Поведение составляющих порового пространства при спекании кубического оксида циркония
Определены энергии активации уменьшения объема по-рового пространства и его составляющих (поровых каналов и закрытых пор) в интервалах температур интенсивного (900— 1200 °С) и менее активного (1200–1400 °С) спекания пористого объекта, полученного прессованием наноразмерного порошка кубического ок...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Ядерна та радіаційна безпека |
|---|---|
| Дата: | 2010 |
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Державне підприємство "Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки" Держатомрегулювання України та НАН України
2010
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/97416 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Поведение составляющих порового пространства при спекании кубического оксида циркония / С.В. Габелков, Р.В. Тарасов, А.Г. Миронова // Ядерна та радіаційна безпека. — 2010. — № 3. — С. 36-40. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859487866771472384 |
|---|---|
| author | Габелков, С.В. Тарасов, Р.В. Миронова, А.Г. |
| author_facet | Габелков, С.В. Тарасов, Р.В. Миронова, А.Г. |
| citation_txt | Поведение составляющих порового пространства при спекании кубического оксида циркония / С.В. Габелков, Р.В. Тарасов, А.Г. Миронова // Ядерна та радіаційна безпека. — 2010. — № 3. — С. 36-40. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Ядерна та радіаційна безпека |
| description | Определены энергии активации уменьшения объема по-рового пространства и его
составляющих (поровых каналов и закрытых пор) в интервалах температур
интенсивного (900— 1200 °С) и менее активного (1200–1400 °С) спекания пористого
объекта, полученного прессованием наноразмерного порошка кубического оксида
циркония, стабилизированного оксидом иттрия и содержащего оксид европия как
имитатор оксида америция.
Визначено енергії активації зменшення об’єму порового простору та його
складових (порових каналів і закритих пор) в інтервалах температур інтенсивного
(900–1200 °С) і менш активного (1200–1400 °С) спікання пористого об’єкта, отрима-
ного пресуванням нанорозмірного порошку кубічного оксиду цирконію, стабілізованого
оксидом ітрію та який містить оксид європію як імітатор оксиду америцію.
Activation energies for volume reduction of the pore space and its constituents (pore
channels and closed pores) in temperature ranges of intensive (900 — 1200 °С) and less
active (1200 — 1400 °С) sintering of the porous body pressed from nanosized powder of
cubic zirconia, which was stabilized with yttrium oxide and contains europium oxide, as a
simulator of americium oxide, are determined.
|
| first_indexed | 2025-11-24T16:25:11Z |
| format | Article |
| fulltext |
36 ßäåðíà òà ðàä³àö³éíà áåçïåêà 3 (47).2010
УДК 544.022.344.3; 621.762.5
С. В. Габелков1, Р. В. Тарасов2,
А. Г. Миронова2
1Государственный научно-технический центр по ядерной
и радиационной безопасности
2Национальный научный центр «Харьковский физико-техни-
ческий институт»
Поведение составляющих
порового пространства
при спекании кубического
оксида циркония
Определены энергии активации уменьшения объема по-
рового пространства и его составляющих (поровых каналов
и закрытых пор) в интервалах температур интенсивного (900—
1200 °С) и менее активного (1200–1400 °С) спекания пористого
объекта, полученного прессованием наноразмерного порошка
кубического оксида циркония, стабилизированного оксидом
иттрия и содержащего оксид европия как имитатор оксида
америция.
К л ю ч е в ы е с л о в а : наноразмерный порошок, кубиче-
ский оксид циркония, пористый спрессованный объект, поро-
вое пространство, поровые каналы, закрытые поры, спекание,
энергия активации.
С. В. Габєлков, Р. В. Тарасов, А. Г. Миронова
Поведінка складових порового простору в процесі спікан-
ня кубічного оксиду цирконію
Визначено енергії активації зменшення об’єму порового
простору та його складових (порових каналів і закритих пор)
в інтервалах температур інтенсивного (900–1200 °С) і менш
активного (1200–1400 °С) спікання пористого об’єкта, отрима-
ного пресуванням нанорозмірного порошку кубічного оксиду
цирконію, стабілізованого оксидом ітрію та який містить оксид
європію як імітатор оксиду америцію.
К л ю ч о в і с л о в а : нанорозмірний порошок, кубічний ок-
сид цирконію, пористий спресований об’єкт, поровий простір,
порові канали, закриті пори, спікання, енергія активації.
© Ñ. Â. Ãàáåëêîâ, Ð. Â. Òàðàñîâ, À. Ã. Ìèðîíîâà, 2010
Á
ëàãîäàðÿ ñâîèì ýëåêòðîòåõíè÷åñêèì, õèìè÷å-
ñêèì è ìåõàíè÷åñêèì ñâîéñòâàì êóáè÷åñêèé
îêñèä öèðêîíèÿ íàõîäèò ïðèìåíåíèå â êà÷åñòâå
ìàòåðèàëà äëÿ íàãðåâàòåëåé âûñîêîòåìïåðàòóð-
íûõ ïå÷åé, òîïëèâíûõ ÿ÷ååê, òèãëåé, íîñèòåëåé
êàòàëèçàòîðîâ è äðóãèõ èçäåëèé â ýëåêòðîòåõíèêå, ýíåðãå-
òèêå è õèìè÷åñêîé ïðîìûøëåííîñòè [1]—[5]. Ïîâûøåííîé
ðàäèàöèîííîé è êîððîçèîííîé ñòîéêîñòüþ îêñèä öèðêî-
íèÿ ïðèâëåêàåò ñïåöèàëèñòîâ àòîìíîé ýíåðãåòèêè. Ó÷åíûå
âåäóùèõ ñòðàí ìèðà ïðîâîäÿò èññëåäîâàíèÿ ïî ñîçäàíèþ
íà îñíîâå îêñèäà öèðêîíèÿ ìàòðè÷íîãî òîïëèâà, ìàòåðè-
àëîâ ìèøåíåé äëÿ òðàíñìóòàöèè àêòèíîèäîâ è ìàòðèö äëÿ
èçîëÿöèè ðàäèîàêòèâíûõ îòõîäîâ [6]—[9].
 òå÷åíèå ïîñëåäíèõ äåñÿòè ëåò ìàòðèöû èç îêñèäà
öèðêîíèÿ èñïîëüçóþòñÿ ðÿäîì èññëåäîâàòåëüñêèõ îðãà-
íèçàöèé Åâðîïû ïðè ïðîâåäåíèè ðàáîò ïî òðàíñìóòàöèè
â òåïëîâûõ ðåàêòîðàõ ïëóòîíèÿ è äî÷åðíèõ àêòèíîèäîâ
íåïòóíèÿ, àìåðèöèÿ è êþðèÿ. Ïîâûøåííàÿ ðàäèàöèîí-
íàÿ ñòîéêîñòü êóáè÷åñêîãî îêñèäà öèðêîíèÿ îáåñïå÷èâàåò
âûñîêóþ íàäåæíîñòü ïðîâåäåíèÿ òðàíñìóòàöèè ïëóòîíèÿ
è àêòèíîèäîâ [6].
