Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінде философия докторы (PhD) дәрежесін алу үшін Мухаметжарова Рыскен Алжаппаровна «8D05305 – Ядролық физика» білім беру бағдарламасы бойынша «Титанаттар негізіндегі перовскиттерді модификациялау үшін иондаушы сәулеленуді қолдану тиімділігін зерттеу» тақырыбында диссертациясы қорғалады.
Диссертация Л.Н.Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің «Ядролық физика, жаңа материалдар мен технологиялар» кафедрасында орындалды.
Қорғау тілі - орыс тілінде
Ресми рецензенттер:
Панин Евгений Александрович – философия докторы (PhD), «Қарағанды индустриялық университеті» КеАҚ, «Металдарды қысыммен өңдеу» кафедрасының қауымдастырылған профессоры (Теміртау қ., Қазақстан Республикасы).
Мухамедов Нуржан Еролович – философия докторы (PhD), «Қазақстан Республикасының Ұлттық ядролық орталығы» РМК «Атом энергиясы институты» филиалының реакторлық отынды сынау зертханасының бастығы (Курчатов қаласы, Қазақстан Республикасы).
Диссертациялық кеңестің уақытша мүшелері:
Мұхаметұлы Бағдәулет – философия докторы (PhD), Ядролық зерттеулердің біріккен институтының И.М. Франк атындағы Нейтрондық физика зертханасы директорының ғылыми жұмыстар жөніндегі орынбасары (Дубна қаласы, Ресей Федерациясы).
Ерланұлы Ерасыл – философия докторы (PhD), Қазақстан-Британ техникалық университетінің Экологиялық инженерия орталығының (Centre for Environmental Engineering) жетекшісі (Алматы қ., Қазақстан Республикасы).
Лежнев Сергей Николаевич – техника ғылымдарының кандидаты, «Рудный индустриялық институты» коммерциялық емес акционерлік қоғамы Металлургия және тау-кен ісі» кафедрасының профессоры, (Рудный қаласы, Қостанай облысы, Қазақстан Республикасы).
Ғылыми кеңесшілері:
Козловский Артем Леонидович – философия докторы (PhD), қауымдастырылған профессор, Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің «Ядролық физика, жаңа материалдар және технологиялар» кафедрасының оқытушы-зерттеушісі. (Астана қ., Қазақстан Республикасы).
Труханов Алексей Валентинович – физика-математика ғылымдарының докторы, доцент, Беларусь Ұлттық ғылым академиясының Материалтану жөніндегі ғылыми-практикалық орталығы мемлекеттік ұйымының жетекші ғылыми қызметкері (Минск қаласы, Беларусь Республикасы).
Қорғау 2026 жылғы 8 қыркүйек, сағат 12:00 Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің «8D05305 – Ядролық физика» білім беру бағдарламасы бойынша «8D053 – Физикалық және химиялық ғылымдар» кадрларды даярлау бағыты бойынша диссертациялық кеңесте өтеді. Диссертациялық кеңес мәжілісі аралас форматта (офлайн және онлайн) өтеді.
Сілтемесі: https://clck.ru/3UrHfL
Мекен-жайы: Астана қаласы, Қажымұқан көшесі, 13, 310 аудитория
Аңдатпа (қаз.): Диссертациялық зерттеудің өзектілігі Энергетика саласында керамикалық материалдарды қолдану жыл сайын кеңейіп келеді, бұл қазіргі заманғы керамикалардың функционалдық мүмкіндіктерінің артуымен қатар, баламалы және төмен көміртекті технологияларды пайдалану арқылы энергия өндіру құнын төмендету қажеттілігімен байланысты. Қазіргі уақытта керамикалық материалдар қатты оксидті отын элементтерінде (ҚООЭ), күн энергетикасында, термоэлектрлік түрлендіргіштерде, энергия жинақтау жүйелерінде және күштік электроникада кеңінен қолданылады. Бұл салаларда материалдардан ұзақ мерзімді пайдалану жағдайында жоғары термиялық, химиялық және механикалық тұрақтылық талап етіледі. Әдетте, жаңа буындағы отын элементтері ұзақ уақыт бойы жоғары температуралардың әсерімен, үлкен температуралық градиенттермен және қайталанатын термоциклдік жүктемелермен байланысты экстремалды жағдайларда пайдаланылады. Мұндай