«6D060500 - Ядролық физика » мамандығы бойынша философия докторы (PhD) дәрежесін алу үшін Курахмедов Алишер Ерметович диссертациясын қорғауы
Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінде философия докторы (PhD) дәрежесін алу үшін Курахмедов Алишер Ерметович «6D060500 – Ядролық физика » мамандығы бойынша «MgO допирлеуінен ZrO2 керамикасының деформациясына радиациялық тұрақтылыққа әсерін зерттеу» тақырыбында диссертациясы қорғалады.
Диссертация Л.Н.Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің «Ядролық физика, жаңа материалдар және технологиялар» кафедрасында орындалды.
Қорғау тілі - орыс тілінде
Ресми рецензенттер:
Ибраев Ниязбек Хамзаулы
Сагдолдина Жулдыз
Диссертациялық кеңестің уақытша мүшелері:
Таткеева Галина Галимзяновна
Витюк Владимир Анатольевич
Лесбаев Бақытжан Тастанович
Меренцов Александр Ильич
Ғылыми кеңесшілері:
Морзабаев Айдар Капарович – физика-математика ғылымдарының кандидаты, «Ядролық физика, жаңа материалдар және технологиялар» халықаралық кафедрасының профессоры, Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті, Астана қаласы, Қазақстан Республикасы.
Углов Владимир Васильевич – физика-математика ғылымдарының докторы, Беларусь мемлекеттік университетінің қатты дене физикасы және нанотехнология кафедрасының меңгерушісі, Минск қаласы, Белорусь Республикасы.
Қорғау 2024 жылғы 28 маусым, сағат 10:00 Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің «6D060500 – Ядролық физика » мамандығы бойынша «8D053 – Физикалық және химиялық ғылымдар» кадрларды даярлау бағыты бойынша диссертациялық кеңесте өтеді. Диссертациялық кеңес мәжілісі онлайн форматта өткізіледі деп жоспарлануда.
Сілтемесі: https://clck.ru/3AowGy
Мекен-жайы: город Астана, улица К. Сатбаева, 2, Главный корпус, конференц-зал (№ 302 ауд.).
Аңдатпа (қаз.): АННОТАЦИЯ Курахмедов Алишер Ерметович «6D060500 – Ядролық физика» білім беру бағдарламасы бойынша философия докторы (PhD) дәрежесін алуға ұсынылған «MgO допирлеуінен ZrO2 керамикасының деформациясына радиациялық тұрақтылыққа әсерін зерттеу» диссертациялық жұмысына Диссертациялық зерттеудің мақсаты Бұл жұмыстың мақсаты - MgO допирленген ZrO2 керамикасындағы ауыр иондардың сәулеленуінен туындаған радиациялық зақымға төзімділікті нығайту және жақсарту механизмдерін зерттеу, сондай-ақ MgO допант концентрациясының өзгеруі арқылы құрылымды полиморфты түрлендірулерге тұрақтандыру тиімділігін анықтау. Зерттеу міндеттері 1. MgO допант концентрациясының вариациясының ZrO2 керамикасындағы фазалық полиморфты трансформация динамикасына, сондай-ақ құрылымдық және беріктік қасиеттерінің өзгеруіне әсерін зерттеу. 2. Допант концентрациясының өзгеруі кезінде ZrO2/MgO керамикасының фазалық құрамының өзгеруінің 230 МэВ энергиямен Xe22+ ауыр иондарымен сәулелену жағдайында радиациялық зақымға төзімділікке әсерін зерттеу. 