Äëÿ ïîëó÷åíèÿ âûñîêîïëîòíîãî ìîíîëèòíîãî ìàòåðèà-
ëà ñ çàäàííîé çàêðûòîé ïîðèñòîñòüþ íåîáõîäèìî ó÷èòû-
âàòü îñîáåííîñòè âñåõ ïðîöåññîâ, ïðîèñõîäÿùèõ ïðè åãî
ïîëó÷åíèè, â òîì ÷èñëå ïîâåäåíèå ïîðîâûõ êàíàëîâ è çà-
êðûòûõ ïîð ïðè ñïåêàíèè. Àêòèíîèäû, êàê áîëüøèíñòâî
èñêóññòâåííî ñîçäàííûõ ýëåìåíòîâ, îáëàäàþò âûñîêîé
òîêñè÷íîñòüþ è ïîýòîìó òðåáóþò ïîâûøåííîé îñòîðîæ-
íîñòè ïðè îáðàùåíèè ñ íèìè. À èçîòîïû àìåðèöèÿ èìå-
þò îñîáåííî âûñîêóþ òîêñè÷íîñòü [7]. Ïî ýòîé ïðè÷èíå
èññëåäîâàíèÿ èììîáèëèçàöèè ïëóòîíèÿ è äî÷åðíèõ àêòè-
íîèäîâ â îêñèäíûå ìàòðèöû äîâîëüíî îïàñíû, à ìåðû ïî
çàùèòå ïåðñîíàëà äîðîãîñòîÿùè. Ó÷èòûâàÿ âûøåèçëî-
æåííîå, ìàêñèìàëüíî áîђëüøóþ ÷àñòü íàó÷íûõ ðàçðàáîòîê
öåëåñîîáðàçíî ïðîâîäèòü íà èìèòàòîðàõ.
Ïîñêîëüêó êàê â ðÿäó ëàíòàíîèäîâ, òàê è â ðÿäó àêòè-
íîèäîâ èäåò çàïîëíåíèå ýëåêòðîíàìè íå íàðóæíîé, à âíóò-
ðåííåé 5f-îáîëî÷êè, ëàíòàíîèäû ñîãëàñíî òåîðèè Ñèáîðãà
[10] ÿâëÿþòñÿ ïðèåìëåìûìè ôèçèêî-õèìè÷åñêèìè èìèòà-
òîðàìè àêòèíîèäîâ. Ñ ýòîé òî÷êè çðåíèÿ â ñèëó ïîäîáèÿ
åâðîïèé ÿâëÿåòñÿ èìèòàòîðîì àìåðèöèÿ. Ïîýòîìó ïðè
ñîçäàíèè ìàòðèö äëÿ èììîáèëèçàöèè äî÷åðíèõ àêòèíî-
èäîâ öåëåñîîáðàçíî èññëåäîâàòü ïîâåäåíèå ñîñòàâëÿþùèõ
ïîðîâîãî ïðîñòðàíñòâà ïðè ñïåêàíèè êóáè÷åñêîãî îêñèäà
öèðêîíèÿ ñ îêñèäîì åâðîïèÿ êàê èìèòàòîðîì îêñèäà àìå-
ðèöèÿ.
Öåëü ðàáîòû — èññëåäîâàíèå ïîâåäåíèÿ ñîñòàâëÿþùèõ
ïîðîâîãî ïðîñòðàíñòâà (îòêðûòûõ ïîðîâûõ êàíàëîâ è çà-
êðûòûõ ïîð) ïðè ñïåêàíèè ïîðèñòîãî îáúåêòà, ñôîðìî-
âàííîãî èç íàíîðàçìåðíîãî ïîðîøêà êóáè÷åñêîãî òâåðäîãî
ðàñòâîðà îêñèäà öèðêîíèÿ ñ ââåäåííûì îêñèäîì åâðîïèÿ
êàê èìèòàòîðîì îêñèäà àìåðèöèÿ äëÿ ïîëó÷åíèÿ âûñîêî-
ïëîòíîãî ìàòðè÷íîãî ìàòåðèàëà ïðè èììîáèëèçàöèè
âûñîêî àêòèâíûõ îòõîäîâ.
Ìåòîäèêà ýêñïåðèìåíòà. Â èññëåäîâàíèÿõ èñïîëüçîâàëè
òàêîé æå, êàê è â ðàáîòàõ [11], [12], íàíîðàçìåðíûé ïîðî-
øîê îêñèäà öèðêîíèÿ, ïîëó÷åííûé ìåòîäîì ñîâìåñòíîãî
îñàæäåíèÿ ãèäðîêñèäîâ öèðêîíèÿ, èòòðèÿ è åâðîïèÿ èç
ñìåñè 1 Ì âîäíûõ ðàñòâîðîâ èõ íèòðàòîâ ãèäðîêñèäîì
àììîíèÿ (ÃÎÑÒ 3760–79) ïðè îáðàòíîì ïîðÿäêå ñìåøå-
íèÿ ðåàãåíòîâ. Íèòðàò èòòðèÿ ãîòîâèëè îáðàáîòêîé àçîò-
íîé êèñëîòîé îêñèäà èòòðèÿ (ÈòÎ-2 ÒÓ 48–4–191–72),
ßäåðíà òà ðàä³àö³éíà áåçïåêà 3 (47).2010 37
Ïîâåäåíèå ñîñòàâëÿþùèõ ïîðîâîãî ïðîñòðàíñòâà ïðè ñïåêàíèè êóáè÷åñêîãî îêñèäà öèðêîíèÿ
íèòðàò åâðîïèÿ — îêñèäà åâðîïèÿ (ÅâÎ-Ë ÒÓ 48–199–81),
à íèòðàò öèðêîíèÿ — ãèäðîêñèäà öèðêîíèÿ, ïîëó÷åííîãî
ãèäðîëèçîì ñóëüôàòà öèðêîíèÿ (ÖÑÎ-Ä ÒÓ 71–085–40–
2000). Ñóøêà îñàäêà ïðîäîëæàëàñü â òå÷åíèå 20–25 ÷ ïðè
òåìïåðàòóðå 30–40 °Ñ. Ñèíòåç êóáè÷åñêîãî òâåðäîãî ðàñ-
òâîðà ïðîâîäèëè ïðè òåìïåðàòóðå 700 °Ñ â òå÷åíèå 0,5 ÷.
Íèòðàòû öèðêîíèÿ, èòòðèÿ è åâðîïèÿ áðàëè â ñîîòíîøå-
íèè, ïîçâîëÿþùåì ïîëó÷èòü êóáè÷åñêèé òâåðäûé ðàñòâîð
îêñèäà öèðêîíèÿ ñ 10 % ìàñ. îêñèäà èòòðèÿ è 15 % ìàñ.
îêñèäà åâðîïèÿ. Ïîðèñòûå ïîðîøêîâûå îáúåêòû â ôîðìå
òàáëåòîê äèàìåòðîì 14,5 ìì è âûñîòîé 5 ìì (êàê è â ðàáîòå
[12]) ãîòîâèëè èç ïîðîøêà ìåòîäîì îäíîîñíîãî ïðåññîâà-
íèÿ íà ãèäðàâëè÷åñêîì ïðåññå ïðè äàâëåíèè 256 ÌÏà. Èõ
òåðìîîáðàáîòêó ïðîâîäèëè â òå÷åíèå 1 ÷ ïðè ïîñòîÿííîé
òåìïåðàòóðå îò 700 äî 1200 °Ñ íà âîçäóõå â ïå÷è ÑÓÎË-
0,25.1/12-Ì1 è ïðè 1300 è 1400 °Ñ — â âàêóóìå â ïå÷è
ÑØÂÝ 1.2,5/25ÈÇ. Ïîäíèìàëè è ñíèæàëè òåìïåðàòóðó ñî
ñêîðîñòüþ 3–4 °Ñ/ìèí.
Îáúåìû ñîâîêóïíîñòåé ïîðîâûõ êàíàëîâ áëèçêèõ äèà-
ìåòðîâ â òåðìîîáðàáîòàííûõ ïîðèñòûõ îáúåêòàõ îïðåäå-
ëÿëè ïî óäàëåíèþ âîäû èç íèõ ïðè å¸ èñïàðåíèè ñîãëàñíî
ìåòîäèêå [13].