жағдайлар механикалық әсерлермен және ішкі құрылымдық кернеулердің жинақталуымен қатар жүреді. Пайдалану барысында керамикалық материалдар жылдам қыздыру мен салқындату кезінде туындайтын термиялық соққыларға, сондай-ақ температураның күрт өзгеруі нәтижесінде пайда болатын термиялық ұлғаю мен ішкі кернеулердің жинақталуынан болатын деструктивті процестерге ұшырайды. Сонымен қатар, нақты энергетикалық жүйелерде болатын агрессивті газдық және химиялық белсенді орталардың әсері де деградацияның қосымша факторы болып табылады. Осындай жағдайларда керамикалық материалдардың беткі қабаттары пайдалану кезінде деструкция процестеріне ең осал болып табылады, себебі олар бірінші кезекте жұмыс ортасының коррозиялық белсенді компоненттерімен әрекеттеседі. Бұл химиялық деградацияға, фазалық түрленулерге және ақаулық құрылымның өзгеруіне алып келеді. Сонымен қатар, беткі аймақтар циклдік қыздыру мен салқындату кезінде туындайтын ең жоғары термомеханикалық кернеулерге ұшырайды, бұл микрожарықтардың, қабаттанудың және жергілікті бұзылу аймақтарының түзілуіне ықпал етеді. Беткі қабат қасиеттерінің нашарлауы керамикалық элементтердің пайдалану сенімділігінің төмендеуіне, электрлік және жылулық шығындардың артуына, ал шекті жағдайларда энергетикалық құрылғылардың мерзімінен бұрын істен шығуына алып келеді. Осыған байланысты керамика беттерінің термиялық, механикалық және химиялық әсерлерге төзімділігін арттыруға бағытталған тәсілдерді әзірлеу ерекше маңызға ие. Мұндай тәсілдерге беткі қабаттардың құрылымы мен фазалық құрамын модификациялау, ақаулық құрылымды басқару, қорғаныш жабындарын жасау және физикалық әсер ету әдістерін, соның ішінде радиациялық өңдеуді қолдану жатады. Керамикалық материалдарды жасау технологияларының қазіргі даму кезеңінде және оларды баламалы энергетика материалдары ретінде қолдану перспективаларын анықтау барысында бірқатар міндеттер мен мәселелер туындайды. Оларды шешу үшін керамикалардың қасиеттерін өзгерту арқылы олардың пайдалану тиімділігін арттыруға және сыртқы әсерлерге төзімділігін жоғарылатуға бағытталған теориялық және эксперименттік зерттеулер қажет. Осы бағыттағы перспективалы тәсілдердің бірі – керамикалардың пайдалану кезінде сыртқы әсерлер мен деструкцияға ең бейім беткі қабаттарын әртүрлі иондаушы сәулелену түрлерін пайдалану арқылы бақыланатын модификациялау. Бұл тұрғыда иондаушы сәулелену (γ-кванттар, электрондық және иондық сәулелену) перовскиттік керамикалардың құрылымы мен қасиеттерін олардың химиялық құрамын өзгертпей және бөгде қоспалар енгізбей мақсатты түрде басқарудың ең тиімді құралдарының бірі ретінде қарастырылады. Иондаушы сәулеленудің перовскиттік керамикаларға әсері кристалдық торда нүктелік ақаулардың, ең алдымен оттектік вакансиялар мен түйінаралық атомдардың түзілуіне және кейіннен қайта таралуына алып келеді. Мұндай өзгерістер материалдың электрондық құрылымына, заряд тасымалдаушылар концентрациясына, диэлектрлік және өткізгіштік қасиеттеріне, сондай-ақ оптикалық сипаттамаларына елеулі әсер етуі мүмкін. Белгілі болғандай, радиациялық әсер нәтижесінде атомдардың тор түйіндерінен жергілікті ығысуы, деформациялық бұрмаланулар мен атомдық орын ауыстырулар есебінен кристалдық тордағы жақын тәртіптің бұзылуы және элементар ұяшық симметриясының өзгеруі орын алады. Бұл өз кезегінде материалдың беткі және кейбір жағдайларда көлемдік қабаттарында ақаулық құрылымның қалыптасуымен қатар жүреді. Оттектік вакансиялардың түзілуі перовскиттік керамикалардың электрондық қасиеттерінің өзгеруінде негізгі рөлдердің бірін атқарады, себебі мұндай ақаулар донорлық орталықтар ретінде әрекет етіп, еркін