3. Kr15+ ауыр иондарымен сәулелену кезінде ZrO2/MgO керамикасының беріктігі мен термофизикалық параметрлерінің тұрақтылығын зерттеу. Зерттеу әдістері Зерттеуді жүргізудің негізгі әдістері ретінде келесі әдістер таңдалды. Растрлық электронды микроскопия допант концентрациясының өзгеруі кезінде алу жағдайларына байланысты, сондай-ақ сәулеленген үлгілердегі радиациялық зақымдануды зерттеу жағдайында керамиканың морфологиялық ерекшеліктерін бағалау және сипаттау үшін қолданылды. Фазалық құрамды сипаттау, керамикадағы допант концентрациясының өзгеруі кезінде пайда болатын полиморфты қайта құру процестерін зерттеу, сондай-ақ сәулелену нәтижесінде құрылымдық параметрлердің өзгеруін бағалау және нәтижесінде радиациялық зақымданудың жинақталуы рентгендік фазалық талдау әдісін қолдана отырып жүргізілді. Құрылымдық параметрлерді есептеу үшін DiffracEVA v4.2. бағдарламалық коды қолданылды. Фазалық құрамды және оның өзгеру динамикасын анықтау PDF-2(2016) мәліметтер базасын тарту арқылы жүзеге асырылды. Беріктік сипаттамаларын өлшеу беттің қаттылығын және фазалық құрамы мен сыртқы әсер ету жағдайлары (ауыр иондармен сәулелену) өзгерген жағдайда беріктену/беріксіздену дәрежесін анықтау арқылы индекстеу әдісімен жүзеге асырылды. Жылу-физикалық параметрлерді анықтау бойлық жылу ағынын анықтау және жылу өткізгіштік коэффициентін одан әрі есептеу әдістемесін қолдана отырып жүргізілді. Қорғауға шығарылатын негізгі ережелер: 1. ZrO2 керамикасында m – ZrO2 → t – ZrO2 → c – ZrO2 → C – ZrO2/MgO типті фазалық полиморфты түрлендірулердің динамикасы MgO допант концентрациясының өзгеруіне байланысты белгіленген. 2. ZrO2 керамикаларындағы m – ZrO2 → c – ZrO2/MgO типті фазалық полиморфты түрлендірулер дислокация тығыздығының өзгеруіне және өлшем факторларына байланысты әсерлері допирленген үлгілермен салыстырғанда керамиканың 25-30% қатаюына әкелетіні анықталды. 3. 0.05-0.10 М концентрациясында MgO қосу ZrO2 керамикасының Xe22+ ауыр иондарымен сәулелену кезінде радиациялық зақымдану процестеріне және соған байланысты тозу процестеріне төзімділігінің артуына әкелетіні анықталды. 4. ZrO2 керамикасында MgO бөлшектері түрінде қосылыстардың пайда болуы термиялық кеңеюге төзімділіктің жоғарылауына және жоғары дозалы сәулелену кезінде термофизикалық сипаттамалардың сақталуына әкелетіні анықталды. Зерттеудің негізгі нәтижелерінің сипаттамасы Таңдалған термиялық күйдіру температурасында керамика құрамына MgO допантын қосу полиморфты трансформация процестерінің инициализациясына әкелетіні анықталды, ал допант концентрациясының өзгеруі полиморфты трансформация түрлерінде айтарлықтай айырмашылықтарға әкеледі. ZrO2 керамикасының толық емес үлгісі жағдайында 1500°C температурада термиялық күйдіру механикалық-химиялық ұнтақтаудан туындаған кристалдық тордың деформациялық бұрмалануын ішінара алып тастау арқылы құрылымдық реттеуге әкеледі. ZrO2 керамикасындағы MgO допингінің және полиморфты түрленулердің беріктік қасиеттеріне әсерін зерттеу барысында негізгі беріктену әсері ZrO2/MgO типті құрылымды қалыптастыру кезінде дислокациялық тығыздықтың өзгеруіне байланысты екендігі анықталды. Бұл жағдайда m – ZrO2 → t – ZrO2 типті полиморфты трансформациялар t – ZrO2 → c – ZrO2 типті трансформацияларға қарағанда допанттың төмен концентрациясында беріктенуге көбірек әсер етеді. Құрылымдық реттілік дәрежесінің өзгеруі дислокациялық тығыздықтың өзгеруіне қарағанда беріктенуге аз әсер ететіні анықталды. Бұл туйіршіктің