Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінде философия докторы (PhD) дәрежесін алу үшін Аманжулов Бауыржан Серикович «8D05305 – Ядролық физика» білім беру бағдарламасы бойынша «Ni-Co-Fe-Cr-Mn негізіндегі жоғары энтропиялық қорытпалардың радиациялық зақымдануы мен газдық кеңеюіне төзімділігін зерттеу» тақырыбында диссертациясы қорғалады.

Диссертация Л.Н.Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің «Ядролық физика, жаңа материалдар мен технологиялар» кафедрасында орындалды.

Қорғау тілі - орыс тілінде

Ресми рецензенттер:

Ногай Адольф Сергеевич – физика-математика ғылымдарының докторы, «С. Сейфуллин атындағы Қазақ агротехникалық» университеті «Радиотехника электроника және телекоммуникациялар» кафедрасының профессоры (Астана қ., Қазақстан Республикасы)

Понкратов Юрий Валентинович – философия докторы (PhD), физика-математика ғылымдарының кандидаты, каналішілік сынақ зертханасының меңгерушісінің орынбасары, Қазақстан Республикасының Ұлттық ядролық орталығының «Атом энергиясы институты» филиалы (Курчатов қ., Қазақстан Республикасы)

Диссертациялық кеңестің уақытша мүшелері:

Ердыбаева Назгуль Кадырбековна – физика-математика ғылымдарының докторы, Д. Серикбаев атындағы Шығыс Қазақстан техникалық университетінің профессоры (Өскемен қ., Қазақстан Республикасы)

Попов Федор Евгеньевич – философия докторы (PhD), «Nazarbayev University Research Administration» (Назарбаев Университетінің Ғылыми Басқармасы) ғылыми қызметкері, Назарбаев Университеті (Астана қ., Қазақстан Республикасы)

Байтелесов Сапар Акимович – техника ғылымдарының докторы, профессор, ядролық реакторлар физикасы зертханасының меңгерушісі, Өзбекстан Республикасы Ғылым академиясының Ядролық физика институты (Ташкент қ., Өзбекстан Республикасы)

Ғылыми кеңесшілері:

Здоровец Максим Владимирович – физика-математика ғылымдарының кандидаты, профессор, Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің Инженерлік бейіндегі зертханасының аға ғылыми қызметкері (Астана қ., Қазақстан Республикасы).

Иванов Игорь Александрович – философия докторы (PhD), қауымдастырылған профессор, ДЦ-60 үдеткішінің бастығы, Қазақстан Республикасының Атом энергиясы жөніндегі агенттігінің «Ядролық физика институты» ШЖҚ РМК (Астана қ., Қазақстан Республикасы).

Углов Владимир Васильевич – физика-математика ғылымдарының докторы, Беларусь Мемлекеттік Университетінің Физика факультетінің Қатты дене физикасы және нанотехнологиялар кафедрасының профессоры (Минск қ., Беларусь Республикасы).

Қорғау 2026 жылғы 10 қыркүйек, сағат 12:00 Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің «8D05305 – Ядролық физика» білім беру бағдарламасы бойынша «8D053 – Физикалық және химиялық ғылымдар» кадрларды даярлау бағыты бойынша диссертациялық кеңесте өтеді. Диссертациялық кеңес мәжілісі аралас форматта (офлайн және онлайн) өтеді.