заряд тасымалдаушылар концентрациясын арттырады және өткізгіштік сипатын өзгертеді. Вакансиялар мен түйінаралық атомдардың қайта таралуы тыйым салынған аймақта локалдық деңгейлердің қалыптасуына алып келуі мүмкін, бұл материалдың электрондық құрылымына, тыйым салынған аймақ енінің өзгеруіне және заряд тасымалдау процестеріне әсер етеді. Бұл өзгерістер керамикалардың диэлектрлік сипаттамаларына, соның ішінде диэлектрлік өтімділікке, шығындарға және параметрлердің температуралық тұрақтылығына тікелей әсер етеді. Сонымен қатар, радиациялық-индуцирленген ақаулар электрондық және иондық тасымалдау механизмдерінің өзгеруі арқылы перовскиттік керамикалардың өткізгіштік қасиеттеріне елеулі ықпал етуі мүмкін. Оттектік вакансиялар концентрациясының артуы иондық немесе аралас иондық-электрондық өткізгіштіктің өсуіне ықпал етеді, бұл жоғары температуралы электрохимиялық құрылғылар үшін ерекше қызығушылық тудырады. Сонымен бірге, ақаулық құрылым заряд тасымалдаушылардың шашырауына әсер етіп, меншікті өткізгіштік шамасына және оның температуралық тәуелділігіне ықпал етеді. Сонымен қатар, материалдың ақаулық және электрондық құрылымындағы өзгерістер перовскиттік керамикалардың оптикалық сипаттамаларына да айтарлықтай әсер етеді. Ақаулық деңгейлердің қалыптасуы жұтылу және шағылу коэффициенттерінің өзгеруіне, фундаменталдық жұтылу шекарасының ығысуына, сондай-ақ оптикалық жұтылу және фотолюминесценция спектрлерінде қосымша жолақтардың пайда болуына алып келуі мүмкін. Мұндай әсерлер перовскиттік материалдарды фотоэлектрлік және оптоэлектрондық құрылғыларда қолдану тұрғысынан маңызды болып табылады. Жоғарыда айтылғандарды талдай отырып, иондаушы сәулелену перовскиттік керамикалардың ақаулық, электрондық және оптикалық құрылымын мақсатты түрде басқарудың тиімді құралдарының бірі бола алатынын қорытындылауға болады. Нүктелік ақауларды бақыланатын түрде қалыптастыру және қайта тарату материалдардың функционалдық қасиеттерін оңтайландыруға және олардың сипаттамаларын энергетикалық және электрондық қолданбалардың нақты талаптарына бейімдеуге мүмкіндік береді. Сонымен қатар, перовскиттік керамикалардың қасиеттеріне иондаушы сәулеленудің әсерін зерттеуге бағытталған жұмыстар оксидтік перовскиттердегі радиациялық-индуцирленген процестер механизмдері туралы түсініктерді тереңдетіп қана қоймай, олардың қасиеттерін мақсатты түрде модификациялау арқылы практикалық қолдану әлеуетін кеңейтуге және иондаушы сәулеленуді бейбіт мақсатта пайдалану мүмкіндіктерін арттыруға жол ашады. Перовскиттік керамикаларға иондаушы сәулеленудің әсерін зерттеуге бағытталған мұндай зерттеулердің өзектілігі энергетика секторының экстремалды пайдалану жағдайларында ұзақ уақыт сенімді жұмыс істей алатын материалдарға деген қажеттілігінің артуымен түсіндіріледі. Мұндай зерттеулердің ғылыми жаңалығы перовскиттік керамикалардың радиациялық-индуцирленген модификация механизмдерін кешенді зерттеуде және иондық сәулелену параметрлері, беткі қабат құрылымы мен материалдың функционалдық қасиеттері арасындағы өзара байланысты анықтауда жатыр. Титанаттар негізіндегі перовскиттік керамикалар жоғары термотұрақтылығы, электрофизикалық қасиеттерін басқару мүмкіндігі және химиялық құрамының кең вариативтілігі арқасында функционалдық материалдардың перспективалы класы болып табылады. Алайда, олардың энергетика саласындағы практикалық қолданылуы көбінесе жоғары температуралық коррозия, термиялық соққы жүктемелері және агрессивті компоненттердің материал ішіне диффузиясы әсерінен беткі қабаттардың деградациясымен шектеледі. Осыған байланысты технологияны күрделендірмей және өнімнің құнын