The object of research, development or design (in Russian) : В качестве объектов исследования выбраны тугоплавкие карбидные покрытия, такие как ZrC, HfC и WC.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Зерттеу объектілері ретінде жоғары балқу температурасымен сипатталатын карбидті жабындар - ZrC, HfC және WC таңдалды.

Aim of work (in Russian) : Исследование радиационной стойкости покрытий на основе тугоплавких карбидов (ZrC, HfC, WC) под воздействием пучков ионов гелия, криптона и ксенона с энергией до 20 кэВ/заряд.

Aim of work (in Kazakh) : Гелий, криптон және ксенон иондық шоғының әсерінен энергиясы 20 кэВ/зарядқа дейінгі жоғары балқу температурасымен сипатталатын карбидтерге (ZrC, HfC, WC) негізделген жабындардың радиациялық тұрақтылығын зерттеу.

Методы исследования (на русском) : Для проведения исследований будет применён комплекс аналитических методов, позволяющий детально изучить элементный состав, фазовые особенности, морфологию и микроструктуру поверхности, а также механо-физические характеристики карбидных покрытий. Используемые методы включают энерго-дисперсионный анализ, рентгеноструктурный анализ, сканирующую электронную и атомно-силовую микроскопию, а также резерфордовское обратное рассеяние (RBS). Энерго-дисперсионный анализ будет выполняться на растровом электронном микроскопе JEOL JSM-7500F для определения распределения элементов на поверхности образцов. Морфология и микроструктура поверхности изучаются с помощью атомно-силового микроскопа Smart-SPM (AIST-NT). Структурно-фазовое состояние образцов исследуется методом рентгеноструктурного анализа на дифрактометре Bruker D8 Advance Eco. Толщина покрытий определяется методом RBS, позволяющим анализировать состав и структуру материалов на атомарном уровне. На основе полученных данных будет установлена взаимосвязь между изменениями элементного состава, распределением элементов, структурно-фазовым состоянием и микроструктурными характеристиками образцов. Это позволит оценить степень деградации карбидных покрытий и обеспечить глубокое понимание их поведения под воздействием радиации.

Методы исследования (на казахском) : Зерттеулерді жүргізу үшін аналитикалық әдістер кешені қолданылады, ол көміртекті қосылыстар негізіндегі қабаттардың элементтік құрамын, фазалық ерекшеліктерін, беттің морфологиясы мен микроструктурасын, сондай-ақ механикалық-физикалық сипаттамаларын егжей-тегжейлі зерттеуге мүмкіндік береді. Қолданылатын әдістерге энергия-дисперсиялық талдау, рентген құрылымдық талдау, сканерлеуші электрондық және атомдық-күштік микроскопия, сондай-ақ Резерфорд кері шашырауын (RBS) талдау кіреді. Энергия-дисперсиялық талдау JEOL JSM-7500F расталды электрондық микроскопында үлгілер бетінде элементтердің таралуын анықтау үшін жүргізіледі. Беттің морфологиясы мен микроструктурасы Smart-SPM атомдық-күштік микроскопы (AIST-NT) көмегімен зерттеледі. Үлгілердің құрылымдық-фазалық күйі Bruker D8 Advance Eco дифрактометрінде рентген құрылымдық талдау әдісімен анықталады. Қабаттардың қалыңдығы RBS әдісі арқылы анықталады, ол материалдардың құрамын және құрылымын атомдық деңгейде талдауға мүмкіндік береді. Аталған әдістер арқылы алынған деректер негізінде элементтік құрамның өзгерістері, элементтердің таралуы, құрылымдық-фазалық күйі және микроструктуралық сипаттамалары арасындағы өзара байланыс анықталады. Бұл көміртекті қабаттардың деградация дәрежесін бағалауға және олардың радиация әсерінен қалай әрекет ететінін терең түсінуге мүмкіндік береді.