Çà èñòèííóþ ïëîòíîñòü êóáè÷åñêîãî òâåðäîãî ðàñòâîðà
îêñèäà öèðêîíèÿ ïðèíÿëè ðåíòãåíîâñêóþ, ðàññ÷èòàííóþ
ïî ïàðàìåòðàì êðèñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêè, — 6,12±0,005 ã/ñì3
[12]. Ìåòîäîì âîäíîé ïèêíîìåòðèè îïðåäåëÿëè ïèêíîìåò-
ðè÷åñêóþ ïëîòíîñòü òåðìîîáðàáîòàííûõ ïîðèñòûõ îáúåê-
òîâ èç îêñèäà öèðêîíèÿ äëÿ ïîñëåäóþùåãî ðàñ÷åòà îáúåìà
çàêðûòûõ ïîð.
Ýêñïåðèìåíòàëüíûå ðåçóëüòàòû. Ïðè ïðîâåäåíèè èññëå-
äîâàíèé èçó÷àëèñü ïîðîøîê êóáè÷åñêîãî îêñèäà öèðêîíèÿ
è ïîðèñòûå îáúåêòû, ñïðåññîâàííûå èç íåãî è îáðàáîòàí-
íûå ïðè òåìïåðàòóðàõ 700–1400 °Ñ. Ñîãëàñíî ìåòîäèêå
[13] ïîðîøîê èëè ïîðèñòûå îáúåêòû ïîìåùàëè â ëîòîê,
îòêà÷èâàëè íà âàêóóì è ïðîïèòûâàëè äèñòèëëèðîâàííîé
âîäîé. Çàâèñèìîñòè ìàññ ñèñòåì «òåðìîîáðàáîòàííûé ïî-
ðèñòûé îáúåêò èç ïîðîøêà îêñèäà öèðêîíèÿ — âîäà» îò
âðåìåíè ïîëó÷åíû â òå÷åíèå èõ ñóøêè ïðè ïîñòîÿííîé
òåìïåðàòóðå 36 ± 3 °Ñ (ðèñ. 1).
Êàê âèäíî èç ðèñ. 1, ìàññà ñèñòåìû ñ òå÷åíèåì âðåìåíè
óáûâàåò è ÷åðåç îïðåäåëåííûé ïðîìåæóòîê äîñòèãàåò ïî-
ñòîÿííîé âåëè÷èíû. Çàâèñèìîñòü èìååò ÷åòûðå ëèíåéíûõ
ó÷àñòêà — I…IV. Ïðÿìûå, ïðîäîëæàþùèå ëèíåéíûå ó÷àñò-
êè äî ïåðåñå÷åíèÿ ñ îñüþ îðäèíàò, îòñåêàþò íà ïîñëåäíåé
âåëè÷èíû m4, m3, m2 è m1. Çäåñü m4 — ìàññà ñèñòåìû íà
ó÷àñòêå IV, ðàâíàÿ ìàññå òâåðäîé ôàçû ñ çàêðûòûìè ïî-
ðàìè; m3 — ìàññà òâåðäîé ôàçû è âîäû â ìàëûõ ïîðîâûõ
êàíàëàõ; m2 — ìàññà òâåðäîé ôàçû è âîäû â ìàëûõ è ñðåä-
íèõ ïîðîâûõ êàíàëàõ; m1 — ìàññà òâåðäîé ôàçû è âîäû
â ìàëûõ, ñðåäíèõ è áîëüøèõ ïîðîâûõ êàíàëàõ. Ó÷èòûâàÿ,
÷òî ïëîòíîñòü âîäû ðàâíà 1 ã/ñì3, ðàçíîñòè ìàññ (m1 – m2),
(m2 – m3) è (m3 – m4) ÷èñëåííî ðàâíû îáúåìàì áîëüøèõ,
ñðåäíèõ è ìàëûõ ïîðîâûõ êàíàëîâ ñîîòâåòñòâåííî. Îáúåìû
ïîðîâûõ êàíàëîâ, çàêðûòûõ ïîð è òâåðäîé ôàçû äëÿ îñ-
òàëüíûõ ñèñòåì îïðåäåëåíû ñ èñïîëüçîâàíèåì àíàëîãè÷-
íûõ çàâèñèìîñòåé ìàññ ýòèõ ñèñòåì îò âðåìåíè. Ñóììà
îáúåìîâ âñåõ ñîâîêóïíîñòåé ïîðîâûõ êàíàëîâ, çàêðûòûõ
ïîð è òâåðäîé ôàçû ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé îáúåì êàæäîãî èç
òåðìîîáðàáîòàííûõ ïîðèñòûõ îáúåêòîâ.
 ðåçóëüòàòå ïðåññîâàíèÿ ïîðèñòûõ îáúåêòîâ èç ïî-
ðîøêà èëè ñïåêàíèÿ îáúåìû èõ ïîðîâûõ êàíàëîâ, çàêðû-
òûõ ïîð è ñóììàðíûé îáúåì èçìåíÿþòñÿ. Òîëüêî ìàññà
òâåðäîé ôàçû îñòàåòñÿ ïîñòîÿííîé, å¸ îáúåì áåç çàêðûòûõ
ïîð íå ìåíÿåòñÿ. Äëÿ ñðàâíåíèÿ ñóììàðíûõ îáúåìîâ ïî-
ðèñòûõ îáúåêòîâ, îáðàáîòàííûõ ïðè ðàçíûõ òåìïåðàòóðàõ,
è îáúåìîâ èìåþùèõñÿ â íèõ ñîâîêóïíîñòåé ïîðîâûõ êàíà-
ëîâ è çàêðûòûõ ïîð, ýòè îáúåìû âñåõ îáúåêòîâ îòíîðìè-
ðîâàëè ê ìàññå 1 ñì3 îáúåêòà, îáðàáîòàííîãî ïðè 1400 °Ñ.
 ðåçóëüòàòå ýòîãî âñå îòíîðìèðîâàííûå òåðìîîáðàáîòàí-
íûå ïîðèñòûå îáúåêòû èìåþò ðàâíûå ìàññû è ðàâíûå îáú-
åìû òâåðäîé ôàçû — 0,959 ñì3. Ïðè ýòîì ñóììàðíûé îáúåì
ïîðèñòîãî îáúåêòà, îáðàáîòàííîãî ïðè 1400 °Ñ, ðàâåí
1 ñì3. Âñå îñòàëüíûå ïîðèñòûå îáúåêòû èìåþò áîђëüøèé
ñóììàðíûé îáúåì. Òåïåðü ìû ìîæåì ñðàâíèòü ñóììàðíûå
îáúåìû, îáúåìû ïîðîâûõ êàíàëîâ è çàêðûòûõ ïîð ïîðèñ-
òûõ îáúåêòîâ, òåðìîîáðàáîòàíûõ ïðè ðàçëè÷íûõ òåìïåðà-
òóðàõ. Çàâèñèìîñòè îáúåìîâ ïîðîâûõ êàíàëîâ è çàêðûòûõ
ïîð â ïîðèñòûõ îáúåêòàõ èç ïîðîøêà êóáè÷åñêîãî îêñèäà
öèðêîíèÿ îò òåìïåðàòóðû òåðìîîáðàáîòêè ïðåäñòàâëåíû
íà ðèñ. 2.
Ïîðîøîê êóáè÷åñêîãî òâåðäîãî ðàñòâîðà îêñèäà öèð-
êîíèÿ ñ ñóììàðíûì îáúåìîì 4,454 ñì3 ñîäåðæèò 0,959 ñì3
òâåðäîé ôàçû è 3,495 ñì3 ïîðîâîãî ïðîñòðàíñòâà. Ïîðîâîå
ïðîñòðàíñòâî ñîñòîèò èç 0,994 ñì3 áîëüøèõ, 1,730 ñì3
ñðåäíèõ, 0,527 ñì3 ìàëûõ ïîðîâûõ êàíàëîâ è 0,245 ñì3 çà-
êðûòûõ ïîð.