айтарлықтай арттырмай, керамикалардың тұрақтылығы мен ұзақ мерзімділігін арттырудың жаңа тәсілдерін әзірлеу ерекше маңызға ие. Беткі қабаттарды иондық және радиациялық модификациялау әдістерін пайдалану материалдардың ақаулық құрылымын мақсатты түрде басқаруға, қорғаныш тосқауыл қабаттарын қалыптастыруға және олардың көлемдік құрамын өзгертпей керамикалардың пайдалану сипаттамаларын жақсартуға мүмкіндік береді. Бұл тәсіл материалтану мен энергетиканың қазіргі даму үрдістеріне сәйкес келеді және материалдардың қызмет ету мерзімін ұзартуға, пайдалану шығындарын азайтуға және баламалы энергетикалық технологиялардың экономикалық тиімділігін арттыруға бағытталған. Диссертациялық зерттеудің мақсаты Диссертациялық зерттеудің мақсаты – мырыш титанаты негізіндегі перовскиттік керамикалардың беткі қабаттарын мақсатты түрде модификациялау үшін иондық сәулеленуді қолданудың жарамдылығын анықтау және пайдалану барысында жоғары температуралық деструкция процестеріне төзімділігін арттыру. Диссертациялық зерттеудің міндеттері Диссертациялық зерттеудің қойылған мақсатына сәйкес келесі міндеттер анықталды, оларды орындау күтілетін нәтижелерге қол жеткізуге және перовскиттік керамикалардың қасиеттері туралы жаңа мәліметтер алуға мүмкіндік берді: 1. Құрамдағы компоненттердің арақатынасын өзгерту кезінде мырыш титанаты негізіндегі перовскиттік керамикалардың құрылымдық ерекшеліктері мен беріктік параметрлерін синтездеу және сипаттау. 2. Иондарымен сәулелену флюенсінің өзгеруінің зерттелетін керамикалардың беріктік сипаттамаларына және нығайтылған беткі қабаттың қалыптасуына әсерін анықтау. 3. Иондық сәулелену нәтижесінде пайда болған перовскиттік керамикалардың беткі қабатындағы құрылымдық өзгерістердің жоғары температуралық коррозия мен термиялық соққы сынақтарына төзімділікке әсерін анықтау. 4. Беткі қабаттарды иондық модификациялаудың сутектендіру жағдайындағы зерттелетін керамикалардың электрохимиялық сипаттамаларының тұрақтылығына әсерін зерттеу. Зерттеу объектілері Зерттеу объектілері ретінде механохимиялық ұнтақтау және кейінгі термиялық өңдеу әдісімен алынған мырыш титанаты негізіндегі перовскиттік керамикалар таңдалды. Бұл керамикалар класына деген қызығушылық олардың жоғары диэлектрлік өтімділігіне, термиялық және химиялық тұрақтылығына, сондай-ақ құрамдағы компоненттер арақатынасын өзгерту және ақаулық құрылымды басқару арқылы электрлік және тасымалдау сипаттамаларын мақсатты түрде өзгерту мүмкіндігіне байланысты баламалы энергетика материалдары ретінде қолданылу перспективаларымен түсіндіріледі. Аталған ерекшеліктер жиынтығы бұл керамикаларды энергия жинақтау және түрлендіру құрылғыларында, соның ішінде диэлектрлік конденсаторларда, қатты оксидті отын элементтері үшін анодтық материалдарда және күштік электроника компоненттерінде қолдануға перспективалы етеді. Таңдалған зерттеу объектілері титанатты перовскиттердегі фазатүзілу және құрылымдық эволюция процестерін іргелі зерттеу тұрғысынан да, перспективалы энергетикалық технологияларға арналған жаңа функционалдық керамикалық материалдарды әзірлеу тұрғысынан да ғылыми және практикалық қызығушылық тудырады. Зерттеу мазмұны Диссертациялық зерттеудің мазмұны – O+ иондарымен сәулелендіруді керамикалардың жоғары температуралар мен термиялық соққы әсерлерімен сипатталатын экстремалды пайдалану жағдайларында пайда болатын деструктивті процестерге төзімділігін арттыру мақсатында қолдану перспективаларын зерттеу болып табылады. Зерттеу әдістері Мырыш титанаты негізіндегі керамикаларды синтездеу әдісі ретінде механохимиялық қаттыфазалық синтез әдісі таңдалды. Бұл әдіс жабық көлемде