Inventory number IRN Number of state registration
0225РК00839 AP19679332-OT-25 0123РК00808
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Заключительный Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 0
International publications: 1 Publications Web of science: 1 Publications Scopus: 1
Number of books Appendicies Sources
0 6 35
Total number of pages Patents Illustrations
66 0 28
Amount of funding Code of the program Table
35710846 AP19679332 0
Name of work
Контроль переноса тепловой энергии с помощью межфазной и точечно-дефектной инженерии в ядерных материалах
Report title
Type of work Source of funding The product offerred for implementation
Fundamental Метод, способ
Report authors
Утегулов Жандос Нурпеисович , Абдуллаев Азат Іргебайұлы , Тлегенов Рүстем Тлегенұлы , Курбанова Баян Әмзеқызы , Фарзадиан Омид , Секербаев Кайролла Секербаевич ,
0
0
2
8
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) Нет
Full name of the service recipient
Nazarbayev University
Abbreviated name of the service recipient NU
Abstract

1) Двухфазные бикристаллические (БК), микрокристаллические (МК), нанокристаллические (НК) и ионно-облученные неметаллические материалы 2) Фононно-опосредованные теплопроводные свойства неметаллических материалов в присутствии нано- и микро- структур, зерен, межфазных сред, треков, нано-пор, дефектов упаковки, радиационных точечных и протяженных дефектов сформировавшихся в результате облучения ионами различной дозы и энергии 3) Влияние взаимодействия точечных дефектов с границами раздела и с дефектами упаковки на восстановление переноса тепловой энергии

1) Екі фазалы бикристалды (BC), микрокристалды (MC), нанокристалды (NC) және иондармен сәулелендірілген металл емес материалдар 2) Нано- және микроқұрылымдар, түйіршіктер, бетаралық орталар, жолдар, нанокеуектер, қабаттасу ақаулары, әртүрлі дозалар мен энергиялардағы иондармен сәулелендіру нәтижесінде пайда болған сәулеленуден туындаған нүктелік және кеңейтілген ақаулар болған кезде металл емес материалдардың фонон арқылы жылу өткізгіштік қасиеттері 3) Нүктелік ақаулардың беттермен және қабаттасу ақауларымен өзара әрекеттесуінің жылу энергиясының берілуін қалпына келтіруге әсері

фундаментальное понимание управления переносом тепловой энергии фононами в нано- и микро- метровом масштабах в неметаллических материалах посредством инженерии межфазных и точечных дефектов для приложений в ядерной энергетике

Ядролық энергияны қолдану үшін интерфейстік және нүктелік ақауларды жобалау арқылы металл емес материалдардағы нано- және микрометрлік масштабтағы фонондық жылу энергиясының берілуін басқарудың негізгі түсінігі

1) Методы структурирования материалов: (а) ионными пучками разных размеров, энергий и флюенсов, (б) образования БК материалов, (в) образования МК керамик спеканием порошков, (г) образования нанопористых структур, (г) образования НК тонких пленок методом метод химического осаждения из паровой фазы под низким давлением, (д) образования пространственно-контролируемого радиационного повреждения в виде точечных и протяженных дефектов в материалах 2) Методы исследования теплопроводности на нано- и микро- масштабах в объемных, микро- и нано- структурированных, ионно-облученных и двухфазных неметаллических материалах с помощью: (а) измерительной термо-отражательной микроскопии во временной и частотной областях на основе фемтосекундных и непрерывных лазеров с контролируемой частотой модуляции, (б) измерительной лазерной опто-термической Рамановской микроскопии, (в) компьютерного моделирования теплопереноса методами молекулярной динамики и Монте-Карло 3) Методы структурной характеризации материалов: Рамановской спектроскопией, рентгеновской дифрактометрией, aтомно-силовой микроскопией (АСМ), Резерфордовским обратным рассеянием, сканирующей электронной микроскопией и просвечивающей электронной микроскопией высокого разрешения, электронной дифракцией обратного рассеяния