Сілтемесі: https://clck.ru/3UrHk6

Мекен-жайы: Астана қаласы, Қажымұқан көшесі, 13, 310 аудитория

Аңдатпа (қаз.): Диссертациялық зерттеудің өзектілігі Ядролық энергетика дамуын жалғастырып, энергия өндірудің ең тиімді технологияларының бірі болып қала береді. Алайда оның қауіпсіздігі әлі де маңызды талаптардың бірі саналады. Реакторлардың жаңа буындары белсенді аймақтың қорғанысын жетілдіруді қажет етеді, бұл жоғары энтропиялы қорытпалар, цирконий қорытпалары, композиттер және осындай ортада пайдалануға арналған қолданыстағы материалдардың жетілдірілген түрлері сияқты жаңа материалдарды зерттеуге ынталандырады. IV буындағы реакторлар жоғары нейтрондық сәулелендіру дозалары мен жоғары температура жағдайында жұмыс істейтіндіктен, механикалық қасиеттері жақсартылған, жоғары механикалық жүктемелерге, деформацияға, коррозиялық жарылуға, газдық кеңеюге, морттануға және осы жағдайларға тән материалдардың деградациясының басқа да әсерлеріне төзімді материалдар қажет. Болжам бойынша, реакторлардың құрылмалық материалдары 100 атомға ығысуға (dpa) дейінгі радиациялық зақымдануларға және 300-1000°С аралығындағы температураларға төтеп беруі тиіс. Кеңінен қолданылатын аустениттік және ферритті-мартенситтік болаттар ұзақ уақыт бойы (аустениттік болаттар үшін бір жылдан астам) 400-500°С температураға дейін тұтастығы мен беріктігінің төмендеуіне қарсы тұра алады. Алайда жоғарырақ температураларда, ұзақ мерзімді радиациялық жүктемелер мен жоғары механикалық кернеулер кезінде фазалық тұрақсыздықтардың түзілуі мен элементтердің бөлінуі байқалып, олардың беріктігінің төмендеуіне әкеледі. Бірқатар зерттеулерге сәйкес, жоғары энтропиялы қорытпалар (ЖЭҚ) қазіргі буындағы ядролық реакторларда қолданылатын және төртінші буындағы реакторлар үшін әзірленетін құрылмалық материалдарға перспективалы балама ретінде қарастырылады. ЖЭҚ-ға деген қызығушылық олардың дәстүрлі қорытпаларға, мысалы, аустениттік болаттарға қарағанда, гелий әсерінен болатын кеңеюге, беріктенуге және жоғары дозалы әрі жоғары температуралы сәулелендіру нәтижесінде пайда болатын басқа да құбылыстарға төзімділігінің жоғары болуына байланысты болады. ЖЭҚ құрамына бес немесе одан да көп негізгі элемент эквимолярлық қатынаста кіретін, әр элементтің концентрациясы 5-35 ат.% (атомдық пайыз) болатын қорытпалар жатады. Сонымен қатар әдебиеттерде төрт компонентті эквиатомдық қорытпалар да ЖЭҚ қатарына енгізіледі. Ni, Co, Fe, Cr, Mn негізіндегі ЖЦК (жақтарында центрленген кубтық) торлы ЖЭҚ-дың артықшылығы – олардың қарапайым құрылымды тұрақты қатты ерітінділер түзе алуы, сондай-ақ КЦК (көлемі центрленген кубтық) торлы ЖЭҚ-мен салыстырғанда жеңіл әрі арзанырақ болуы. Кантор ЖЭҚ-сы (NiCoFeCrMn) және оның туындылары бойынша жүргізілген көптеген зерттеулер ЖЭҚ-дың ерекше пайдалану қасиеттері – жоғары қаттылық, коррозияға төзімділік және радиациялық деградацияға қарсы тұру қабілеті – төрт негізгі ерекшелікпен түсіндірілетінін көрсетеді: жоғары конфигурациялық энтропия, кристалдық тордың бұрмалануы, ақаулардың диффузия жылдамдығының төмендеуі