ұнтақтарға ұнтақтаушы денелердің соққылық әсері арқылы қарқынды механикалық ықпал етуді қамтиды, нәтижесінде құрылымдық деформациялық өзгеру процестері басталады. Мұндай өзгерулер ұнтақтарды өңдеу кезінде термиялық әсер нәтижесінде фазатүзілу процесін жеделдетеді. Алынған ұнтақтарды өңдеуден ден кейін сипаттау, бастапқы компоненттер арақатынасын өзгерту кезінде алынған керамика үлгілерінің морфологиялық ерекшеліктерін анықтау, сондай-ақ олардың фазалық құрамы мен құрылымдық параметрлерін зерттеу сканерлеуші электрондық микроскопия және рентгендік фазалық талдау әдістерін қолдану арқылы жүргізілді. Алынған керамикалардың беткі қабатында нығайтушы тосқауылдар ретінде әрекет ететін қосымша ақаулар жасау мақсатында беткі қабатты модификациялау 28 МэВ шамасындағы энергиялы O+ иондарымен және әртүрлі сәулелену флюенстерімен сәулелендіру арқылы жүзеге асырылды. Флюенстердің өзгеруі керамикалардың зақымдалған модификацияланған қабатында әртүрлі ақау концентрацияларын қалыптастыруға мүмкіндік берді. Беріктік қасиеттерін бағалау, сондай-ақ олардың сыртқы әсерлер нәтижесінде, соның ішінде иондық модификация, жоғары температуралық деградация және термиялық соққы әсерлеріне төзімділік сынақтары кезінде өзгеруін анықтау индентирлеу әдісі арқылы жүргізілді. Бұл әдіс тұрақты жүктеме кезінде индентордың бір реттік механикалық әсері нәтижесінде үлгілердің қаттылығын анықтауға негізделген. Ғылыми жаңалығы Мырыш титанаты негізіндегі перовскиттік керамикалардағы фазатүзілу процестерінің кинетикасын өңдеу температурасына және құрамдағы компоненттер арақатынасының өзгеруіне тәуелді зерттеуге бағытталған эксперименттік жұмыстар барысында төмен өңдеу температураларында (200–500 °С) негізгі құрылымдық өзгерістер термиялық-индуцирленген релаксациялық процестер нәтижесінде деформациялық өзгерістердің жойылуына байланысты оксидтік фазалардың құрылымдық реттелу процестерімен анықталатыны белгіленді. Ал күйежентектеу температурасы 600 °С және одан жоғары болғанда перовскиттік құрылымды мырыш титанаты фазасының қалыптасуы және кейінгі реттелуі басталады. 900–1000 °С өңдеу температурасында керамика түйірлерінің іріленуі байқалды, бұл тек құрылымдық реттелу процестерін ғана емес, сонымен қатар ұсақ түйірлердің ірі түйірлерге бірігуімен және құрылымның кейінгі тығыздалуымен байланысты рекристаллизация процестерін де көрсетеді. Керамикалардың беткі қабатын модификациялау үшін иондық сәулеленуді қолдану перспективаларын зерттеуге бағытталған эксперименттік жұмыстар нәтижесінде иондық сәулелену арқылы беткі қабатта пайда болатын ақаулық біртексіздіктер оттегі мен басқа да агрессивті компоненттердің материал ішіне атомдық диффузиясын баяулататыны анықталды. Бұл термиялық-индуцирленген коррозия мен беткі деградация жылдамдығын төмендетеді. Иондық сәулеленумен модификацияланған беткі қабат қорғаныш тосқауыл функциясын атқаратыны, керамикалардың термиялық соққыға беріктігін және жоғары температуралардың ұзақ әсеріне, сондай-ақ онымен байланысты тотығу және беріктіктің төмендеуі процестеріне төзімділігін арттыратыны анықталды. Керамикаларды модификациялаудың оңтайлы шарттары ретінде 10¹² – 5×10¹² ион/см² флюенстермен иондық сәулелендіру анықталды. Мұндай жағдайда беткі қабатта пайда болатын құрылымдық өзгерістердің дәрежесі термиялық-индуцирленген коррозия мен деградация процестерімен байланысты теріс әсерді барынша төмендетуге мүмкіндік береді. Қорғауға ұсынылатын негізгі қағидалар 1. ZnO және TiO₂ компоненттерінің құрамдағы арақатынасын өзгерту кезінде 600 °С-тан жоғары температурада термиялық өңдеу нәтижесінде құрамында кубтық ZnTiO₃ фазасы басым болатын екі фазалы керамикалардың, сондай-ақ рутил (TiO₂) және гексагональды мырыш оксиді түріндегі қоспалық фазалардың қалыптасатыны анықталды. 