Inventory number IRN Number of state registration
0224РК00170 AP14872199-OT-24 0122РК00268
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Заключительный Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 1
International publications: 2 Publications Web of science: 2 Publications Scopus: 2
Number of books Appendicies Sources
1 4 64
Total number of pages Patents Illustrations
92 0 42
Amount of funding Code of the program Table
32916720 AP14872199 6
Name of work
Структурно-фазовое состояние высокоэнтропийных сплавов на основе твердых растворов Ni-Co-Fe-Cr-Mn подвергнутых радиационному и термическому воздействию
Report title
Type of work Source of funding The product offerred for implementation
Fundamental Метод, способ
Report authors
Иванов Игорь Александрович , Рысқұлов Азамат Еркнұлы , Курахмедов Алишер Ерметович , Колобердин Михаил Валерьевич , Сапар Әсет Дәулетұлы , Мустафин Даулет Айтмогамбетович , Бихерт Евгений Викторович , Темір Әділет Махамбетұлы , Аманжулов Бауыржан Серикович , Унгарбаев Ерулан Онласбекович ,
0
0
0
0
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 высокоэнтропийных сплавов(ВЭС) NiCoFeCr и NiCoFeCrMn, облученных ионами He2+(40кэВ) и Kr14+(280кэВ) при комнатной температуре(КТ) и 700С, а также при послед.облучении. РЭМ анализ ВЭС показал, что наибольшая радиационная сегрегация происходила при облучении ионами гелия при КТ. РСА анализ показал, что оба ВЭС сохранили ГЦК структуру, новые фазы не образовались при облучении. Изменение параметра кристаллич. решетки в поверхностном слое росло с увеличением флюенса ионов гелия, и с увеличением температуры. Наибольшие значения изменений были обнаружены в области расчетного пика повреждений и имплантации ионов гелия в ВЭС. Макронапряжения, микронапряжения и плотности дислокаций достигали больших значений в области пика имплантации гелия. В исходных ВЭС макронапряжения растягивающие. При КТ, макронапряжения при облучении ионами Kr были растягивающими,а при облучении ионами He - сжимающими. Максимальные макронапряжения были обнаружены при облучении ионами He при КТ и достигали около -650 МПа в CoCrFeMnNi. При послед. облуч. Kr и He при КТ, макронапряжения менялись незначительно. При облучении ионами He при 700С макронапряжения являлись растягивающими для Ni и CoCrFeNi, увеличиваясь в 3,6 раз от начальных, но являлись сжимающими для CoCrFeMnNi достигая -143 Мпа. По результатам исследований ВЭС NiCoFeCr и NiCoFeCrMn обладают высокой радиационной стойкостью, что делает их перспективными материалами для применения в условиях высоких радиационных нагрузок

Бөлме температурасында(БТ) және 700С, сондай-ақ кейінгі сәулелену кезінде He2+(40кэВ) және Kr14+(280кэВ) иондарымен сәулеленген NiCoFeCr және NiCoFeCrMn жоғары энтропиялық қорытпаларының(ЖЭҚ) құрылымы мен құрамы зерттелді. ЖЭҚ-дың РЭМ-та талдауы ең үлкен радиациялық сегрегация БТ-да гелий иондарымен сәулелену кезінде болғанын көрсетті. РҚТ талдауы екі ЖЭҚ-да ГЦК құрылымын сақтап қалды, сәулелену кезінде жаңа фазалар пайда болмады. Беткі қабаттағы тор кристалының параметрінің өзгеруі гелий иондарының флюенсінің және темп-ның жоғарылауымен өсті. Өзгерістердің ең үлкен мәндері ЖЭҚ-да гелий иондарының зақымдануы мен имплантациясының болжамды шыңы аймағында табылды. Макро, микрокернеулер және дислокация тығыздығы гелий имплантациясының шыңы аймағында үлкен мәндерге жетті. Бастапқы ЖЭҚ-да макрокернеулер созушы. БТ-да Kr иондарымен сәулелену кезіндегі макрокернеулер созушы,ал He иондарымен сәулелену кезінде сығушы болды. Максималды макрокернеулер БТ-да He иондарымен сәулелену кезінде анықталды және CoCrFeMnNi-де шамамен -650 МПа-ға жетті. Кейінгі Kr және He БТ-да сәулеленуімен макрокернеулер шамалы өзгерді. 700С кезінде He иондарымен сәулелену кезінде макрокернеулер Ni және CoCrFeNi үшін созушы, бастапқы деңгейден 3,6 есе өсті, бірақ CoCrFeMnNi үшін сығушы болды және -143 Мпа дейін жетті. ЖЭҚ зерттеулерінің нәтижелері бойынша NiCoFeCr және NiCoFeCrMn жоғары радиациялық төзімділікке ие. Бұл оларды жоғары радиациялық жүктемелер жағдайында қолдану үшін перспективалы материалдар етеді.