кішіреюімен, сондай-ақ түйіршік шекарасының ұлғаюымен және MgO туйіршіктерінің түйіршікаралық шекараға енуімен байланысты. Нәтижелер ZrO2 керамикасының беріктігі мен жылуфизикалық параметрлерінің өзгеруіне әсер ететін негізгі фактор ісінумен байланысты құрылымдық беріксіздену дәрежесі және нәтижесінде зақымдалған көлемде ақаулы фракцияның жинақталуы болып табылады. Сонымен қатар, ауыр Kr15+ иондарының сәулеленуінен туындаған радиациялық зақымға ең төзімді, тіпті жоғары дозалы сәулелену жағдайында да ZrO2/MgO керамикасы екендігі анықталды. Олардың құрылымында түйіршікаралық шекарада орналасқан туйіршік түрінде MgO енгізу фазасының болуы байқалады. Термофизикалық параметрлерді анықтауға, сондай – ақ ұзақ мерзімді термиялық әсер ету кезінде кристалдық құрылымның термиялық кеңеюіне тұрақтылықты сақтауға арналған сынақтар кезінде t – ZrO2 → c-ZrO2 типті полиморфты түрлендірулермен байланысты фазалық трансформациялар жоғары сәулелену флюенстері жағдайында да термофизикалық қасиеттердің тұрақтылығын сақтауға әкелетіні анықталды. Керамиканың құрылымдық қасиеттерін өзгертудің негізгі механизмі c-ZrO2 куб фазасының Zr0,9Mg0,1O2 алмастыру фазасымен ығысуы керамика қасиеттерінің сәулеленуге тұрақтылығының жоғарылауына әкелетіні анықталды. MgO концентрациясының жоғарылауы керамиканың құрылымдық параметрлерінің өзгеруіне әкелетін алмастыру түріне сәйкес Zr0,9Mg0,1O2 қоспа фазасының түзілуіне әкелетіні анықталды. Жүргізілген зерттеулер нәтижесінде ZrO2 құрылымында Zr0,9Mg0,1O2 қоспа фазасының керамикаларының түзілуі полиморфты түрленулер дәрежесінің төмендеуіне ғана емес, сонымен қатар радиациялық зақымдануға төзімділіктің жоғарылауына және беріктік қасиеттерінің төмендеуіне әкелетіні анықталды. Нәтижелер 0.05-0.10 моль концентрациясында MgO қосу ZrO2 керамикасының радиациялық зақымдану процестеріне және одан кейінгі полиморфты түрлендірулерге төзімділігін айтарлықтай арттыруға мүмкіндік беретінін, осылайша керамиканың тұрақтылығы мен радиацияға төзімділік көрсеткіштерін арттыратынын көрсетеді. Алынған нәтижелердің жаңалығы мен маңыздылығын сипаттау Жүргізілген зерттеулер барысында құрамына 0.05 М – ден астам MgO қосу m – ZrO2 → c – ZrO2 типінің өзгеруіне әкеліп соқтыратыны, содан кейін c-ZrO2/MgO енгізудің қатты ерітінді құрылымы бар екі фазалы керамикаға айналатыны анықталды. MgO допантының концентрациясы өзгерген кезде полиморфты түрлендірулер нәтижесінде фазалық құрамның өзгеруі кезінде алынған нәтижелері кейіннен берілген фазалық құрамды және беріктік сипаттамаларын бақыланатын алу мүмкіндігі бар керамика өндіру үшін пайдаланылуы мүмкін. ZrO2/MgO керамикаларындағы фазалық құрамның вариациясының зақымдалған қабатта құрылымдық бұрмаланулардың жиналуына байланысты радиациялық зақымдануға және деградациялық процестерге төзімділікке әсер ету нәтижелері иондаушы сәулеленудің, атап айтқанда керамикамен ауыр иондардың өзара әрекеттесу теориясын кеңейту үшін пайдаланылуы мүмкін. Бұл материалдардағы радиациялық зақымдану процестерін түсінуді кеңейтуге мүмкіндік береді. ZrO2/MgO керамикасын өндірудің ұсынылған әдістемесі механикалық-химиялық қатты фазалық синтезді қолдана отырып, бастапқы