The object of research, development or design (in Russian) : Сплавы W-Nb, W-Zr, W-Cu, созданные методом плазменного жидкофазного легирования приповерхностного слоя вольфрама атомами переходных металлов.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Вольфрамның беткі қабатын өтпелі металл атомдарымен плазмалық сұйық фазалық қоспалау әдісімен жасалған W-Nb, W-Zr, W-Cu қорытпалары.

Aim of work (in Russian) : Целью работы на 2024 год, согласно календарному плану проекта, являлось получение экспериментальных образцов вольфрамовых сплавов W-Nb, W-Zr, W-Cu, облученных низкоэнергетическими ионами гелия с различными дозами, установление влияния дозы облучения низкоэнергетическими ионами гелия на структурно-фазовые изменения в вольфрамовых сплавах, а также выявление взаимосвязи между степенью облучения вольфрамовых сплавов низкоэнергетическими ионами гелия и уровнем остаточных напряжений в них.

Aim of work (in Kazakh) : Жобаның күнтізбелік жоспарына сәйкес 2024 жылға арналған жұмыстың мақсаты әр түрлі дозада төмен энергиялы гелий иондарымен сәулеленген вольфрам қорытпаларының W-Nb, W-Zr, W-Cu тәжірибелік үлгілерін алуы, төмен энергиялы гелий иондарымен сәулелену дозасының вольфрам қорытпаларындағы құрылымдық және фазалық өзгерістерге әсерін белгілеуы, сондай-ақ вольфрам қорытпаларының төмен энергиялы гелий иондарымен сәулелену дәрежесі мен олардағы қалдық кернеулер деңгейі арасындағы байланысты анықтауы болды.

Методы исследования (на русском) : Основными методами исследований являются: растровая электронная микроскопия, рентгеноспектральный микроанализ, рентгеноструктурный анализ.

Методы исследования (на казахском) : Зерттеудің негізгі әдістері: растрлық электронды микроскопия, рентген-спектрлік микроанализ, рентгендік құрылымдық талдау.

Obtained results and novelty (in Russian) : Исследовано влияние предварительной плазменной обработки на радиационные дефекты, возникающие в вольфраме после облучения ионами гелия с энергией 40 кэВ и дозами 1×1017 – 3×1017 см-2. Воздействие на вольфрам КПП с плотностью энергии 70 Дж/см2 позволяет модифицировать зеренную структуру поверхностного слоя, которая становится дисперсной со средним размером ячеек 200-300 нм за счет высокоскоростной кристаллизации расплава. Предварительное нанесение медных или циркониевых покрытий приводит к легированию вольфрамового слоя нанесенными элементами в результате жидкофазного перемешивания расплава и последующей высокоскоростной кристаллизации. Облучение модифицированных образцов ионами гелия создает в тонком поверхностном слое структуру на основе фазы W' с ОЦК-структурой, но с повышенным значением параметра решетки. Радиационные дефекты, возникающие в приповерхностном слое, способствуют формированию внутренних остаточных растягивающих напряжений, которые достигают 1,2 ГПа. Установлено, что предварительная обработка плазменным потоком, создавая дисперсную зеренную структуру, позволяет увеличить количество стоков для радиационных дефектов, которыми являются межзеренные и межфазные границы. Предварительная обработка плазменным потоком вольфрама, приводящая к формированию однофазной структуры, приводит к повышению радиационной стойкости поверхностного слоя.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Алдын ала плазмалық өңдеудің энергиясы 40 кВ гелий иондарымен және 1×1017 – 3×1017 см-2 дозаларымен сәулелендіруден кейін вольфрамда пайда болатын радиациялық ақауларға әсері зерттелді. Вольфрамның энергия тығыздығы 70 Дж/см2 болатын КПП-ға әсері балқыманың жоғары жылдамдықпен кристалдануы салдарынан орташа ұяшық өлшемі 200-300 нм дисперсті болып қалатын беткі қабаттың түйіршік құрылымын өзгертуге мүмкіндік береді. Мыс немесе цирконий жабындарын алдын ала қолдану балқыманың сұйық фазалық араласуы нәтижесінде вольфрам қабатының тұндырылған элементтермен легірленуіне және кейіннен жоғары жылдамдықты кристалдануға әкеледі. Модификацияланған үлгілерді гелий иондарымен сәулелендіру bcc құрылымы бар W' фазасы негізінде жұқа беттік қабатта құрылымды жасайды, бірақ тордың параметрі жоғарылайды. Беткейге жақын қабатта пайда болатын радиациялық ақаулар 1,2 ГПа-ға жететін ішкі қалдық созылу кернеулерінің пайда болуына ықпал етеді. Дисперстік түйіршікті құрылымды құра отырып, плазмалық ағынмен алдын ала өңдеу дәндік және фазааралық шекаралар болып табылатын радиациялық ақауларға арналған раковиналардың санын көбейтуге мүмкіндік беретіні анықталды. Бір фазалы құрылымның пайда болуына әкелетін вольфрамды плазма ағынымен алдын ала өңдеу беткі қабаттың радиацияға төзімділігін арттыруға әкеледі.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Установлено влияние дозы облучения низкоэнергетическими ионами гелия на структурно-фазовые изменения в вольфрамовых сплавах, а также выявлена взаимосвязь между степенью облучения вольфрамовых сплавов низкоэнергетическими ионами гелия и уровнем остаточных напряжений в них.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Төмен энергиялы гелий иондарымен сәулелену дозасының вольфрам қорытпаларындағы құрылымдық және фазалық өзгерістерге әсері анықталды және вольфрам қорытпаларының төмен энергиялы гелий иондарымен сәулелену дәрежесі мен олардағы қалдық кернеулер деңгейі арасындағы байланыс анықталды.