Ðèñ. 1. Çàâèñèìîñòü ìàññû ñèñòåìû «ïîðèñòûé
îáúåêò èç ïîðîøêà îêñèäà öèðêîíèÿ,
òåðìîîáðàáîòàííûé ïðè 800 °Ñ, — âîäà» îò
âðåìåíè ñóøêè ïðè òåìïåðàòóðå 36 ± 3 °Ñ
Ðèñ. 2. Çàâèñèìîñòè îáúåìîâ ïîðîâûõ
êàíàëîâ è çàêðûòûõ ïîð â ïîðèñòûõ îáúåêòàõ
èç íàíîðàçìåðíîãî ïîðîøêà êóáè÷åñêîãî
òâåðäîãî ðàñòâîðà îêñèäà öèðêîíèÿ îò
òåìïåðàòóðû òåðìîîáðàáîòêè (âûäåðæêà 1 ÷):
I — çàêðûòûå ïîðû; II — ìàëûå, III — ñðåäíèå è IV —
áîëüøèå ïîðîâûå êàíàëû; V — ïîðîâîå ïðîñòðàíñòâî
(âñå êàíàëû è çàêðûòûå ïîðû); VI — ñóììàðíûé îáúåì
(îáúåìû òâåðäîé ôàçû è ïîðîâîãî ïðîñòðàíñòâà)
38 ßäåðíà òà ðàä³àö³éíà áåçïåêà 3 (47).2010
Ñ. Â. Ãàáåëêîâ, Ð. Â. Òàðàñîâ, À. Ã. Ìèðîíîâà
Òåðìîîáðàáîòàííûé ïðè 700 °Ñ ïîðèñòûé îáúåêò èç
êóáè÷åñêîãî òâåðäîãî ðàñòâîðà îêñèäà öèðêîíèÿ (ðèñ. 2,
700 °Ñ) èìååò ñóììàðíûé îáúåì 2,043 ñì3, ïðåäñòàâëåííûé
0,959 ñì3 òâåðäîé ôàçû è 1,084 ñì3 ïîðîâîãî ïðîñòðàíñ-
òâà. Ïîðîâîå ïðîñòðàíñòâî ñîñòîèò èç 0,332 ñì3 áîëü-
øèõ, 0,286 ñì3 ñðåäíèõ, 0,251 ñì3 ìàëûõ ïîðîâûõ êàíàëîâ
è 0,215 ñì3 çàêðûòûõ ïîð. Ñ âîçðàñòàíèåì òåìïåðàòóðû
òåðìîîáðàáîòêè îò 700 äî 900 °Ñ ñóììàðíûé îáúåì ïîðèñ-
òîãî îáúåêòà ïðàêòè÷åñêè íå èçìåíÿåòñÿ. Îäíàêî îáúåì
çàêðûòûõ ïîð óìåíüøàåòñÿ äî 0,103 ñì3, ìàëûõ ïîðîâûõ
êàíàëîâ — äî 0,131 ñì3, îáúåì ñðåäíèõ ïîðîâûõ êàíàëîâ
íå èçìåíÿåòñÿ, à îáúåì áîëüøèõ ïîðîâûõ êàíàëîâ óâåëè-
÷èâàåòñÿ äî 0,418 ñì3. Ïðè ýòîì îáúåì âñåãî ïîðîâîãî ïðî-
ñòðàíñòâà ïðàêòè÷åñêè íå èçìåíÿåòñÿ.
Ñ âîçðàñòàíèåì òåìïåðàòóðû òåðìîîáðàáîòêè îò 900
äî 1200 °Ñ (ðèñ. 2) ñóììàðíûé îáúåì ïîðèñòîãî îáúåêòà,
îáúåìû ïîðîâîãî ïðîñòðàíñòâà, çàêðûòûõ ïîð, ñðåäíèõ
è áîëüøèõ ïîðîâûõ êàíàëîâ óìåíüøàþòñÿ äî 1,074 ñì3
(â 1,78 ðàçà), 0,116 ñì3 (â 8,22 ðàçà), 0,007 ñì3 (â 14,7 ðàçà),
0,042 ñì3 (â 7,21 ðàçà) è 0,067 ñì3 (â 6,21 ðàçà) ñîîòâåò-
ñòâåííî. Îáúåì ìàëûõ ïîðîâûõ êàíàëîâ óæå ïðè 1000 °Ñ
óìåíüøàåòñÿ äî 0,030 ñì3. Â óìåíüøåíèå îáúåìà ïîðîâîãî
ïðîñòðàíñòâà íàèáîëåå ñóùåñòâåííûé âêëàä âíîñèò ñîêðà-
ùåíèå îáúåìà ìàëûõ ïîðîâûõ êàíàëîâ è çàêðûòûõ ïîð.
Ïðè äàëüíåéøåì ïîâûøåíèè òåìïåðàòóðû äî
1300 °Ñ (ðèñ. 2) ñóììàðíûé îáúåì ïîðèñòîãî îáúåêòà
è îáúåì ïîðîâîãî ïðîñòðàíñòâà óìåíüøàþòñÿ äî 1,028
è 0,067 ñì3 ñîîòâåòñòâåííî. Ïîðîâîå ïðîñòðàíñòâî ïðåä-
ñòàâëåíî òîëüêî çàêðûòûìè ïîðàìè. Èõ îáúåì óâåëè÷è-
âàåòñÿ äî 0,069 ñì3 (â 10 ðàç). Ýòî óêàçûâàåò íà òî, ÷òî
â èíòåðâàëå òåìïåðàòóð 1200–1400 °Ñ áîëüøèå è ñðåäíèå
ïîðîâûå êàíàëû ïîñòåïåííî ïåðåõîäÿò â çàêðûòûå ïîðû.
Èçâåñòíî, ÷òî ñïåêàíèå ïîðèñòûõ îáúåêòîâ èç ïîðîøêà
êóáè÷åñêîãî îêñèäà öèðêîíèÿ [12] ïðîõîäèò èíòåíñèâíî
â èíòåðâàëå òåìïåðàòóð 1000–1200 °Ñ, ìåíåå àêòèâíî —
ïðè 1200–1400 °Ñ. Ýíåðãèÿ àêòèâàöèè ñïåêàíèÿ ñîñòàâ-
ëÿåò 40,1 ± 2,1 è 7,2 ± 2,1 êÄæ/ìîëü ñîîòâåòñòâåííî. Ïðè
ýòîì â êåðàìè÷åñêîì ìàòåðèàëå íàáëþäàåòñÿ óìåðåííûé
(700–900 °Ñ) è èíòåíñèâíûé (900–1400 °Ñ) ðîñò çåðåí.
Ýíåðãèÿ àêòèâàöèè ðîñòà çåðåí ðàâíà 12,8 ± 5,1
è 191 ± 10 êÄæ/ìîëü ñîîòâåòñòâåííî.
