ЛИТИЙ ҚҰРАМДАС КЕРАМИКАЛАРДАҒЫ ӨЛШЕМДІК ФАКТОРЛАР МЕН ФАЗАЛЫҚ ҚҰРАМНЫҢ СЫРТҚЫ МЕХАНИКАЛЫҚ ЖӘНЕ ТЕРМИЯЛЫҚ ӘСЕРЛЕРГЕ ТӨЗІМДІЛІГІНЕ ӘСЕРІН АНЫҚТАУ

Бұл жұмыста дислокация тығыздығының өзгеруіне әкелетін өлшемдік факторлардың және литий метацирконаты
негізіндегі екіфазалы литий құрамдас керамикалардың фазалық құрамының беріктік сипаттамалары мен жоғары температуралық сынақтарға төзімділігіне әсері зерттелген. Беріктік қасиеттерін және температуралық әсерлерге төзімділікті бағалау барысында күшейту факторлары ретінде өлшемдік эффект, дислокация тығыздығы және фазалар аралық шекаралардың болуы қарастырылды, олардың өзгерісі керамикалардың фазалық құрамының әртүрлілігі әсерінен туындайды. Зерттеулер барысында, ұнтақтау жылдамдығының 400 айн./мин-тан жоғары
болуы дәндердің өлшемін екі еседен астамға азайтатыны анықталды, бұл өз кезегінде дислокация тығыздығын
арттырып, қаттылық пен жарықшақтарға төзімділікті күшейтетін фактор болып табылады. Беріктік сипаттамаларын анықтау барысында керамика құрамында Li₆Zr₂O₇ фазасының басым болуымен фазалық құрамның өзгерісі микрожарықшақтардың таралуына тосқауыл болатын қосымша фазалар аралық шекаралардың көбеюі арқылы қаттылық пен жарықшақтарға төзімділікті арттыратыны анықталды. Ұзақ мерзімді термиялық күйдіру мен термиялық төзімділікке сынақ жүргізу нәтижесінде барлық үш түрдегі зерттелген керамикалар үшін дәндердің өлшемі 250 нм-ден аз болған жағдайда, дислокациялық күшейту мен фазалар аралық шекаралардың болуы есебінен беріктік қасиеттерінің нашарлауына төзімділіктің артатыны белгілі болды. Бұл әсер әсіресе құрамында Li₆Zr₂O₇ фазасы басым үлгілерде айқын көрінді.

1. Zhou, Qilai, et al. Solution combustion synthesis of lithium orthosilicate as the tritium breeder: effects of microwave power and fuel-to-oxidizer ratio on phase, microstructure and sintering // Ceramics International. – 2021. – V. 47.15. – P. 22006–22015.

2. Zhou, Qilai, et al. Effect of neutron dose on the tritium release behavior of Li2TiO3–0.5Li4SiO4 biphasic ceramic // International Journal of Hydrogen Energy. – 2023. – V. 48.11. – P. 4363–4370.

3. Dang, Chen, et al. A promising tritium breeding material: Nanostructured 2Li2TiO3-Li4SiO4 biphasic ceramic pebb les // Journal of Nuclear Materials. – 2018. V. 500. – P. 265–269.

4. Cheng, Baiyun, et al. Fabrication, sintering behavior, and strength of tritium breeding ceramic pebbles with Pb addi tion // Ceramics International. – 2024. – V. 50.15. – P. 27389–27402.

5. Chen, Ruichong, et al. Influence of sintering atmosphere on phase, microstructure and mechanical properties of Li4Si0.7Ti0.3O4 tritium breeding ceramics // Ceramics International. – 2023. – V. 49.5. –P. 7623–7629.

6. Zhao, Linjie, et al. Tritium release in Li4SiO4 and Li4.2Si0.8Al0.2O4 ceramics // Journal of Nuclear Materials. – 2016. – V. 482. – P. 42–46.

7. Gong, Yichao, et al. A comprehensive study on Li4Si1−xTixO4 ceramics for advanced tritium breeders // Journal of Advanced Ceramics. –2020. – V. 9. – P. 629 640.

8. Hirata, Shiori, et al. Tritium recovery behavior for tritium breeder Li4SiO4-Li2TiO3 biphasic material // Journal of Nuclear Materials. – 2022. – V 567. – P. 153838.

9. Kulsartov, Timur, et al. High-temperature interaction of water vapor with lithium ceramics Li2TiO3 // Nuclear Materials and Energy. – 2024. – V. 38. – P. 101612.

10. Kapychev, V., V. Tebus, and V. Frolov. Influence of neut ron irradiation on the strength characteristics of lithium ceramic pellets for fusion reactor blankets // Journal of nuclear materials. – 2002. – V. 307. – P. 823–826.

11. Tan, Guangfan, et al. Densification behavior and proper ties of Li4SiO4 ceramic breeder with the addition of SiC as a sintering aid // Ceramics International. – 2023. – V. 49.4. – P. 6843–6855.