2. Иондарымен сәулелендіру флюенсінің 10¹¹ ион/см²-ден 5×10¹² ион/см²-ге дейін артуы керамикалардың беткі қабаты қаттылығының жоғарылауына алып келетіні анықталды. Бұл қосымша тосқауылдық ақаулардың түзілуімен, сондай-ақ жоғары температуралық және термиялық соққы әсерлері кезінде сыртқы механикалық әсерлер мен жарықшақтануға төзімділіктің артуымен байланысты. 3. 10¹² – 5×10¹² ион/см² флюенстермен иондық модификацияны қолдану құрылымдық ерекшеліктер мен вакансиялық ақаулар концентрациясының өзгеруі нәтижесінде меншікті қуаттың 20–27 % артуына және сыйымдылық сипаттамаларының деградациясына төзімділіктің жоғарылауына алып келетіні анықталды. Алынған нәтижелердің теориялық және практикалық маңыздылығы Механохимиялық синтез және кейінгі әртүрлі температуралардағы термиялық күйдіру әдістері арқылы алынған, құрамындағы компоненттер арақатынасы өзгертілген мырыш титанаты негізіндегі керамикалардағы фазатүзілу процестері зерттелді. Эксперименттік жұмыстар негізінде мырыш титанатының тұрақты перовскиттік фазасы қалыптасатын оңтайлы синтез режимдері анықталды. Зерттеулер барысында ZnO және TiO₂ компоненттерінің арақатынасын басқару арқылы мырыш титанаты негізіндегі перовскиттік керамикалардың фазалық құрамын және микроқұрылымын мақсатты түрде бақылауға болатыны анықталды. Бұл олардың функционалдық сипаттамаларын оңтайландыруға және материалдарды баламалы энергетиканың нақты міндеттеріне, соның ішінде электрохимиялық, фотоэлектрлік және термоэлектрлік қолданбаларға бейімдеуге мүмкіндік береді. Керамикаларды иондық модификациялау әдістерін қолдануға негізделген ұсынылған технологиялық шешімдер қазіргі заманғы баламалы энергетика жүйелерінде сұранысқа ие жоғары тиімді және радиацияға төзімді материалдарды әзірлеудің ғылыми және технологиялық негізін нығайтуға мүмкіндік береді. Иондық модификацияның зерттелетін керамикалардың беріктік және электрохимиялық параметрлерінің өзгеруіне әсерін зерттеу нәтижелері сәулелену флюенсіне тікелей тәуелді беткі қабаттағы ақаулар тығыздығының өзгеруінен туындайтын дислокациялық беріктену эффектісін іске қосу арқылы керамикалардың беткі қабаттарын мақсатты түрде модификациялау мүмкіндігін көрсетті. Сәулелену флюенсінің өзгеруінің керамикалар қасиеттеріне, сондай-ақ термиялық соққы және жоғары температуралық әсерлерді қоса алғанда, сыртқы әсерлерге төзімділікті арттыруға ықпалын бағалау нәтижелері болашақта керамикалық материалдардың пайдалану барысында туындайтын деградация және деструкция процестеріне төзімділігін арттырудың перспективалы тәсілдерінің бірі ретінде қарастырылуы мүмкін. Алынған нәтижелердің сенімділігі Барлық эксперименттік жұмыстар стандартты әдістеме бойынша жүргізілді, олар мәліметтерді жинау және өңдеу кезінде қателіктер мен адам факторын болдырмау мақсатында тәжірибелерді бірнеше параллельде орындауды қамтыды. Эксперименттік жұмыстар заманауи талдамалық жабдықтарды қолдану арқылы жүргізілді. Өлшеулер алдында барлық аспаптар стандартты үлгілер көмегімен калибрленді. Алынған эксперименттік нәтижелер негізінде графиктер құру, сондай-ақ құрылымдық, беріктік және электрохимиялық тәуелділіктерді талдау OriginPro графикалық бағдарламалық редакторы арқылы жүзеге асырылды. Жасанды интеллект әдебиеттік деректерді талдау және эксперименттік зерттеу әдістерін сипаттау негізінде диаграммалар мен сызбалық бейнелерді визуализациялау және құрастыру үшін қолданылды. Ізденушінің жеке үлесі Компоненттердің берілген арақатынасы бар үлгілерді дайындауды, ұнтақтауды