Е., Унгарбаев Е.О. Термодинамические параметры высокоэнтропийных сплавов CoCrFeNi и CoCrFeNiMn облученных ионами He2+ Материалы 15-й Международной конференции ВИТТ-2023. с. 145 – 148.

Мақала, тезистер жарияланды, жобаның аралық нәтижелері екі халықаралық конференцияда баяндалды. Мақала жарияланды Amanzhulov В., Ivanov I., Uglov V., Zlotski S., Ryskulov A., Kurakhmedov A., Koloberdin M., Zdorovets M. Composition and Structure of NiCoFeCr and NiCoFeCrMn High-Entropy Alloys Irradiated by Helium Ions // Materials. – 2023. – Vol. 16. – P. 3695. (WoS, Q2). Зарядталған бөлшектердің кристалдармен өзара әрекеттесу физикасы бойынша 52-ші халықаралық Тулинов конференциясында (онлайн), Мәскеу, М.В. Ломоносов атындағы ММУ, 30 мамыр-1 маусым 2023 " РОР исследования исходных и облученных пучками ионов гелия образцов ВЭС CoCrFeNi и CoCrFeNiMn " тақырыбымен баяндама ұсынылды. ВИТТ-2023 Минск, Беларусь халықаралық конференциясында екі баяндама ұсынылды және 2 тезис жарияланды: 1. Иванов И.А., Углов В.В., Рыскулов А.Е., Аманжулов Б.С., Курахмедов А.Е., Унгарбаев Е.О. Изучение сегрегации высокоэнтропийных сплавов CoCrFeNi и CoCrFeNiMn при облучении гелием. Материалы 15-й Международной конференции ВИТТ-2023. с. 239 – 242 2. Аманжулов Б.С., Иванов И.А., Рыскулов А.Е., Курахмедов А.Е., Унгарбаев Е.О. Термодинамические параметры высокоэнтропийных сплавов CoCrFeNi и CoCrFeNiMn облученных ионами He2+ Материалы 15-й Международной конференции ВИТТ-2023. с. 145 – 148.

Результаты экспериментальных работ по изучению радиационной стойкости ВЭС на основе системы Ni-Co-Fe-Cr-Mn позволят оценить перспективность использования ВЭС в качестве конструкционных материалов реакторов деления нового поколения (IV) с увеличенной энергоэффективностью и пониженным образованием ядерных отходов.

Ni-Co-Fe-Cr-Mn жүйесі негізінде ЖЭҚ-дың радиацияға төзімділікті зерттеу бойынша эксперименттік жұмыстардың нәтижелері энергия тиімділігі жоғары жаңа буын (IV) бөлінетін реакторлар үшін құрылымдық материалдар ретінде ЖЭҚ-ын пайдалану перспективаларын бағалауға мүмкіндік береді және ядролық қалдықтардың түзілуін азайтады.

Реакторное материаловедение, ядерная энергетика, новые материалы, радиационная физика твердого тела.

Реакторлық материалтану, ядролық энергетика, жаңа материалдар, қатты дененің радиациялық физикасы.

UDC indices
539.25; 539.25; 621.039.53
International classifier codes
29.19.21; 58.33.09; 53.49.17;
Key words in Russian
Реакторное материаловедение; высокоэнтропийные сплавы; гелиевое распухание; радиационные повреждения; структурный анализ; растровая электронная микроскопия;
Key words in Kazakh
Реакторлық материалтану; жоғары энтропиялық қорытпалар; гелийдің ісінуі; радиациялық зақымданулар; құрылымдық талдау; растрлық электронды микроскопия;
Head of the organization Сахиев Саябек Куанышбекович д.ф.-м.н. / Профессор
Head of work Иванов Игорь Александрович Доктор PhD / нет