ИОНДЫҚ МОДИФИКАЦИЯНЫҢ xZnO - (1-x)TiO2 КЕРАМИКАСЫНЫҢ БЕРІКТІК ҚАСИЕТТЕРІН АРТТЫРУҒА ӘСЕРІН ЗЕРТТЕУ

Жұмыста титанаттар негізіндегі композиттік керамикалардың беткі қабаттарының иондық модификациясының сыртқы механикалық әсерлерге төзімділігінің өзгеруіне ықпалының бағалануының нәтижелері келтірілген. Композиттік керамикаларды модификациялаудың негізгі әдісі ретінде энергиясы шамамен 28 МэВ болатын O⁺ иондарымен сәулелендіру әдісі таңдалды, сәулелену флюенстері 10¹¹–10¹⁴ ион/см² аралығында алынды. Алынған мәліметтерге сәйкес, компоненттердің арақатынасының өзгеруі екі фазалы керамикалардың түзілуіне алып келеді, олардың негізгі фазасы ZnTiO₃ болып табылады, сонымен қатар бастапқы компоненттердің салмақтық үлестеріне байланысты ZnO мен TiO₂ қоспалары да байқалды. Фазалық құрамның өзгеруі ZnTiO₃ фазасының үлесінің артуымен байланысты екені және оның қаттылық пен жарылуға төзімділіктің өсуіне алып келетіні анықталды, бұл фазалық құрамның өзгеруі мен өлшемдік әсерлердің жиынтығымен түсіндіріледі. xZnO - (1- x)TiO₂ керамикаларын иондық модификациялауға қатысты тәжірибелер барысында сәулеленудің 10¹¹– 5·10¹² ион/см² флюенстерінде иондардың кристалдық құрылымға әсерінен және онымен байланысты дислокациялық беріктендіру әсерлерінен туындайтын беткі қабаттың беріктену құбылысы байқалды. 5·10¹² ион/см²-ден жоғары флюенстерде керамикалардың беріктену дәрежесінің төмендеуі байқалды, ол құрылымдық ақаулардың тығыздығының артуымен, олардың агломерациясымен және кейіннен беткі қабаттың тұрақсыздануымен байланысты, бұл өз кезегінде сыртқы әсерлерге, соның ішінде жарықшақтануға алып келетін механикалық қысымға төзімділікті төмендетеді.

1. Min J. [et al.] The effect of carbon dioxide emissions on the building energy efficiency // Fuel. – 2022. – Vol. 326. – P. 124842.

2. Holechek J. L. [et al.] A global assessment: can renewable energy replace fossil fuels by 2050? // Sustainability. – 2022. – Vol. 14, No. 8. – P. 4792.

3. Singhal S. C. Solid oxide fuel cells for power generation // Wiley Interdisciplinary Reviews: Energy and Environment. – 2014. – Vol. 3, No. 2. – P. 179–194.

4. Talukdar A. [et al.] A review on solid oxide fuel cell technology: An efficient energy conversion system // International Journal of Energy Research. – 2024. – Vol. 2024, No. 1. – P. 6443247.

5. Spreafico C. Additive manufacturing of solid oxide fuel cells. A comprehensive review of patent literature // Journal of Power Sources. – 2025. – Vol. 625. – P. 235702.

6. Rehman J. [et al.] A review of proton-conducting electrolytes for efficient low-temperature solid oxide fuel cells: Progress, challenges, and perspectives // Energy & Fuels. – 2024. – Vol. 38, No. 23. – P. 22637–22665.

7. Brahma A., Skabelund B. B., Milcarek R. J. Performance of a solid oxide fuel cell fueled by the exhaust gases of a diesel engine operating fuel-rich // Sustainable Energy Technologies and Assessments. – 2024. – Vol. 71. – P 103991.

8. Lyu Z. [et al.] Co‐Generation of Electricity and Chemicals From Methane Using Direct Internal Reforming Solid Oxide Fuel Cells // Advanced Energy Materials. – 2025. – Vol. 15, No. 10. – P. 2403869.

9. Nikiforakis I., Mamalis S., Assanis D. Understanding solid oxide fuel cell hybridization: a critical review // Applied Energy. – 2025. – Vol. 377. – P. 124277.

10. Yang Y. [et al.] Recent development in reversible solid oxide fuel cells: Theory, integration and prospective // ChemElectroChem. – 2024. – Vol. 11, No. 6. – P. e202300593.

11. Huang H. [et al.] Review and outlook on the utilization of low-concentration coalbed methane for power generation by solid oxide fuel cells // Energy & Fuels. – 2024. – Vol. 38, No. 3. – P. 1618–1632.

12. Li J. [et al.] Advancements in solid oxide fuel cell technology: bridging performance gaps for enhanced environmental sustainability // Advanced Energy and Sustainability Research. – 2024. – Vol. 5, No. 11. – P. 2400132.

13. Zhang Z. [et al.] Review of the application of metal-supported solid oxide fuel cell in the transportation field // Automotive Innovation. – 2025. – P. 1-29.

14. Sun L. [et al.] Recent progress of interface modification of layered oxide cathode material for sodium‐ion batteries // Electron. – 2024. – Vol. 2, No. 2. – P. e31.

15. Chaudhary N., Sharma A. Materials modifications by radiation technology // Handbook on Radiation Environment, Volume 1: Sources, Applications and Policies. – Singapore: Springer Nature Singapore, 2024. – P. 265– 294.

16. Gautam S., Ghanty T. K. Radiation processing as a sustainable and green technology to ensure food security, safety and promote international trade // Atomic Energy in India: Achievements since Independence, Homi Bhabha National Institute, Mumbai. – 2022. – P. 211–217.

17. Bueno P. R. [et al.] Role of oxygen at the grain boundary of metal oxide varistors: A potential barrier formation mechanism // Applied Physics Letters. – 2001. – Vol. 79, No. 1. – P. 48–50.

18. Tuller H. L., Bishop S. R. Point defects in oxides: tailoring materials through defect engineering // Annual Review of Materials Research. – 2011. – Vol. 41, No. 1. – P. 369– 398.

19. Li N., Nastasi M., Misra A. Defect structures and hardening mechanisms in high dose helium ion implanted Cu and Cu/Nb multilayer thin films // International Journal of Plasticity. – 2012. – Vol. 32. – P. 1–16.

20. Hofmann F. [et al.] 3D lattice distortions and defect structures in ion-implanted nano-crystals // Scientific reports. – 2017. – Vol. 7, No. 1. – P. 45993.