және кейінгі термиялық күйдіруді қамтитын механохимиялық ұнтақтау әдісі арқылы керамикаларды алу режимдерін пысықтау, сондай-ақ сканерлеуші электрондық микроскопия әдісі арқылы морфологиялық ерекшеліктерін және ультракүлгін спектроскопия әдісі арқылы оптикалық қасиеттерін анықтау жұмыстары ізденушінің өзі тарапынан Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің Инженерлік бейіндегі зертханасында жүргізілді. Зерттелетін керамикалардың құрылымдық ерекшеліктері мен фазалық құрамын зерттеу, сондай-ақ иондық сәулеленуді қолдану арқылы модификациялау режимдерін пысықтауға байланысты жұмыстар ізденушінің Қазақстан Республикасы Энергетика министрлігі Ядролық физика институтының Астана филиалының Қатты дене физикасы зертханасының қызметкерлерімен бірлесіп жүргізілді. Алынған зерттеу нәтижелерін талдау және интерпретациялау, соның ішінде құрылымдық ерекшеліктердің, фазалық құрамның және беріктік пен электрохимиялық параметрлердің өзгерістері арасындағы өзара байланыстарды зерттеу мен анықтау ғылыми кеңесшілермен кеңесу барысында ізденуші тарапынан дербес жүзеге асырылды. Жұмыстың ғылыми-зерттеу жобаларымен және бағдарламаларымен байланысы Диссертациялық зерттеу Қазақстан Республикасы Ғылым және жоғары білім министрлігінің қолдауымен жүзеге асырылатын «BR28713365 – Ядролық және баламалы энергетикаға арналған конструкциялық материалдарды жасау және модификациялау саласындағы технологиялық шешімдерді әзірлеу» ғылыми-техникалық бағдарламасы аясында орындалды. Аталған бағдарлама шеңберіндегі жұмыстар титанаттарды алу режимдерін және компоненттер арақатынасының вариативтілігі мен фазалық құрам өзгерістерін пайдалану арқылы оларды модификациялау тәсілдерін пысықтауды қамтыды. Қатты оксидті отын элементтерінің электрохимиялық сипаттамаларының өзгеру кинетикасын анықтау технологиясын әзірлеу, сондай-ақ оларды ұзақ мерзімді термиялық әсерге және термиялық соққы сынақтарына төзімділікке тексеру AP26104011 «MgO–CeO₂–ZrO₂ наноқұрылымды композициялық керамикаларды қатты оксидті отын элементтері ретінде қолдану мүмкіндігін зерттеу» гранттық қаржыландыру жобасы аясында орындалды. Жұмыстың апробациясы Жұмыстың негізгі нәтижелері халықаралық ғылыми конференцияларда ғылыми баяндамалар түрінде ұсынылды. Онда иондық модификация әдістерін керамикалық материалдардың сыртқы әсерлерге төзімділігін арттыру және оларды қатты оксидті отын элементтері үшін анодтық материалдар ретінде пайдалану тиімділігін жоғарылату мақсатында қолдану мүмкіндіктерін дамытудағы негізгі нәтижелер мен олардың рөлі талқыланды. Келесі халықаралық ғылыми конференцияларда баяндамалар жасалды: 1. The 16th International Conference on Information Optics and Photonics (CIOP 2025), Сиань, Қытай, 2025 ж. 2. XI International Conference “Modern Problems of Nuclear Energy and Nuclear Technologies”, Ташкент, Өзбекстан, 2025 ж. 3. XIII International Youth Scientific Conference “Physics. Technologies. Innovations. PTI–2026”, Екатеринбург, Ресей, 2026 ж. Диссертациялық жұмыстың құрылымы мен көлемі Диссертация кіріспеден, төрт тараудан, қорытындыдан және пайдаланылған әдебиеттер тізімінен тұрады. Диссертация 113 баспа бетін қамтиды, оның ішінде 44 сурет, 2 кесте және 97 әдебиет көзі бар. Диссертацияның бірінші тарауында перовскиттік керамикаларды баламалы энергетика материалдары ретінде қолдану мүмкіндіктеріне арналған әдеби шолу берілген. Онда перовскиттік титанаттарды қатты оксидті отын элементтері мен күн энергетикасында қолдану перспективалары бағаланған. Сонымен қатар, диссертациялық зерттеу объектілері ретінде таңдалған мырыш титанаты негізіндегі керамикаларды қолдану