Level of implementation (in Russian) : Опубликована статья: A. Ryskulov, V. Shymanski, I. Ivanov, B. Amanzhulov, A. Dauhaliuk, V. Uglov, A. Temir, V. Astashynski, A. Sapar, A. Kuzmitski, Y. Ungarbayev. Radiation Effects in Tungsten and Tungsten-Copper Alloys Treated with Compression Plasma Flows and Irradiated with He Ions // Materials. - 2024. – Vol. 17. – P. 4442. DOI: 10.3390/ma17184442. WoS IF = 3.1 Q2. Наивысший процентиль SCOPUS – 67%. Опубликована статья: А.Е. Рыскулов, Б.С. Аманжулов, И.А. Иванов, В.В. Углов, С.В. Злоцкий, А.М. Темир, А.Е. Курахмедов, А.Д. Сапар, Е.О. Унгарбаев, М.В. Колобердин. Влияние плазменного жидкофазного легирования на физико-механические свойства вольфрамовых сплавов // Вестник НЯЦ РК. - 2024. – Вып. 3. – С. 105-114. DOI: 10.52676/1729-7885-2024-3-105-114. Список КОКНВО. Подана статья в журнал “Materials Research Express” (WoS IF = 1.8 Q3, процентиль SCOPUS – 74%): “A.E. Ryskulov, V.I. Shymanski, B.S. Amanzhulov, A.S. Dauhaliuk, I.A. Ivanov, V.V. Uglov, A.M. Temir, V.M. Astashynski, A.D. Sapar, A.M. Kuzmitski, E.O. Ungarbayev. Stress analysis in tungsten alloys modified with plasma flows and irradiated with helium ions”. Статус “На рецензировании”.

Level of implementation (in Kazakh) : Мақала жарияланды: A. Ryskulov, V. Shymanski, I. Ivanov, B. Amanzhulov, A. Dauhaliuk, V. Uglov, A. Temir, V. Astashynski, A. Sapar, A. Kuzmitski, Y. Ungarbayev. Radiation Effects in Tungsten and Tungsten-Copper Alloys Treated with Compression Plasma Flows and Irradiated with He Ions // Materials. - 2024. – Vol. 17. – P. 4442. DOI: 10.3390/ma17184442. WoS IF = 3.1 Q2. Ең жоғары SCOPUS пайыздық көрсеткіші – 67%. Мақала жарияланды: А.Е. Рыскулов, Б.С. Аманжулов, И.А. Иванов, В.В. Углов, С.В. Злоцкий, А.М. Темир, А.Е. Курахмедов, А.Д. Сапар, Е.О. Унгарбаев, М.В. Колобердин. Влияние плазменного жидкофазного легирования на физико-механические свойства вольфрамовых сплавов // Вестник НЯЦ РК. - 2024. – Вып. 3. – С. 105-114. DOI: 10.52676/1729-7885-2024-3-105-114. КОКНВО тізімі. “Materials Research Express” журналына мақала жіберілді (WoS IF = 1.8 Q3, SCOPUS пайыздық көрсеткіші – 74%): “A.E. Ryskulov, V.I. Shymanski, B.S. Amanzhulov, A.S. Dauhaliuk, I.A. Ivanov, V.V. Uglov, A.M. Temir, V.M. Astashynski, A.D. Sapar, A.M. Kuzmitski, E.O. Ungarbayev. Stress analysis in tungsten alloys modified with plasma flows and irradiated with helium ions”. “Under review” статусында.

Efficiency (in Russian) : Результаты экспериментальных исследований позволят разработать новую концепцию плазменной модификации и легирования вольфрама, приводящую к повышению его радиационной и эрозионной стойкости под влиянием высокодозового облучения низкоэнергетическими ионами гелия.

Efficiency (in Kazakh) : Эксперименттік зерттеулердің нәтижелері төмен энергиялы гелий иондарының жоғары дозалы сәулеленуінің әсерінен оның радиациялық және эрозияға төзімділігін арттыруға әкелетін вольфрамды плазмалық модификациялау мен қоспалаудың жаңа тұжырымдамасын әзірлеу.

Field of application (in Russian) : Ожидаемые результаты дополнят знания и значительно расширят представления о закономерностях и механизмах гелиевого распухания и радиационного охрупчивания сплавов W-Nb, W-Zr, W-Cu. Это, в свою очередь, позволит прогнозировать поведение данных сплавов в экстремальных условиях облучения. Полученные результаты будут востребованы при проектировании и разработке энергетических установок термоядерного синтеза с целью выбора оптимальных материалов первой стенки и дивертора, что определяет практическую значимость исследования.

Field of application (in Kazakh) : Күтілетін нәтижелер білімді толықтырады және W-Nb, W-Zr, W-Cu қорытпаларының гелий ісінуі мен радиациялық сынғыштығының заңдылықтары мен механизмдері туралы түсініктерді айтарлықтай кеңейтеді. Бұл өз кезегінде экстремалды сәулелену жағдайында осы қорытпалардың әрекетін болжауға мүмкіндік береді. Алынған нәтижелер зерттеудің практикалық маңыздылығын анықтайтын бірінші қабырға мен дивертордың оңтайлы материалдарын таңдау мақсатында термоядролық энергетикалық қондырғыларды жобалау және әзірлеу кезінде сұранысқа ие болады.