және қорытпаның қасиеттерінің оны құрайтын жеке элементтермен салыстырғанда жақсаруы. Теориялық модельдерге сәйкес, ЖЭҚ құрылымында атомдық радиустары мен электрондық конфигурациялары әртүрлі атомдардың болуына байланысты кристалдық тордың деформациясы және ақаулардың энергетикалық тосқауылдарының жергілікті өзгерістері пайда болады. Бұл ерітінді атомдары мен радиациялық ақаулардың диффузиясын баяулатып, ақаулардың рекомбинациясын күшейтеді. Нәтижесінде ЖЦК құрылымды ЖЭҚ аустениттік болаттар мен таза никельге қарағанда жоғары радиациялық төзімділікке ие болады. ЖЦК ЖЭҚ зерттеулерінің көптігіне қарамастан, иондардың жоғары флюенсімен және жоғары температурамен сәулелендірудің олардың құрылымына, фазалық құрамына және элементтердің таралуына әсері туралы зерттеулердің жетіспеушілігі байқалады. Үдеткіште ауыр иондармен сәулелендіру ядролық бөліну жарықшақтары мен гелий сияқты трансмутация өнімдері тудыратын радиациялық зақымдануларды модельдеуге мүмкіндік береді. Төмен энергиялы криптон және гелий иондарымен сәулелендіру нәтижесінде тек беткі қабаттың микрокұрылымы мен морфологиясы өзгеруіне, кеңеюіне ғана емес, сонымен қатар беттің механикалық қасиеттері өзгеріп, материалдың морттануына да әкеледі. Қорытпалардағы радиациялық әсерлер ион энергиясы, радиациялық зақымдану дозасы, зақымдану дозасының жиналу жылдамдығы, температура және қорытпа құрамы сияқты көптеген факторларға тәуелді. Алайда қазіргі зерттеулерде әртүрлі бөлшектер мен сәулелендіру жағдайлары қолданылып, ЖЭҚ-ды өзара және басқа қорытпалармен салыстыру жеткіліксіз жүргізілген. Зерттеушілер ЖЭҚ құрамының күрделенуімен олардың радиациялық төзімділігі артуы мүмкін екенін анықтады, бірақ қорытпа құрамындағы элементтердің түрі де айтарлықтай әсер етеді. Осыған байланысты CoCrFeNi және CoCrFeMnNi ЖЭҚ-ның және таза Ni радиациялық төзімділігін бірдей сәулелендіру жағдайларында салыстырмалы түрде зерттеу қажет. Диссертациялық зерттеудің мақсаты Газ-вакансия кешендерінің пайда болуынан, олардың бірігуінен, радиациялық блистеринг және флекингтен туындайтын CoCrFeNi және CoCrFeMnNi жоғары энтропиялық қорытпаларының беткі қабаттарының радиациялық зақымдануға төзімділігін зерттеу болып табылады. Диссертациялық зерттеудің міндеттері Қойылған мақсат негізінде диссертациялық зерттеуді орындау аясында келесі міндеттер тұжырымдалды: 1) 25°C температурада төмен энергиялы гелий иондарымен сәулелендіру кезінде CoCrFeNi және CoCrFeMnNi беткі қабатының элементтік құрамының, морфологиясының және құрылымының өзгерістерін зерттеу; 2) 700°C температурада төмен энергиялы гелий иондарымен сәулелендіру кезінде CoCrFeNi және CoCrFeMnNi беткі қабатының элементтік құрамының, морфологиясының және құрылымының өзгерістерін зерттеу; 3) Төмен энергиялы криптон иондарымен сәулелендірілген CoCrFeNi және CoCrFeMnNi беткі қабатының элементтік құрамының, морфологиясының және құрылымының өзгерістерін зерттеу; 4) Криптон мен гелийдің төмен энергиялы иондарымен тізбектей сәулелендірілген CoCrFeNi және CoCrFeMnNi беткі қабатының элементтік құрамының, морфологиясының