1) Материалдарды құрылымдау әдістері: (a) әртүрлі өлшемдегі, энергиядағы және флюенциядағы иондық сәулелермен, (b) BC материалдарын қалыптастыру, (c) ұнтақтарды күйдіру арқылы MC керамикасын қалыптастыру, (d) нанокеуекті құрылымдарды қалыптастыру, (d) төмен қысымды химиялық бу тұндыру арқылы NC жұқа қабықшаларын қалыптастыру, (e) материалдардағы нүктелік және кеңейтілген ақаулар түрінде кеңістіктік бақыланатын радиациялық зақымдануды қалыптастыру. 2) Көлемдік, микро және наноқұрылымды, ионмен сәулелендірілген және екі фазалы металл емес материалдардағы нано- және микро масштабтардағы жылу өткізгіштікті зерттеу әдістері: (a) бақыланатын модуляция жиілігі бар фемтосекундтық және үздіксіз лазерлерге негізделген уақыт және жиілік салаларындағы жылулық шағылысу микроскопиясын өлшеу, (b) лазерлік оптотермиялық Раман микроскопиясын өлшеу, (c) молекулалық динамика және Монте-Карло әдістерін қолдана отырып жылу беруді компьютерлік модельдеу. 3) Материалдардың құрылымдық сипаттамаларын анықтау әдістері: Раман спектроскопиясы, рентген дифрактометриясы, атомдық күш микроскопиясы (АКМ), Резерфордтың кері шашырауы, сканерлеуші ​​​​электронды микроскопия және жоғары ажыратымдылықтағы трансмиссиялық электронды микроскопия, электрондардың кері шашырау дифракциясы

Вблизи границы зерен (ГЗ) MgO БК было зарегистрировано резкое снижение теплопроводности по сравнению с внутри-зернистой теплопроводностью ввиду усиления рассеяния фононов на этой границе раздела. Исследованы теплопроводные k свойства микрокристаллической AlN керамики под радиационным воздействием БТИ и термические межфазные сопротивления R на границе BK системы (Al/ZnO облученного БТИ). Впервые исследован внутри- и меж-зернистый теплоперенос в наноструктурированном SiC. Продемонстрировано восстановление теплопереноса в НК SiC за счет аннигиляции радиационные точечных дефектов между наносолистыми дефектами упаковки. По результатам исследований, в 2023-2025 гг. опубликованы 1 работа в WOS Q1 журнале и 3 работы в WOS Q2 журналах. Также доложены 30 докладов на ведущих международных конференциях.

MgO BC дән шекараларына (GB) жақын жерде, осы шекарада фонондық шашырау күшейгендіктен, түйіршікішілік жылу өткізгіштікпен салыстырғанда жылу өткізгіштіктің күрт төмендеуі тіркелді. BTI-мен сәулелендірілген микрокристалды AlN керамикасының жылу өткізгіштігінің (k) қасиеттері және BK жүйесінің шекарасындағы (BTI-мен сәулелендірілген Al/ZnO) жылулық шекаралық кедергілер (R) зерттелді. Наноқұрылымды SiC-дегі ішкі және сыртқы түйіршікаралық жылу алмасу алғаш рет зерттелді. NC SiC-дегі жылу алмасуды қалпына келтіру наноқатты қабаттасу ақаулары арасындағы радиация тудырған нүктелік ақауларды жою арқылы көрсетілді. Зерттеу нәтижелеріне сүйене отырып, 2023-2025 жылдары WOS Q1 журналында бір мақала және WOS Q2 журналдарында үш мақала жарияланды. Сондай-ақ, жетекші халықаралық конференцияларда отыз мақала ұсынылды.

