double arrow

Радиационная стойкость керамики



Действие ионизирующих излучений на керамику сводится к изменению её физических свойств – плотности, линейных размеров, теплопроводности, электрических свойств, механических свойств, параметров кристаллической решётки, оптических свойств. Изменения химических свойств не замечено.

Радиационная стойкость керамики зависит от её структуры и характера химических связей между атомами. Более устойчивой к облучению является ионная связь, менее устойчивая – ковалентная. Установлено, что радиационная стойкость простых структур высокой симметрии выше, чем у анизотропных. Так, перовскит (ВаТiО3) устойчивее шпинели (МgO·А12О3).

При облучении керамических материалов обнаружена анизотропия расширения кристаллической решётки, снижение теплопроводности l. Расширение решётки сопровождается газообразованием. При потоках нейтронов 1019 – 1020 n0/см2 происходит снижение пределов прочности при растяжении sр, при изгибе sиз, при сжатии sсж, снижение модуля упругости Е. Облучение керамики при низких температурах приводит к образованию трещин, к нарушениям сплошности. Чем выше плотность керамики, тем более заметны изменения. Облучения при высокой температуре менее опасно.




Электрические свойства керамики изменяются различным образом. Удельное сопротивление rv при облучении обратимо уменьшается на 3 – 5 десятичных порядков (А12О3) , а электрическая прочность Епр уменьшается необратимо. При потоках нейтронов 1017 – 1018 n0/см2 растёт тангенс угла диэлектрических потерь tgd, но диэлектрическая проницаемость e не изменяется.

Как уже указывалось, радиационная стойкость зависит от структуры и состава. Так, в корундовой керамике при потоке 4 · 1020 n0/см2 существенно уменьшается l и плотность (на 6,8%), а прочность изменяется незначительно. Аналогичные, но более заметные изменения проявляются у керамики на основе ВеО, MgO, SiO2 кристаллическом. Напротив, в аморфном SiO2 изменение плотности от интенсивности излучения экстремально, максимум достигается при 2·1020 n0/см2 , однако коэффициент термического линейного расширения КТЛР остаётся постоянным.

Керамики на основе ZrO2 и TiO2 весьма устойчивы до1020 n0/см2 .



Сейчас читают про: