ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ОБЛУЧЕНИЯ ТЯЖЕЛЫМИ ИОНАМИ КРИПТОНА НА СТРУКТУРНО-ФАЗОВОЕ СОСТОЯНИЕ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВЫСОКОЭНТРОПИЙНЫХ ДИБОРИДОВ

Abstract

Так как для ядерной и аэрокосмической техники требуется создание радиационно-стойких материалов, актуальным является исследование радиационной стойкости высокоэнтропийных боридов (ВЭБ). Они сочетают преимущества диборидов одного металла, такие как высокая температура плавления, твердость и химическая инертность, но обладают более высокой радиационной стойкостью. В данной работе проведен краткий обзор особенностей ВЭБ и методов их синтеза. Исследовано влияние облучения тяжелыми ионами криптона на структурно-фазовое состояние и механические свойства ВЭБ (TiHfZrNbTa)B2, синтезированного методом искрового плазменного спекания. Расчёты методом SRIM показали, что при флюенсе ~1015 см-2 уровень повреждений достигает ~2.3 смещений на атом (сна) при глубине до 12 мкм. С помощью РЭМ-ЭДС проанализирована морфология поверхности ВЭБ и бинарных диборидов NbB2 и TiB2 показано, что облучение не приводит к значительным изменениям морфологии поверхности, но в TiB2 образуются трещины.С использованием методов рентгеновской дифракции показано, что параметры решетки всех боридов увеличиваются, где наибольшее изменение по параметру решетки a обнаружены у ВЭБ (0,54%), а по параметру c у NbB2 (0,61%). Подобная анизотропная деформация решетки, вероятно, свидетельствует о накоплении радиационно-индуцированных дефектов вдоль одной из осей решетки.Измерения микротвердости методом Виккерса показало, что облучение вызывает эффект радиационного упрочнения в ВЭБ, а в TiB2 микротвердость уменьшается. Полученные результаты свидетельствуют о высокой радиационной стойкости высокоэнтропийного диборида (TiHfZrNbTa)B2, что делает ВЭБ перспективными материалами для эксплуатации в условиях высоких радиационных сред.