Obtained results and novelty (in Russian) : В результате проекта будут получены экспериментальные данные о радиационной стойкости карбидных покрытий (ZrC, HfC, WC) при облучении ионами He, Kr и Xe до 20 кэВ/заряд. Исследования позволят выявить закономерности изменения структуры, фазового состава и механических свойств покрытий в зависимости от типа ионов, температуры и дозы. Будут установлены основные механизмы деградации — радиационное распухание, дефекты и трещины, аморфизация структуры и снижение адгезии. На основе результатов разработают рекомендации по повышению радиационной стойкости, обеспечивающие долговечность и надежность элементов. Развитие высокотемпературных реакторов IV поколения и ядерных космических двигателей требует материалов, устойчивых к экстремальным условиям. Для повышения механической прочности, радиационной и коррозионной стойкости создаются покрытия на основе тугоплавких карбидов ZrC, HfC и WC, перспективные для суровых условий, включая альтернативу карбиду кремния для оболочек топливных частиц. Эффективное применение требует изучения технологии нанесения, адгезии к подложкам и поведения под комбинированным воздействием радиации, высокой температуры и механических нагрузок. Детальные исследования позволят определить механизмы деградации, факторы стабильности и пути повышения радиационной устойчивости.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Жобаның нәтижесінде He, Kr және Xe иондарымен 20 кэВ/зарядқа дейін сәулеленгенде карбидтік жабындардың (ZrC, HfC, WC) радиациялық төзімділігі бойынша эксперименттік деректер алынатын болады. Зерттеулер ион түріне, температураға және сәулелену дозасына байланысты құрылым, фазалық құрамы және механикалық қасиеттердің өзгеру заңдылықтарын анықтауға мүмкіндік береді. Жабындардың деградациясының негізгі механизмдері — радиациялық ісіну, ақаулар мен жарықтар, құрылымның аморфизациясы және адгезияның төмендеуі. Нәтижелер негізінде радиациялық төзімділікті арттыру бойынша ұсыныстар әзірленеді, бұл конструкциялық элементтердің беріктігі мен сенімділігін қамтамасыз етеді. IV буын жоғары температуралы реакторлар мен ядролық космостық қозғалтқыштарды дамыту экстремалды жағдайларға төзімді материалдарды қажет етеді. Механикалық беріктігі, радиациялық және коррозияға төзімділігін арттыру үшін ZrC, HfC және WC негізіндегі тугоплавкий карбидтерден жабындар әзірленуде, олар қиын жұмыс жағдайларында, соның ішінде отын бөлшектерінің қабығы үшін кремний карбидінің баламасы ретінде перспективалы. Тиімді қолдану үшін жабындарды жағу технологиясы, подложкаларға адгезиясы және радиация, жоғары температура мен механикалық жүктемелердің бірлескен әсеріндегі мінез-құлқы зерттелуі қажет. Бұл зерттеулер деградация механизмдерін, ұзақ мерзімді тұрақтылық факторларын анықтауға және радиациялық төзімділікті арттыру жолдарын ұсынуға мүмкіндік береді.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Технико-экономический эффект проекта заключается в повышении срока службы материалов и элементов конструкций в экстремальных условиях эксплуатации (ядерная и космическая техника), снижении эксплуатационных затрат за счет уменьшения частоты ремонтов и замен, повышении безопасности и надежности технологических систем, что снижает риск аварий и неплановых простоев, сокращении объемов радиоактивных отходов и снижении экологических рисков за счет увеличения долговечности материалов, укреплении научно-технического потенциала Казахстана, формировании компетенций в области радиационного материаловедения и повышении квалификации специалистов, а также во вкладе в энергетическую безопасность страны за счет развития технологий для ядерной энергетики и снижения зависимости от импортных материалов. Реализация проекта создаст научно-техническую базу для применения радиационно-стойких карбидных покрытий в конструкциях нового поколения, обеспечивая экологическую устойчивость, экономическую эффективность и технологическую независимость Казахстана.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Жобаның технико-экономикалық тиімділігі экстремалды эксплуатациялық жағдайларда (ядролық және ғарыштық техника) материалдар мен конструкциялық элементтердің қызмет ету мерзімін ұзарту, жөндеу және ауыстыру жиілігін азайту арқылы пайдалану шығындарын төмендету, технологиялық жүйелердің қауіпсіздігі мен сенімділігін арттыру арқылы авариялар мен жоспарланбаған тоқтап қалу қаупін азайту, материалдардың беріктігін арттыру арқылы радиоактивті қалдықтар көлемін азайту және экологиялық қауіпсіздікті қамтамасыз ету, Қазақстанның ғылыми-техникалық әлеуетін нығайту, радиациялық материалтану саласындағы компетенцияларды қалыптастыру және мамандардың біліктілігін арттыру, сондай-ақ ядролық энергетика үшін технологияларды дамыту арқылы елдің энергетикалық қауіпсіздігіне қосқан үлесін қамтиды. Жобаны жүзеге асыру жаңа буын конструкцияларында радиациялық тұрақты карбидті жабындарды қолдануға арналған ғылыми-техникалық базаны қалыптастырады, бұл Қазақстан үшін экологиялық тұрақтылықты, экономикалық тиімділікті және технологиялық тәуелсіздікті қамтамасыз етеді.

Level of implementation (in Russian) : нет

Level of implementation (in Kazakh) : жоқ

Efficiency (in Russian) : нет

Efficiency (in Kazakh) : жоқ

Field of application (in Russian) : Развитие технологий в области ядерной энергетики и создания космических аппаратов требует разработки новых материалов и покрытий, способных сохранять свои механические и функциональные свойства при воздействии экстремально высоких температур и интенсивного радиационного облучения. В этом контексте особое внимание уделяется карбидам тугоплавких металлов, таким как цирконий, гафний и вольфрам (ZrC, HfC, WC), которые обладают высокой температурой плавления, химической стабильностью, выдающимися теплопроводными и электропроводными свойствами, а также высокими показателями прочности. По совокупности характеристик эти материалы рассматриваются как перспективная альтернатива традиционным карбидам, таким как SiC и TiC. Однако, несмотря на их очевидный потенциал, радиационная стойкость данных соединений и возможности их практического применения в экстремальных условиях всё ещё требуют более глубокого изучения.

Field of application (in Kazakh) : Ядролық энергетика және ғарыш аппараттарын жасау саласындағы технологияларды дамыту экстремалды жоғары температуралар мен қарқынды радиациялық сәулелену жағдайында механикалық және функционалдық қасиеттерін сақтай алатын жаңа материалдар мен жабындарды әзірлеуді талап етеді. Осы контексте цирконий, гафний және вольфрам сияқты жоғары балқу температурасымен сипатталатын металдардың карбидтеріне (ZrC, HfC, WC) ерекше назар аударылады. Бұл материалдар жоғары балқу температурасына, химиялық тұрақтылыққа, ерекше жылуөткізгіштік және электрөткізгіштік қасиеттерге, сондай-ақ жоғары беріктік көрсеткіштеріне ие. Қасиеттерінің жиынтығы бойынша бұл материалдар дәстүрлі карбидтерге, мысалы, SiC және TiC-ке перспективалы балама ретінде қарастырылады. Дегенмен, олардың айқын әлеуетіне қарамастан, аталмыш қосылыстардың радиациялық тұрақтылығы және экстремалды жағдайларда практикалық қолдану мүмкіндіктері әлі де тереңірек зерттеуді қажет етеді.