The object of research, development or design (in Russian) : Композитные ZrO2 – Al2O3 керамики со стабилизирующей добавкой V2O5

The object of research, development or design (in Kazakh) : Композиттік ZrO2-Al2O3 тұрақтандырғыш қоспасы бар керамика V2O5

Aim of work (in Russian) : Изучение влияния стабилизирующей добавки V2O5 на устойчивость к внешним воздействиям и газовому распуханию композитных ZrO2 – Al2O3 керамик – перспективных материалов для альтернативной энергетики, используемых в экстремальных условиях, связанных с эксплуатацей при повышенных температурах и радиационного воздействия.

Aim of work (in Kazakh) : V2O5 тұрақтандырғыш қоспасының, жоғары температура мен радиациялық әсерге байланысты экстремалды жағдайларда қолданылатын баламалы энергияға арналған перспективті материалдар болып табылатын ZrO2 – Al2O3 композиттік керамикаларының сыртқы әсерлерге және газдың ісінуіне төзімділігіне әсерін зерттеу.

Методы исследования (на русском) : механохимический твердофазный синтез, рентгенофазовый анализ, исследование морфологии и микроструктуры методом растровой электронной микроскопии, энергодисперсионный анализ

Методы исследования (на казахском) : механохимиялық қатты фазалық синтез, рентгенфазалық талдау, морфология мен микроструктураны растрлық электрондық микроскопия әдісімен зерттеу, энергия-дисперсиялық талдау

Obtained results and novelty (in Russian) : Полученные результаты показали, что введение допанта V₂O₅ существенно изменяет процессы фазообразования и структуру ZrO₂–Al₂O₃ керамик. Добавление ванадиевого оксида приводит к укрупнению зерен ZrO₂, снижению пористости и переходу их морфологии от сферической к ромбовидной вследствие термически активированного спекания. При концентрациях выше 0.1 М формируется мелкодисперсная орторомбическая фаза V₂O₅ (4–9 %), распределённая в межзеренных областях и создающая буферные слои, которые ограничивают дальнейший рост зерен и повышают плотность структуры. Одновременно выявлено образование фазы частичного замещения m-Zr(V)O₂, что подтверждается уменьшением параметров кристаллической решётки и уширением дифракционных рефлексов. Комплексное влияние допанта обеспечивает дисперсионное упрочнение керамик, стабилизацию структуры и повышение их устойчивости. Научная новизна состоит в установлении критической концентрации V₂O₅, определяющей запуск фазовых и морфологических трансформаций, а также в раскрытии механизмов замещения и формирования буферных зон в композиционных керамиках.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Алынған нәтижелер V₂O₅ допантын енгізу ZrO₂–Al₂O₃ керамикаларындағы фазатүзілу үдерістерін және құрылымды едәуір өзгерткенін көрсетті. Ванадий оксидін қосу ZrO₂ түйіршіктерінің іріленуіне, кеуектіліктің төмендеуіне және олардың морфологиясының термиялық белсендірілген күйежентектеу нәтижесінде сферикалықтан ромб тәрізді пішінге ауысуына алып келеді. 0,1 М-тен жоғары концентрацияларда түйіршектер арасындағы аймақтарда орналасқан, олардың әрі қарай өсуін шектейтін және құрылымның тығыздығын арттыратын майдадисперсті ортормбтық V₂O₅ фазасы (4–9 %) түзіледі. Сонымен бірге m-Zr(V)O₂ ішінара алмастыру фазасының түзілуі анықталды, бұл кристалл торының параметрлерінің төмендеуі және дифракциялық рефлекстердің кеңеюімен расталды. Допанттың кешенді әсері керамикалардың дисперсиялық беріктенуін, құрылымның тұрақтануын және жалпы төзімділіктің артуын қамтамасыз етеді. Жұмыстың ғылыми жаңалығы V₂O₅ допантының фазалық және морфологиялық трансформацияларды іске қосатын критикалық концентрациясын анықтаудан, сондай-ақ композициялық керамикаларда алмастыру және буферлік аймақтардың түзілу механизмдерін ашудан көрінеді.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Экономический эффект результатов проекта заключается в определении перспективности применения стабилизирующего допанта на устойчивость к деградации композитных керамик, что в свою очередь позволит увеличить их КПД и срок эксплуатации, что приведет к снижению себестоимости производства водорода с применением топливных элементов

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Жобаның экономикалық тиімділігі композициялық керамикалардың деградацияға төзімділігін арттырудағы тұрақтандырғыш допантты қолданудың перспективаларын айқындаумен байланысты. Бұл өз кезегінде олардың ПӘК-ін және қызмет ету мерзімін ұлғайтуға мүмкіндік береді, ал бұл — отын элементтерін қолдана отырып сутегі өндірудің өзіндік құнын төмендетуге алып келеді.

Level of implementation (in Russian) : Не предусмотрено

Level of implementation (in Kazakh) : Қарастырылмаған

Efficiency (in Russian) : Научно – технический и мультипликативный эффект успешной реализации проекта заключается в систематическом изучении механизмов деструкции керамик при наводораживании и термическом старении, что позволит разработать на их основе кинетическую модель деградации, а также определить условия, при которых наступает критическое снижение прочностных и электрохимических параметров, изменение которых определяет применимость керамик в качестве топливных элементов.

Efficiency (in Kazakh) : Ғылыми-техникалық және мультипликативтік әсер жобаны табысты іске асыру нәтижесінде керамикалардың гидрогендеу және термиялық ескіру жағдайларындағы деструкция механизмдерін жүйелі түрде зерттеуден көрінеді. Бұл зерттеулер олардың негізінде деградацияның кинетикалық моделін әзірлеуге, сондай-ақ беріктік және электрохимиялық параметрлердің сындарлы төмендеуіне әкелетін жағдайларды анықтауға мүмкіндік береді. Аталған параметрлердің өзгеруі керамикалардың отын элементтері ретінде қолданылу мүмкіндігін айқындайды.

Field of application (in Russian) : Целевыми потребителями результатов проекта являются научные группы, занимающиеся разработками в области композитных керамик, используемых в качестве основы для создания топливных элементов в альтернативной энергетике, а также материалов используемых в качестве дисперсного ядерного топлива.

Field of application (in Kazakh) : Жоба нәтижелерінің мақсатты тұтынушылары баламалы энергетикада отын элементтерін, сондай-ақ дисперсті ядролық отын ретінде пайдаланылатын материалдарды жасау үшін негіз ретінде пайдаланылатын композиттік керамика саласындағы әзірлемелермен айналысатын ғылыми топтар болып табылады.