перспективаларына, сондай-ақ керамикалардың беткі қабаттарына немесе жұқа қабыршақты перовскиттік жабындарға иондаушы сәулелену әсері арқылы перовскиттерді модификациялау тәсілдеріне ерекше назар аударылған. Екінші тарауда синтезделген керамикалардың құрылымдық және морфологиялық ерекшеліктерін зерттеу, сондай-ақ олардың беріктік қасиеттері мен сәулелену, термиялық соққы әсерлері және жоғары температуралық коррозия нәтижесінде туындайтын сыртқы ықпалдарға төзімділігін анықтау үшін қолданылған негізгі зерттеу және сипаттау әдістерінің толық сипаттамасы келтірілген. Сонымен қатар, зерттелетін керамикаларды мақсатты түрде модификациялау және қорғаныш тосқауылдық беткі қабат қалыптастыру үшін O+ иондарын таңдаудың себептерін қамтитын иондық модификация әдісінің сипаттамасы берілген. Диссертацияның үшінші тарауы құрамдағы компоненттер арақатынасы мен өңдеу температурасының өзгеруіне байланысты керамикалардағы фазатүзілу кинетикасын зерттеуге арналған. Бұл тарауда 200–1000 °С аралығында 100 °С қадаммен өзгертілген күйежентектеу температурасына тәуелді фазатүзілу процестері жан-жақты қарастырылған. Алынған керамикалардың морфологиялық ерекшеліктерінің өзгерістері мен күйежентектеу температурасының артуы нәтижесінде туындайтын фазатүзілу және құрылымдық реттелу процестері арасындағы өзара байланыстар талданды және анықталды. Мырыш титанатының (ZnTiO₃) тұрақты перовскиттік фазасының қалыптасуы жүретін негізгі температуралық режимдер анықталды. Сонымен қатар, фазалық құрам вариациясының беріктік сипаттамаларына (қаттылық пен жарықшаққа төзімділік), сондай-ақ электрохимиялық параметрлерге, атап айтқанда ток тығыздығына тәуелді меншікті қуаттың өзгеруіне және ең жоғары қолжетімді меншікті қуатты анықтауға әсер ету процестері егжей-тегжейлі зерттелді. Фазатүзілу процестерінің кинетикасын зерттеу нәтижесінде алынған мәліметтер негізінде керамикалардың беткі қабатын мақсатты түрде модификациялау және нығайту үшін иондаушы сәулеленуді қолдану мүмкіндігін зерттеуге арналған әрі қарайғы жұмыстарға ең қолайлы қасиеттер жиынтығына ие керамика үлгілерін алу шарттары анықталды. Диссертацияның төртінші тарауында керамикаларды иондық сәулелену арқылы модификациялау режимдерін пысықтауға арналған эксперименттік жұмыстардың нәтижелері ұсынылған. Бұл жұмыстардың мақсаты сыртқы механикалық әсерлерге, термиялық соққыға және жоғары температуралық коррозияға төзімділікті арттыратын қорғаныш тосқауылдық беткі қабат қалыптастыру болды. Жүргізілген зерттеулер барысында беткі қабатта ақаулардың жинақталуынан туындайтын дислокациялық беріктену есебінен сыртқы әсерлерге төзімділікті арттыратын иондық модификацияның оңтайлы шарттары анықталды. Сонымен қатар, иондық модификация нәтижесінде керамикалардың электрохимиялық параметрлерінің тиімділігінің артуы сәулелену кезінде беткі қабаттардың құрылымдық өзгерістерінен туындайтын оттектік вакансиялар концентрациясының өзгеруімен байланысты екені анықталды. Қорытындыда жүргізілген зерттеулердің негізгі нәтижелері жинақталып, керамикаларды алу шарттарының өзгеруі мен олардың беріктік, морфологиялық, құрылымдық, оптикалық және электрохимиялық сипаттамалары арасындағы анықталған тәуелділіктер мен өзара байланыстар көрсетілген. Сонымен қатар, иондық модификацияның беткі қабат қасиеттерін өзгертуге, сондай-ақ керамикаларды қатты оксидті отын элементтері үшін анодтық материалдар ретінде пайдаланудың тиімділігін арттыру мен нығайтуға әсері сипатталған.
Зерттеулерді этикалық бағалау жөніндегі комиссияның қорытындысы
Диссертациялық кеңестің шешімі
Диссертация қорғауының бейнежазбасы: https://www.youtube.com/watch?v=RNSR_AiFQTM