Çàâèñèìîñòè Àððåíèóñà (ðèñ. 3) äëÿ ñóììàðíîãî îáú-
åìà, îáúåìà ïîðîâîãî ïðîñòðàíñòâà è êàæäîãî èç åãî ñî-
ñòàâëÿþùèõ ïîðèñòîãî îáúåêòà, ñïðåññîâàííîãî èç ïî-
ðîøêà, ïîñòðîåíû äëÿ âûÿñíåíèÿ ñòåïåíè âëèÿíèÿ íà
ñïåêàíèå çàêðûòûõ ïîð, ìàëûõ, ñðåäíèõ è áîëüøèõ ïîðî-
âûõ êàíàëîâ. Çàâèñèìîñòü äëÿ ñóììàðíîãî îáúåìà èìååò
äâà ëèíåéíûõ ó÷àñòêà, êîòîðûå ñîîòâåòñòâóþò èíòåðâàëàì
òåìïåðàòóð èíòåíñèâíîãî (ïðÿìàÿ 1) è ìåíåå èíòåíñèâíî-
ãî (ïðÿìàÿ 2) ñïåêàíèÿ. Ýíåðãèè àêòèâàöèè óìåíüøåíèÿ
ñóììàðíîãî îáúåìà èìåþò òå æå çíà÷åíèÿ, ÷òî è ýíåðãèè
àêòèâàöèè ñïåêàíèÿ.
 èíòåðâàëå òåìïåðàòóð èíòåíñèâíîãî ñïåêàíèÿ çíà-
÷åíèÿ ýíåðãèè àêòèâàöèè óìåíüøåíèÿ îáúåìà áîëüøèõ,
ñðåäíèõ, ìàëûõ ïîðîâûõ êàíàëîâ è çàêðûòûõ ïîð (ðèñ. 3,
ïðÿìûå 3, 4, 5 è 6) ñîñòàâëÿþò 212 ± 70, 154 ± 26, 183 ± 85,
166 ± 38 êÄæ/ìîëü ñîîòâåòñòâåííî. Ñ ó÷åòîì òî÷íîñòè
îïðåäåëåíèÿ îíè ïðàêòè÷åñêè ñîâïàäàþò è â ñðåäíåì ðàâ-
íû 178 ± 55 êÄæ/ìîëü. Ýíåðãèÿ àêòèâàöèè óìåíüøåíèÿ
îáúåìà ïîðîâîãî ïðîñòðàíñòâà (ðèñ. 3, ïðÿìàÿ 7) ðàâíà
179 ± 21 êÄæ/ìîëü.
Îïðåäåëèòü çíà÷åíèÿ ýíåðãèè àêòèâàöèè êàæäîé ñî-
âîêóïíîñòè ïîðîâûõ êàíàëîâ è çàêðûòûõ ïîð â èíòåðâàëå
òåìïåðàòóð ìåíåå èíòåíñèâíîãî ñïåêàíèÿ íå óäàåòñÿ èç-çà
ïîñòåïåííîãî ïåðåõîäà ñðåäíèõ è áîëüøèõ ïîðîâûõ êàíà-
ëîâ â çàêðûòûå ïîðû (ðèñ. 3). Ýíåðãèÿ àêòèâàöèè óìåíü-
øåíèÿ îáúåìà ïîðîâîãî ïðîñòðàíñòâà (ðèñ. 3, ïðÿìàÿ 8)
ñîñòàâëÿåò 100 ± 30 êÄæ/ìîëü.
Îáñóæäåíèå ðåçóëüòàòîâ. Ñóììàðíûé îáúåì ïîðèñ-
òîãî îáúåêòà èç ïîðîøêà êóáè÷åñêîãî òâåðäîãî ðàñòâîðà
îêñèäà öèðêîíèÿ â ðåçóëüòàòå ïðåññîâàíèÿ ñîêðàòèëñÿ
â 2,18 ðàçà (äî 2,043 ñì3) ïî ñðàâíåíèþ ñ ïîðîøêîì. Ïðè
ýòîì çíà÷èòåëüíî (â 3,22 ðàçà) ñíèçèëñÿ îáúåì ïîðîâîãî
ïðîñòðàíñòâà (äî 1,084 ñì3). Îáúåì òâåðäîé ôàçû íå èç-
ìåíèëñÿ. Îáúåì áîëüøèõ ïîðîâûõ êàíàëîâ ñîêðàòèëñÿ
â 3 ðàçà (äî 0,332 ñì3), ñðåäíèõ — â 6,06 ðàçà (äî 0,288 ñì3)
è ìàëûõ — â 2,06 ðàçà (äî 0,251 ñì3). Îáúåì çàêðûòûõ
ïîð óìåíüøèëñÿ íå ñòîëü ñóùåñòâåííî — â 1,14 ðàçà
(äî 0,215 ñì3). Òàêèì îáðàçîì, â ðåçóëüòàòå ïðåññîâàíèÿ
ñóììàðíûé îáúåì ñîêðàòèëñÿ çà ñ÷åò óìåíüøåíèÿ îáú-
åìà ïîðîâîãî ïðîñòðàíñòâà. Ïðè ýòîì íàèáîëüøèé âêëàä
â óìåíüøåíèå ïîðîâîãî ïðîñòðàíñòâà âíåñëî ñîêðàùåíèå
îáúåìà ñðåäíèõ ïîðîâûõ êàíàëîâ. Ñóùåñòâåííûé âêëàä
äàëî ñîêðàùåíèå îáúåìà áîëüøèõ è ìàëûõ ïîðîâûõ êàíà-
ëîâ. Âêëàä çàêðûòûõ ïîð áûë íåçíà÷èòåëüíûì.
Ñ âîçðàñòàíèåì òåìïåðàòóðû òåðìîîáðàáîòêè îò 700 äî
900 °Ñ ïðè íåèçìåííûõ ñóììàðíîì îáúåìå ïîðèñòîãî îáú-
åêòà è îáúåìå ïîðîâîãî ïðîñòðàíñòâà, îáúåì çàêðûòûõ ïîð
óìåíüøàåòñÿ, à îáúåì áîëüøèõ ïîðîâûõ êàíàëîâ óâåëè÷è-
âàåòñÿ. Ýòî ñâèäåòåëüñòâóåò î òîì, ÷òî ÷àñòü çàêðûòûõ ïîð
îòêðûëàñü, íî ñïåêàíèå ïîðèñòîãî îáúåêòà â ýòîì èíòåð-
âàëå òåìïåðàòóð íå ïðîèñõîäèò.
Ñ âîçðàñòàíèåì òåìïåðàòóðû òåðìîîáðàáîòêè îò 900
äî 1200 °Ñ (èíòåðâàë èíòåíñèâíîãî ñïåêàíèÿ) óìåíüøåíèå
îáúåìà ïîðîâîãî ïðîñòðàíñòâà ïîðèñòîãî îáúåêòà ïðîèñ-
õîäèò çà ñ÷åò ñîêðàùåíèÿ â 6–8 ðàç îáúåìîâ âñåõ åãî ñî-
ñòàâëÿþùèõ.
Ñ âîçðàñòàíèåì òåìïåðàòóðû òåðìîîáðàáîòêè îò 1200
äî 1400 °Ñ (èíòåðâàë ìåíåå àêòèâíîãî ñïåêàíèÿ) ïðîõîäèò
Ðèñ. 3. Çàâèñèìîñòè Àððåíèóñà äëÿ ñóììàðíîãî
îáúåìà (1, 2), îáúåìà ïîðîâîãî ïðîñòðàíñòâà
(7, 8) è îáúåìîâ åãî ñîñòàâëÿþùèõ — áîëüøèõ
(3), ñðåäíèõ (4) è ìàëûõ (5) ïîðîâûõ êàíàëîâ
è çàêðûòûõ ïîð (6) â ïîðèñòûõ îáúåêòàõ.