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.

Опубликованы статьи 1. Amanzhulov B., 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, № 10. - P. 3695. DOI: 10.3390/ma16103695. 2. Аманжулов Б.С., Иванов И.А., Рыскулов А.Е., Углов В.В., Курахмедов А.Е., Сапар А.Д., Унгарбаев Е.О., Колобердин М.В. Применение метода обратного резерфордовского обратного рассеяния для исследования радиационной сегрегации высокоэнтропийных сплавов на основе никеля // Вестник Национального Ядерного Центра РК. - 2024. - № 2. - С. 74–83. DOI: 10.52676/1729-7885-2024-2-74-83. 3. Ivanov I., Amanzhulov B., Uglov V., Zlotski S., Kurakhmedov A., Koloberdin M., Sapar A., Ungarbayev Y., Zdorovets M. Structural Changes in High-Entropy Alloys CoCrFeNi and CoCrFeMnNi, Irradiated by He Ions at a Temperature of 700 °C // Materials. - 2024. - Vol. 17, № 17. - P. 4383. DOI: 10.3390/ma17174383. 4. Amanzhulov B., Ivanov I., Uglov V., Zlotski S., Ryskulov A., Kurakhmedov A., Sapar A., Ungarbayev Y., Koloberdin M., Zdorovets M. Radiation Resistance of High-Entropy Alloys CoCrFeNi and CoCrFeMnNi, Sequentially Irradiated with Kr and He Ions // Materials. - 2024. - Vol. 17, № 19. - P. 4751. DOI: 10.3390/ma17194751.

Жарияланған мақалалар 1. Amanzhulov B., 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, № 10. - P. 3695. DOI: 10.3390/ma16103695. 2. Аманжулов Б.С., Иванов И.А., Рыскулов А.Е., Углов В.В., Курахмедов А.Е., Сапар А.Д., Унгарбаев Е.О., Колобердин М.В. Применение метода обратного резерфордовского обратного рассеяния для исследования радиационной сегрегации высокоэнтропийных сплавов на основе никеля // Вестник Национального Ядерного Центра РК. - 2024. - № 2. - С. 74–83. DOI: 10.52676/1729-7885-2024-2-74-83. 3. Ivanov I., Amanzhulov B., Uglov V., Zlotski S., Kurakhmedov A., Koloberdin M., Sapar A., Ungarbayev Y., Zdorovets M. Structural Changes in High-Entropy Alloys CoCrFeNi and CoCrFeMnNi, Irradiated by He Ions at a Temperature of 700 °C // Materials. - 2024. - Vol. 17, № 17. - P. 4383. DOI: 10.3390/ma17174383. 4. Amanzhulov B., Ivanov I., Uglov V., Zlotski S., Ryskulov A., Kurakhmedov A., Sapar A., Ungarbayev Y., Koloberdin M., Zdorovets M. Radiation Resistance of High-Entropy Alloys CoCrFeNi and CoCrFeMnNi, Sequentially Irradiated with Kr and He Ions // Materials. - 2024. - Vol. 17, № 19. - P. 4751. DOI: 10.3390/ma17194751.

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
539.2/.6:539./.04, 621.039.53
International classifier codes
29.19.21; 58.33.09;
Readiness of the development for implementation
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. /
Head of work Иванов Игорь Александрович Доктор PhD / нет
Native executive in charge