12. Yang, Mao, et al. Tritium release behavior of Li2TiO3 and 2Li2TiO3-Li4SiO4 biphasic ceramic pebbles fabricated by microwave sintering // Fusion Engineering and Design. – 2021. – V. 168. – P. 112390.

13. Chen, Ruichong, et al. Effects of water adsorption on tritium release behavior of Li4TiO4 and Li4TiO4-Li2TiO3 core-shell structure breeding ceramics // Fusion Engine ering and Design. – 2023. – V. 187. – P. 113374.

14. Rao, G. Jaya, et al. Fabrication of Li4SiO4-Li2ZrO3 composite pebbles using extrusion and spherodization technique with improved crush load and moisture stability // Journal of Nuclear Materials. – 2019. – V. 514. – P. 321–333.

15. Shlimas, Dmitriy I., et al. Study of the Surface-Layer Softening Effects in xLi2ZrO3–(1−x)Li4SiO4 Ceramics under Irradiation with He + 2 Ions // Ceramics. – 2024. – V. 7.2. – P. 547–561.

16. Wang, Hailiang, et al. Fabrication of nanostructured Li2TiO3 ceramic pebbles as tritium breeders using powder particles synthesised via a CTAB-assisted method // Cera mics International. – 2017. – V. 43.7. – P. 5680–5686.

17. Tan, Guangfan, et al. Tritium release performance of biphasic Li2TiO3-Li4SiO4 ceramic pebbles fabricated by centrifugal granulation method // Ceramics International. – 2024.

18. Wang, Hailiang, et al. An innovative process for synthesis of superfine nanostructured Li2TiO3 tritium breeder cera mic pebbles via TBOT hydrolysis–solvothermal method // Ceramics International. – 2019. – V. 45.5. – P. 5189 5194.

19. Kubin, L. P., and B. Devincre. From dislocation mecha nisms to dislocation microstructures and strain hardening // Deformation-Induced Microstructures: Analysis and Relation to Properties. – 1999. – P. 61–83.

20. Barlat, F., et al. A simple model for dislocation behavior, strain and strain rate hardening evolution in deforming aluminum alloys // International journal of Plasticity. – 2002. – V 18.7. – P. 919–939.

21. Rao, G. Jaya, et al. Fabrication of Li4SiO4-Li2ZrO3 composite pebbles using extrusion and spherodization technique with improved crush load and moisture stability // Journal of Nuclear Materials. – 2019. – V 514. – P. 321 333.

22. Avila, R. E., L. A. Peña, and J. C. Jiménez. Surface desorption and bulk diffusion models of tritium release from Li2TiO3 and Li2ZrO3 pebbles // Journal of nuclear materials. – 2010. – V. 405.3. – P. 244–251.

23. Abyshev, Bauyrzhan K., Sholpan G. Giniyatova, and Artem L. Kozlovskiy. Effects of Composition Variations on Mechanochemically Synthesized Lithium Metazirco nate-Based Ceramics and Their Resistance to External Influences // Ceramics. – 2023. – V. 6.4. – P. 2394–2406.

24. Kenzhina, Inesh, et al. Effect of dislocation density-asso ciated strengthening factors on the thermal stability of composite ceramics // Physical Sciences and Technology. – 2024. – V. 11.1-2. – P. 23–31.

25. Liang, Hao, et al. Achieving dislocation strengthening in hafnium carbide through high pressure and high tempera ture // The Journal of Physical Chemistry. – 2021. – V. 125.43. – P. 24254–24262.

26. Chen, Ruichong, et al. Fabrication of high strength Li-rich 2Li2TiO3–Li4SiO4 composite breeding ceramics at low temperature by two-step sintering // Ceramics Internatio nal. – 2022. – V. 48.20. – P. 29944–29950.

27. Kenzhina, Inesh E., et al. Study of Gas Swelling Processes under Irradiation with Protons and He + 2 Ions in Li4SiO4 Li2TiO3 Ceramics // Crystals. – 2023. – V 13.10. – P. 1526.

28. Chen, Xin, et al. Enhancing properties of Li2TiO3/Li4SiO4 tritium breeding ceramics by chitosan addition // Nuclear Materials and Energy. – 2023. – V. 37. – P. 101515.

29. Wang, Hailiang, et al. Influence of helium ion radiation on the nano-grained Li2TiO3 ceramic for tritium breeding // Ceramics International. – 2021. – V. 47.20. – P. 28357 28366.

30. Chen, Ruichong, et al. Microstructure and phase evolution of Li4TiO4 ceramics pebbles prepared from a nanostructu red precursor powder synthesized by hydrothermal method // Journal of Nuclear Materials. – 2018. – V. 508. – P. 434–439.

31. Hong, Ming, et al. Synthesis of Li2TiO3 by sol–gel com bustion method and its gel-casting formation // Journal of Nuclear Materials. – 2014. – V. 455.1-3. – P. 311–315.

32. Gong, Yichao, et al. Enhancing the density and crush load of Li2TiO3 tritium breeding ceramic pebbles by adding LiNO3-Li2CO3 // Annals of Nuclear Energy. – 2024. – V. 196. – P. 110251.