және құрылымының өзгерістерін зерттеу; 5) Криптон және гелий иондарымен сәулелендіру нәтижесінде ЖЭҚ-ның беткі қабатының зақымдану процестерін құрамына, температурасына және иондардың түріне байланысты салыстыру. Зерттеу нысандары Зерттеу нысандары ретінде доғалық балқыту әдісімен алынған CoCrFeNi и CoCrFeMnNi жоғары энтропиялық қорытпалары таңдалды. Олар ядролық энергетикадағы құрылымдық материалдар ретінде қолдануға болатын перспективалы кандидаттар болып табылады. Зерттеу пәні Зерттеу пәні – CoCrFeNi және CoCrFeMnNi жоғары энтропиялы ЖЭҚ-дың 25°С және 700°С температураларда әртүрлі флюенстердегі төмен энергиялы гелий және криптон иондарымен сәулелендіру кезінде радиациялық зақымданулар мен газдық кеңеюге төзімділігі. Зерттеу әдістері Зерттелетін ЖЭҚ мен никель үлгілері таза металл ұнтақтарын аргонның қорғаныш атмосферасында доғалық балқыту арқылы Бейжің технологиялық институтында алынды. Компоненттердің біркелкі таралуын қамтамасыз ету және қалдық кернеулер деңгейін төмендету мақсатында суықтай илемдеу мен күйдіру процестері кезектестіріліп жүргізілді. Үлгілер бетінің морфологиясы растрлық электрондық микроскопия (РЭМ) әдісі, беттік рельеф атомдық-күштік микроскопия (АКМ) әдісі арқылы зерттелді. Үлгілердің құрылымы мен фазалық құрамы кіші бұрыштарда алынған рентгендік дифракция (GIXRD) әдісімен алынған дифрактограммаларын талдау арқылы анықталды. Материалдардың ішкі кернеулері Вильямсон-Холл және g-sin2ψ әдістері арқылы зерттелді. Үлгілер бетінің элементтік құрамы энергодисперсиялық рентгендік спектроскопия әдісімен анықталды (РЭМ-ЭДС). Элементтердің тереңдік бойынша таралу профильдері ДЦ-60 циклотронында 14 МэВ энергияға дейін үдетілген N2+ иондарының Резерфордтың кері шашырау спектроскопиясы (РКШ) әдісімен алынды. Материалдарды сәулелендіру осы үдеткіште Kr14+ (280 кэВ, иондар флюенсі 5×1015 см-2) және He2+ (40 кэВ, иондар флюенсі 5×1016 см-2 - 6×1017 см-2) иондарымен жүргізілді. Ғылыми жаңалығы Бұл диссертацияның ғылыми жаңалығы гелий және криптон иондарымен сәулелендірудің CoCrFeNi, CoCrFeMnNi қорытпаларына әсерін жүйелі және салыстырмалы зерттеуде жатыр: 1) Гелий иондарымен сәулелендіру нәтижесінде CoCrFeNi және CoCrFeMnNi ЖЭҚ-ларының кристалдық тор параметрінің, макрокернеулерінің, микрокернеулерінің және дислокация тығыздығының айтарлықтай өсуі анықталды, ал таза никельде бұл көрсеткіштер аз дәрежеде өзгерді. Бұл ЖЭҚ-лардың гелий көпіршіктері мен дислокациялары сияқты ақаулардың миграциясын және өсуін басу қабілетін көрсетуі мүмкін. Ішкі кернеулер мен дислокация тығыздығының ең үлкен өзгерістері CoCrFeMnNi-де есептелген зақымдану шыңы аймағында анықталды, бұл оның CoCrFeNi және Ni-мен салыстырғанда радиациялық төзімділігінің жоғары екенін көрсетуі мүмкін. 