Îáîçíà÷åíèÿ ðèìñêèìè öèôðàìè (I—VI)
ñîîòâåòñòâóþò ïðèâåäåííûì íà ðèñ. 2
ßäåðíà òà ðàä³àö³éíà áåçïåêà 3 (47).2010 39
Ïîâåäåíèå ñîñòàâëÿþùèõ ïîðîâîãî ïðîñòðàíñòâà ïðè ñïåêàíèè êóáè÷åñêîãî îêñèäà öèðêîíèÿ
äðîáëåíèå âñåõ ñðåäíèõ è áîëüøèõ ïîðîâûõ êàíàëîâ
è ôîðìèðîâàíèå çàêðûòûõ ïîð. Íåìíîãî áîђëüøóþ äîëþ
â îáúåì âíîâü îáðàçîâàâøèõñÿ çàêðûòûõ ïîð âíîñÿò
áîëüøèå ïîðîâûå êàíàëû (ñì. ðèñ. 3). Äàííûå ýëåêòðîí-
íîé ìèêðîñêîïèè [12] íàãëÿäíî èëëþñòðèðóþò ïåðåõîä
ñðåäíèõ è áîëüøèõ ïîðîâûõ êàíàëîâ â çàêðûòûå ïîðû.
Ïîðèñòûé îáúåêò èç êóáè÷åñêîãî òâåðäîãî ðàñòâîðà îêñè-
äà öèðêîíèÿ, ïîëó÷åííûé òåðìîîáðàáîòêîé ïðè 1400 °Ñ,
ñîäåðæèò òîëüêî çàêðûòûå ïîðû ñ äèàìåòðàìè 0,85–
1,1 ìêì, 0,4–0,6 ìêì è 200–300 íì, êîòîðûå â îñíîâíîì
ñôîðìèðîâàëèñü ïðè çàêðûòèè áîëüøèõ è ñðåäíèõ ïîðî-
âûõ êàíàëîâ. Íà ôîòîñíèìêå [12], ïîëó÷åííîì ìåòîäîì
ýëåêòðîííîé ìèêðîñêîïèè, çàêðûòûå ïîðû, èìåâøèåñÿ
â ïîðèñòîì îáúåêòå äî çàêðûòèÿ ïîðîâûõ êàíàëîâ, îáíàðó-
æèòü íå óäàëîñü.
 íàøåé ðàáîòå [14] ïî èññëåäîâàíèþ ïîâåäåíèÿ ñî-
ñòàâëÿþùèõ ïîðîâîãî ïðîñòðàíñòâà ïîðèñòîãî îáúåêòà,
ïîëó÷åííîãî èç íàíîðàçìåðíûõ ïîðîøêîâ ìàãíèé-àëþìè-
íèåâîé øïèíåëè, áûëî ïîêàçàíî, ÷òî â ðàññìàòðèâàåìîì
ðÿäó ñîñòàâëÿþùèõ ïîðîâîãî ïðîñòðàíñòâà (îò áîëüøèõ äî
ìàëûõ ïîðîâûõ êàíàëîâ è çàêðûòûõ ïîð) çíà÷åíèÿ ïëî-
ùàäåé èõ âíóòðåííèõ ïîâåðõíîñòåé è çíà÷åíèÿ ýíåðãèé
àêòèâàöèè óìåíüøåíèÿ èõ îáúåìà ðàñïîëîæåíû â ïîðÿäêå
âîçðàñòàíèÿ.
Äëÿ êóáè÷åñêîãî îêñèäà öèðêîíèÿ çíà÷åíèÿ ýíåðãèè
àêòèâàöèè óìåíüøåíèÿ îáúåìà áîëüøèõ, ñðåäíèõ, ìàëûõ
ïîðîâûõ êàíàëîâ è çàêðûòûõ ïîð ñ ó÷åòîì òî÷íîñòè èõ
îïðåäåëåíèÿ áëèçêè. Ýòî, ïî-âèäèìîìó, îáóñëîâëåíî òåì,
÷òî çàêðûòûå ïîðû ñîäåðæàò âîçäóõ. Ïðè ñïåêàíèè âîç-
äóõ â çàêðûòûõ ïîðàõ ìåøàåò áîëåå èíòåíñèâíîìó ñîêðà-
ùåíèþ èõ îáúåìà, à ïîâåäåíèå çàêðûòûõ ïîð âëèÿåò íà
ýâîëþöèþ ïîðîâîãî ïðîñòðàíñòâà â öåëîì.
 èíòåðâàëå òåìïåðàòóð èíòåíñèâíîãî ñïåêàíèÿ ýíåð-
ãèÿ àêòèâàöèè óìåíüøåíèÿ îáúåìà êàê áîëüøèõ, ñðåäíèõ,
ìàëûõ ïîðîâûõ êàíàëîâ è çàêðûòûõ ïîð, òàê è ïîðîâîãî
ïðîñòðàíñòâà ñóùåñòâåííî ïðåâîñõîäèò ýíåðãèþ àêòèâà-
öèè ðîñòà çåðåí (12,8 ± 5,1 êÄæ/ìîëü) [12].  èíòåðâàëå
òåìïåðàòóð ìåíåå àêòèâíîãî ñïåêàíèÿ ýíåðãèÿ àêòèâàöèè
óìåíüøåíèÿ îáúåìà ïîðîâîãî ïðîñòðàíñòâà èìååò ìåíüøåå
çíà÷åíèå, ÷åì â èíòåðâàëå òåìïåðàòóð èíòåíñèâíîãî ñïå-
êàíèÿ. Â ïîñëåäíåì èíòåðâàëå òåìïåðàòóð ýíåðãèÿ àêòè-
âàöèè óìåíüøåíèÿ îáúåìà ïîðîâîãî ïðîñòðàíñòâà ìåíüøå
ýíåðãèè àêòèâàöèè ðîñòà çåðåí (191 ± 10 êÄæ/ìîëü) [12].
Ïðè èññëåäîâàíèè ñïåêàíèÿ ïîðèñòûõ îáúåêòîâ èç íà-
íîðàçìåðíûõ ïîðîøêîâ êóáè÷åñêîãî òâåðäîãî ðàñòâîðà îê-
ñèäà öèðêîíèÿ àâòîðû ðàáîò [1]—[5], [7] ïðîâîäèëè îöåíêè
ýíåðãèè àêòèâàöèè ñïåêàíèÿ ïî çàâèñèìîñòÿì îòíîñèòåëü-
íîé ïëîòíîñòè îò òåìïåðàòóðû òåðìîîáðàáîòêè. Íåñìîòðÿ
íà òî, ÷òî ïîðèñòûå îáúåêòû ñîäåðæàëè ïîðîâûå êàíàëû
íå ìåíåå äâóõ äèàïàçîíîâ ðàçìåðîâ, ïîâåäåíèå ñîñòàâëÿþ-
ùèõ ïîðîâîãî ïðîñòðàíñòâà (ïîðîâûõ êàíàëîâ è çàêðûòûõ
ïîð) íå èçó÷àëîñü. Ïðè èçó÷åíèè ñòðóêòóðû ìàòåðèàëîâ
îñíîâíîå âíèìàíèå óäåëÿëîñü èçìåíåíèþ ðàçìåðîâ çåðåí
è ñîñòîÿíèþ èõ ãðàíèö. Ïî îòíîñèòåëüíûì ïëîòíîñòÿì
ìîæíî îïðåäåëèòü îáúåìû ïîðîâîãî ïðîñòðàíñòâà ïî-
ðèñòûõ îáúåêòîâ. Çàâèñèìîñòè îòíîñèòåëüíîé ïëîòíîñòè
îò òåìïåðàòóðû òåðìîîáðàáîòêè ìîãóò áûòü ïåðåñòðîåíû
â çàâèñèìîñòè îáúåìà ïîðîâîãî ïðîñòðàíñòâà îò òåìïå-
ðàòóðû, ïî êîòîðûì ìîæåò áûòü ðàññ÷èòàíà ýíåðãèÿ àê-
òèâàöèè óìåíüøåíèÿ îáúåìà ïîðîâîãî ïðîñòðàíñòâà. Íî
ýíåðãèè àêòèâàöèè óìåíüøåíèÿ îáúåìà ñîñòàâëÿþùèõ ïî-
ðîâîãî ïðîñòðàíñòâà (ïîðîâûõ êàíàëîâ è çàêðûòûõ ïîð) ïî
ýòèì äàííûì îïðåäåëèòü íåâîçìîæíî. Èñïîëüçîâàíèå æå
íàøåé ìåòîäèêè îïðåäåëåíèÿ îáúåìîâ ñîñòàâëÿþùèõ
ïîðîâîãî ïðîñòðàíñòâà ïî óäàëåíèþ èç íèõ âîäû ïðè å¸
èñïàðåíèè [13] ïîçâîëÿåò îïðåäåëÿòü çíà÷åíèÿ ýíåðãèè àê-
òèâàöèè óìåíüøåíèÿ îáúåìà ïîðîâûõ êàíàëîâ è çàêðûòûõ
ïîð â ïîðèñòîì ñïðåññîâàííîì îáúåêòå ïðè ñïåêàíèè.