компоненттерді өзгерту мүмкіндігімен болашақта өндірістің қарапайымдылығы мен технологиялық операциялардың аздығына байланысты бақыланатын фазалық құрамы бар керамиканы өнеркәсіптік өндіру үшін пайдаланылуы мүмкін. Радиацияға төзімділікті салыстырмалы талдаудың алынған тәуелділіктері, сондай-ақ допанттың әртүрлі концентрациясының радиациялық зақымдануға төзімділікті арттыруға әсері болашақта керамиканың осы түрлерін оларда орналастырылған бөлінетін ядролық материалы бар инертті матрицалар негізінде дисперсті ядролық отын жасау үшін материалдар ретінде пайдалану перспективаларын бағалау кезінде пайдаланылуы мүмкін. MgO допант концентрациясының өзгеруінің беріктік сипаттамаларының өзгеруіне әсер ету нәтижелері механикалық жүктемелерге төзімділігі жоғары құрылымдық материалдарды жасау саласында технологиялық шешімдерді әзірлеу үшін негіз ретінде пайдаланылуы мүмкін. Ғылымның даму бағыттарына немесе мемлекеттік бағдарламаларға сәйкестігі Диссертациялық жұмыс Қазақстан Республикасында іске асырылатын ғылымды дамытудың басым бағыттарына сәйкес келеді және ғылыми негізделген нәтижелерді қамтиды. Бұл зерттеу ҚР ЭМ BR09158958 «Қазақстан экономикасын инновациялық жаңғырту үшін ядролық-физикалық әдістер мен технологияларды дамыту» (2018-2020) бағдарламалық-нысаналы қаржыландыру шеңберінде жүргізілді. Ізденушінің әрбір жарияланымды дайындауға қосқан үлесінің сипаттамасы Механикалық-химиялық қатты фазалық синтез әдісін қолдана отырып, керамика алу әдістерін пысықтауға, олардың морфологиялық және құрылымдық ерекшеліктерін сипаттауға, иондардың максималды жүріс ұзындығын және энергия шығынының шамасын анықтау мақсатында керамикадағы радиациялық зақымдануды модельдеуді есептеуге байланысты жұмыстарды ізденуші Л.Н. Гумилев атындағы ЕҰУ инженерлік бейіндегі зертханада жеке өзі орындады . Уран ядроларының бөліну сынықтарынан туындаған радиациялық зақымданулармен салыстырылатын ауыр иондардың әсерін модельдеу мақсатында үлгілерді сәулелендіру ҚР ЭМ ядролық физика институтының Астана филиалында орналасқан ДЦ-60 үдеткіш кешенінің базасында жүзеге асырылды. Деректерді талдауға және түсіндіруге, сондай-ақ диссертация бойынша негізгі қорытындыларды тұжырымдауға байланысты жұмыстарды орындау кезінде ізденуші ф.-м. ғ. к., профессор Морзабаев А. К. және ф.-м. ғ. д., профессор, БМУ қатты дене физикасы кафедрасының меңгерушісі (Минск қ., Беларусь) Углов В. В. ғылыми кеңесшілерден кеңес алды. Зерттеудің негізгі нәтижелері Web of Science Core Collection және Scopus деректер базасында индекстелген жоғары рейтингі бар ғылыми жарияланымдарда 3 мақала және халықаралық конференциялар жинақтарында 3 тезис жарияланды. Жұмыс нәтижелері келесі ғылыми конференцияларда баяндамалар түрінде ұсынылды: 21st International Conference on Radiation Effects in Insulators (REI – 21), 2023, Фукуока, Жапония, зарядталған бөлшектердің кристалдармен өзара әрекеттесу физикасы бойынша 51-ші халықаралық Тулинов конференциясы, 2022, Мәскеу, Ресей.
Зерттеулерді этикалық бағалау жөніндегі комиссияның қорытындысы
Диссертациялық кеңестің шешімі
Диссертация қорғауының бейнежазбасы: https://www.youtube.com/watch?v=6nxaovQDF8I