Пространственный контроль облучения межфазных материалов ионным пучком. Межфазное образование на мили-, микро- и нано-размерной шкале в исследуемых материалах. Микронное пространственное разрешение измерения теплопроводных свойств в планарной плоскости исследуемых материалов посредством оптической фокусировки зондируемых лазерных пучков. Нано- и микро-размерное зондирование теплопереноса по глубине исследуемых материалов посредством контроля модуляции частоты следования импульсного лазерного излучения. Нано- и микро- размерные компьютерные расчеты теплопроводности.

Фазааралық материалдарды иондық сәулелендірудің кеңістіктік басқаруы. Зерттелген материалдардағы милли-, микро- және наноөлшемді фазааралық қалыптастыру. Зондталған лазерлік сәулелерді оптикалық фокустау арқылы зерттелген материалдардың жазық жазықтығындағы жылу өткізгіштік қасиеттерін өлшеуге арналған микрондық кеңістіктік ажыратымдылық. Импульсті лазерлік жиілік модуляциясын қолдана отырып, зерттелген материалдардың тереңдігі бойынша жылу тасымалын нано- және микроөлшемді зондтау. Жылу өткізгіштіктің нано- және микроөлшемді компьютерлік есептеулері.

По результатам исследований опубликованы статьи в международных рецензируемых журналах

Зерттеу нәтижелеріне сүйене отырып, мақалалар халықаралық рецензияланатын журналдарда жарияланды.

Эффективность проекта заключается в получении новых научных результатов по контролю переноса тепловой энергии с помощью межфазной и точечно-дефектной инженерии в неметаллических материалах с помощью современных высокоточных методов измерения теплопроводных свойств радиационно-стойких материалов для их применения в ядерной энергетике Казахстана

Жобаның тиімділігі Қазақстанның ядролық энергетика саласында пайдалану үшін радиацияға төзімді материалдардың жылу өткізгіштік қасиеттерін өлшеудің заманауи жоғары дәлдіктегі әдістерін қолдана отырып, металл емес материалдарда интерфейстік және нүктелік ақаулық инженериясын қолдана отырып, жылу энергиясының берілуін басқару бойынша жаңа ғылыми нәтижелер алуда жатыр.

1) конструкционные материалы для ядерных реакторов, 2) радиационное и межфазное материаловедение, 3) ускорительная техника с прецезионным контролем ионного облучения 4) лазерно-оптические методы исследования материалов 5) тепловая метрология материалов с высоким пространственным разрешением, 6) компьютерное моделирование теплопроводности с высоком пространственным разрешением

1) Ядролық реакторларға арналған құрылымдық материалдар, 2) Радиациялық және бетаралық материалтану, 3) Иондық сәулеленуді дәл басқарумен үдеткіш технология, 4) Материалдарды зерттеуге арналған лазерлік-оптикалық әдістер, 5) Жоғары кеңістіктік ажыратымдылықтағы материалдардың термиялық метрологиясы, 6) Жоғары кеңістіктік ажыратымдылықтағы жылу өткізгіштікті компьютерлік модельдеу

UDC indices
536.2.081.7, 536.2.083, 534-8, 534-16, 538.9, 538.911, 538.913, 538.971, 538.975, 548.4, 544.032.65, 544.223.22, 544.22.022.384.3, 621.039.531, 621.039.5
International classifier codes
58.09.41; 29.19.19; 29.19.07; 29.19.09; 59.01.77;
Readiness of the development for implementation
Key words in Russian
ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГЕТИКА; фононное рассеяние; теплоперенос; теплопроводность; облученная керамика; теплоотражение; наноразмерный; микроразмерный; точечные дефекты; латентные треки;
Key words in Kazakh
ЯДРОЛЫҚ ЭНЕРГЕТИКА; фононның шашырауы; жылу тасымалдау; жылу өткізгіштік; сәулеленген керамика; жылу шағылысуы; наноөлшемді; микрошкала; нүктелік ақаулар; жасырын тректер;
Head of the organization РИХАН САДИК PhD / Professor
Head of work Утегулов Жандос Нурпеисович PhD по Физике / Ассоциативный Профессор
Native executive in charge