Âûâîäû
Èçó÷åíî ïîâåäåíèå ñîñòàâëÿþùèõ ïîðîâîãî ïðî-
ñòðàíñòâà (áîëüøèõ, ñðåäíèõ, ìàëûõ ïîðîâûõ êàíàëîâ
è çàêðûòûõ ïîð) â èíòåðâàëå òåìïåðàòóð 700–1400 °Ñ ïðè
ñïåêàíèè ïîðèñòîãî îáúåêòà èç íàíîðàçìåðíîãî ïîðîøêà
êóáè÷åñêîãî òâåðäîãî ðàñòâîðà îêñèäà öèðêîíèÿ, ñòàáèëè-
çèðîâàííîãî îêñèäîì èòòðèÿ è ñîäåðæàùåãî îêñèä åâðî-
ïèÿ êàê èìèòàòîð îêñèäà àìåðèöèÿ. Â èíòåðâàëå òåìïå-
ðàòóð èíòåíñèâíîãî ñïåêàíèÿ (900–1200 °Ñ) èçìåíåíèå
îáúåìà ïîðèñòîãî îáúåêòà îïðåäåëÿåòñÿ ïðèìåðíî â ðàâ-
íîé ìåðå ñîêðàùåíèåì îáúåìà áîëüøèõ, ñðåäíèõ è ìàëûõ
ïîðîâûõ êàíàëîâ è çàêðûòûõ ïîð. Ýíåðãèè àêòèâàöèè
óìåíüøåíèÿ èõ îáúåìà ñ òî÷íîñòüþ îïðåäåëåíèÿ ðàâ-
íû è ñîñòàâëÿþò 178 ± 55 êÄæ/ìîëü. Ýòî, ïî-âèäèìîìó,
îáóñëîâëåíî òåì, ÷òî âîçäóõ â çàêðûòûõ ïîðàõ ìåøàë ñî-
êðàùåíèþ èõ îáúåìà, à ïîâåäåíèå çàêðûòûõ ïîð â ñâîþ
î÷åðåäü ïîâëèÿëî íà ýâîëþöèþ ïîðîâîãî ïðîñòðàíñòâà
â öåëîì. Ýíåðãèÿ àêòèâàöèè óìåíüøåíèÿ îáúåìà ïîðîâî-
ãî ïðîñòðàíñòâà áëèçêà ê òàêîâîé äëÿ åãî ñîñòàâëÿþùèõ
è ðàâíà 179 ± 21 êÄæ/ìîëü.
 ïîðèñòîì îáúåêòå â èíòåðâàëå òåìïåðàòóð ìåíåå àê-
òèâíîãî ñïåêàíèÿ (1200–1400 °Ñ) ïðîèñõîäèò äðîáëåíèå
âñåõ áîëüøèõ (0,85–1,1 ìêì) è ñðåäíèõ (200–300 íì) ïî-
ðîâûõ êàíàëîâ è ôîðìèðîâàíèå âíîâü îáðàçîâàâøèõñÿ çà-
êðûòûõ ïîð. Ýíåðãèÿ àêòèâàöèè óìåíüøåíèÿ îáúåìà ïî-
ðîâîãî ïðîñòðàíñòâà ðàâíà 100 ± 30 êÄæ/ìîëü.
Ñ óâåëè÷åíèåì òåìïåðàòóðû ýâîëþöèÿ ñòðóêòóðû ïî-
ðèñòîãî îáúåêòà â èíòåðâàëå èíòåíñèâíîãî ñïåêàíèÿ îïðå-
äåëÿåòñÿ ïîâåäåíèåì ñîñòàâëÿþùèõ ïîðîâîãî ïðîñòðàíñ-
òâà, à â èíòåðâàëå ìåíåå àêòèâíîãî ñïåêàíèÿ — ðîñòîì
çåðåí.
Ýêñïåðèìåíòàëüíûå ðåçóëüòàòû ïî ïîâåäåíèþ ñîñòàâ-
ëÿþùèõ ïîðîâîãî ïðîñòðàíñòâà ïðè ñïåêàíèè êóáè÷åñêîãî
îêñèäà öèðêîíèÿ ñ îêñèäîì åâðîïèÿ êàê èìèòàòîðîì îê-
ñèäà àìåðèöèÿ óáåäèòåëüíî ïîêàçûâàþò âîçìîæíîñòü ïî-
ëó÷åíèÿ âûñîêîïëîòíîé êåðàìè÷åñêîé ìàòðèöû ñ çàêðû-
òîé ïîðèñòîñòüþ. Ýòè äàííûå âíîñÿò ñóùåñòâåííûé âêëàä
â ïîâûøåíèå íàäåæíîñòè èììîáèëèçàöèè àêòèíîèäîâ
è óìåíüøåíèå ðèñêîâ äëÿ íàñåëåíèÿ Óêðàèíû è îáñëóæè-
âàþùåãî ïåðñîíàëà íà ïðåäïîëàãàåìîì çàâîäå ïî ïåðåðà-
áîòêå îòðàáîòàâøåãî ÿäåðíîãî òîïëèâà àòîìíûõ ýëåêòðî-
ñòàíöèé.
Список литературы
1. Matsui K., Yoshida H., Ikuhara Y. Grain-boundary structure
and microstructure development mechanism in 2–8 mol% yttria-
stabilized zirconia polycrystals // Acta Materialia. — 2008. — 56. —
C. 1315–1325.
2. Mazaheri M., Valefi M., Hesabi Z. R., Sadrnezhaad S. K. Two-
step sintering nanocrystalline 8Y2O3 stabilized ZrO2 synthesized by gly-
cine nitrate process // Ceram. Internat. — 2009. — 35. — P. 13–20.
3. Maca K., Pouchly V., Zalud P. Two-step sintering of oxide
ceramics with various crystal structures // J. Europ. Ceram. Soc. —
2010. — 30. —P. 583–589.
4. Bukaemsky A.A., Barrier D., Modolo G. Physical properties of
mol% Ceria doped yttria- stabilised zirconia powder and ceramic and
40 ßäåðíà òà ðàä³àö³éíà áåçïåêà 3 (47).2010
Ñ. Â. Ãàáåëêîâ, Ð. Â. Òàðàñîâ, À. Ã. Ìèðîíîâà
their behaviour during annealing and sintering // J. Europ. Ceram.
Soc. —2006. —26. — P. 1507–1515.
5. Mazaheri M., Zahedi A. M., Hejazi M. M. Processing of nanoc-
rystalline 8 mol% yttria-stabilized zirconia by conventional, microwave
and two-step sintering // Mat. Sci. & Engin. A. — 2008. — 492. —
P. 261–267.
6. Degueldre C. Zirconia inert matrix for plutonium utilization
and minor actinides disposition in reactor // J. Alloys and Comp. —
2007. — Vol. 445. — P. 36–41.
7. Tridandapani R. R., Folgar C. E., Folz D. C. at all. Microwave
sintering of 8 mol% yttria- zirconia (8YZ): An inert matrix materials
for nuclear fuel applications // J. Nucl. Mat. — 2009. — Vol. 284. —
P. 153–157.
8. Restani R., Martin M., Kivel N., Gavillet D. Analytical inves-
tigation of irradiated inert matrix fuel // J. Nucl. Mat. — 2009. —
Vol. 385. — P. 435–442.
9. Àæàæà Â. Ì., Áåëîóñ Â. À., Ãàáåëêîâ Ñ. Â., Íåêëþäîâ È. Ì.
è äð. ßäåðíàÿ ýíåðãåòèêà. Îáðàùåíèå ñ îòðàáîòàâøèì ÿäåðíûì
òîïëèâîì è ðàäèîàêòèâíûìè îòõîäàìè. — Ê.: Íàóê. äóìêà,
2006. —253 ñ.
10. Ãðîìîâ Á. Â., Ñàâåëüåâ Â. È., Øåâ÷åíêî È. Á. Õèìè÷åñêàÿ
òåõíîëîãèÿ îáëó÷åííîãî ÿäåðíîãî òîïëèâà. — Ì:. Ýíåðãîàòîìèç-
äàò, 1983. — 352 ñ.
11. Ãàáåëêîâ Ñ. Â., Òàðàñîâ Ð. Â., Ïîëòàâöåâ Í. Ñ. è äð. Ýâîëþ-
öèÿ ôàçîâîãî ñîñòàâà ïðè òåðìè÷åñêîé îáðàáîòêå ñîîñàæäåííûõ
ãèäðîêñèäîâ öèðêîíèÿ, èòòðèÿ è åâðîïèÿ // ßäåðíà òà ðàä³àö³éíà
áåçïåêà. — 2009. — ¹ 2. — Ñ. 39–43.
12. Ãàáåëêîâ Ñ. Â., Òàðàñîâ Ð. Â., Ïîëòàâöåâ Í. Ñ. è äð. Ñïåêà-
íèå êóáè÷åñêîãî îêñèäà öèðêîíèÿ — ìàòðèöû äëÿ èììîáèëèçà-
öèè âûñîêîàêòèâíûõ îòõîäîâ // ßäåðíà òà ðàä³àö³éíà áåçïåêà. —
2009. — ¹ 4. — Ñ. 52–55.
13. Ãàáåëêîâ Ñ. Â., Ìàêàðåíêî Â. Â., Ìèðîíîâà À. Ã. è äð. Îïðå-
äåëåíèå îáúåìà ïîðîâûõ êàíàëîâ ïîðèñòûõ ìàòåðèàëîâ ïî óäàëå-
íèþ èç íèõ âîäû ïðè èñïàðåíèè // Îãíåóïîðû è òåõí. êåðàìè-
êà. — 2006. — ¹ 12. — C. 41–47.
14. Ãàáåëêîâ Ñ. Â., Òàðàñîâ Ð. Â., Ìèðîíîâà À. Ã. Èçìåíåíèå
ñîñòàâëÿþùèõ ïîðîâîãî ïðîñòðàíñòâà ïðè ñïåêàíèè ìàãíèé-
àëþìèíèåâîé øïèíåëè // ÂÀÍÒ, ñåð. Âàêóóì, ÷èñòûå ìåòàëëû
è ñâåðõïðîâîäíèêè. — 2009. — ¹ 6. — C. 116–121.
Íàä³éøëà äî ðåäàêö³¿ 12.05.2010.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-97416 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2073-6231 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-24T16:25:11Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Державне підприємство "Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки" Держатомрегулювання України та НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Габелков, С.В. Тарасов, Р.В. Миронова, А.Г. 2016-03-28T09:52:55Z 2016-03-28T09:52:55Z 2010 Поведение составляющих порового пространства при спекании кубического оксида циркония / С.В. Габелков, Р.В. Тарасов, А.Г. Миронова // Ядерна та радіаційна безпека. — 2010. — № 3. — С. 36-40. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. 2073-6231 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/97416 544.022.344.3; 621.762.5 Определены энергии активации уменьшения объема по-рового пространства и его составляющих (поровых каналов и закрытых пор) в интервалах температур интенсивного (900— 1200 °С) и менее активного (1200–1400 °С) спекания пористого объекта, полученного прессованием наноразмерного порошка кубического оксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия и содержащего оксид европия как имитатор оксида америция. Визначено енергії активації зменшення об’єму порового простору та його складових (порових каналів і закритих пор) в інтервалах температур інтенсивного (900–1200 °С) і менш активного (1200–1400 °С) спікання пористого об’єкта, отрима- ного пресуванням нанорозмірного порошку кубічного оксиду цирконію, стабілізованого оксидом ітрію та який містить оксид європію як імітатор оксиду америцію. Activation energies for volume reduction of the pore space and its constituents (pore channels and closed pores) in temperature ranges of intensive (900 — 1200 °С) and less active (1200 — 1400 °С) sintering of the porous body pressed from nanosized powder of cubic zirconia, which was stabilized with yttrium oxide and contains europium oxide, as a simulator of americium oxide, are determined. ru Державне підприємство "Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки" Держатомрегулювання України та НАН України Ядерна та радіаційна безпека Поведение составляющих порового пространства при спекании кубического оксида циркония Поведінка складових порового простору в процесі спікання кубічного оксиду цирконію Behavior of pore space constituents of cubic zirconia in sintering Article published earlier |
| spellingShingle | Поведение составляющих порового пространства при спекании кубического оксида циркония Габелков, С.В. Тарасов, Р.В. Миронова, А.Г. |
| title | Поведение составляющих порового пространства при спекании кубического оксида циркония |
| title_alt | Поведінка складових порового простору в процесі спікання кубічного оксиду цирконію Behavior of pore space constituents of cubic zirconia in sintering |
| title_full | Поведение составляющих порового пространства при спекании кубического оксида циркония |
| title_fullStr | Поведение составляющих порового пространства при спекании кубического оксида циркония |
| title_full_unstemmed | Поведение составляющих порового пространства при спекании кубического оксида циркония |
| title_short | Поведение составляющих порового пространства при спекании кубического оксида циркония |
| title_sort | поведение составляющих порового пространства при спекании кубического оксида циркония |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/97416 |
| work_keys_str_mv | AT gabelkovsv povedeniesostavlâûŝihporovogoprostranstvaprispekaniikubičeskogooksidacirkoniâ AT tarasovrv povedeniesostavlâûŝihporovogoprostranstvaprispekaniikubičeskogooksidacirkoniâ AT mironovaag povedeniesostavlâûŝihporovogoprostranstvaprispekaniikubičeskogooksidacirkoniâ AT gabelkovsv povedínkaskladovihporovogoprostoruvprocesíspíkannâkubíčnogooksiducirkoníû AT tarasovrv povedínkaskladovihporovogoprostoruvprocesíspíkannâkubíčnogooksiducirkoníû AT mironovaag povedínkaskladovihporovogoprostoruvprocesíspíkannâkubíčnogooksiducirkoníû AT gabelkovsv behaviorofporespaceconstituentsofcubiczirconiainsintering AT tarasovrv behaviorofporespaceconstituentsofcubiczirconiainsintering AT mironovaag behaviorofporespaceconstituentsofcubiczirconiainsintering |