2) 700°C температурада, 40 кэВ энергиялы гелий иондарымен сәулелендірілгенде, флюенстің 2×1017 см−2-ден 6×1017 см−2-ге дейін артуы кезінде 25°C температурасында сәулелендірумен салыстырғанда блистерлердің пайда болу процестері күшейіп, кеуекті бетті түзейтіні анықталды. CoCrFeMnNi ЖЭҚ-да орташа диаметрі CoCrFeNi және таза Ni-ге қарағанда 1,3 есе кіші блистерлер пайда болады. CoCrFeMnNi-де беткі қабаттың астында гелийдің жиналуын көрсетуі мүмкін ісінулердің пайда болуы анықталды. Ni-мен салыстырғанда, 2×1017 см-2 флюенсте CoCrFeMnNi-дегі блистерлер диаметрінің таралуы кіші және олардың орташа диаметрі кішірек болады, бұл ЖЭҚ-да ақаулар диффузиясының баяулауы және рекомбинациясының күшеюіне себебінен көпіршіктердің баяу өсуіне байланысты болуы мүмкін. 4×1017 см-2 және одан жоғары флюенстерде ЖЭҚ-да жеке жарылған блистерлер анықталды, бұл ЖЭҚ аймақтарында гелийдің критикалық концентрациясына жеткенін және беткі қабат беріктігінен асуын көрсетуі мүмкін. 3) Гелий иондарымен 700°C температурада сәулелендіру гелий имплантациясы аймағында Ni-ге қарағанда ЖЭҚ-ларда тор параметрінің, кернеулердің және дислокация тығыздығының үлкен өзгерістеріне әкелетіні анықталды, бұл ЖЭҚ-дың ақаулардың өсуін басу және олардың миграциясын баяулату қабілетінің жоғары екенін көрсетеді. 4) Криптон және гелий иондарымен 25°C температурада тізбекті сәулелендіру Ni және CoCrFeMnNi-де блистерлердің пайда болуына және жеке криптон иондарымен сәулелендірумен салыстырғанда ЖЭҚ-дың тордың деформациясының жоғарылауына әкелетіні анықталды. Тізбекті сәулелендіру сәулеленбеген күймен салыстырғанда ЖЭҚ-ларда сығылу макрокернеулерінің өсуіне және гелий иондарымен сәулелендірумен салыстырғанда дислокация тығыздығының аз өсуіне әкелетіні анықталды.. Қорғауға ұсынылатын негізгі қағидалар: 1) 25°C температурада He2+ (40 кэВ, 2×1017 см-2) иондарымен сәулелендіру нәтижесінде Ni бетінде диаметрі 7-11 мкм диапазонындағы блистерлерлердің пайда болатыны, ал CoCrFeNi және CoCrFeMnNi ЖЭҚ-дың радиациялық блистерлерингке төзімділік танытып, ЖЦК торлы (Co, Cr, Fe, Ni) және (Co, Cr, Fe, Mn, Ni) қатты ерітінділер түрінде тұрақты құрылымдар түзетіні анықталды. 2) CoCrFeNi ЖЭҚ қорытпаларын марганецпен қосымша легирлеу He2+ иондарымен (40 кэВ, 2×1017 см-2, 25°C) сәулелендіру нәтижесінде гелий имплантациясы аймағында (300 нм) CoCrFeMnNi-де макрокернеулердің 650 МПа-ге дейін, тор параметрінің 0,33%-ға, ал дислокация тығыздығының 13,6×1012 см-2-ге дейін (60 есе) артуына әкелетіні анықталып, бұның CoCrFeMnNi-де радиациялық ақау миграциясының басылуына, жоғары өлшем факторы (3,36%) және конфигурациялық энтропиясы (13,34 Дж/(моль×К)) мәндеріне байланысты болып табылады. 3) CoCrFeNi және CoCrFeMnNi ЖЭҚ-ды He2+ (40 кэВ, 2×1017 см-2) иондарымен жоғары температурада (T=700°C) сәулелендіру нәтижесінде флекингтің орын алуы көрсетілді. Бұның үлгілердің түйіршіктерінде ашық блистерлердің пайда болуына, мұнда олардың орташа диаметрі CoCrFeNi-мен салыстырғанда CoCrFeMnNi-де 1,3 есе кіші болды, және CoCrFeNi мен CoCrFeMnNi беткі қабатындағы (100 нм) созылу макрокернеулерінің сәйкесінше 1,7 және 1,4 есеге артатынына байланысты болғаны анықталды. Флюенстің 4×1017 см-2-ден 6×1017 см-2-ге дейін артуымен блистерлер ашылады және CoCrFeMnNi-дегі ашық блистерлердің қақпақтарында Mn-тың 12 ат.%-ға дейін радиациялық сегрегациясы орын алады, бұл имплантацияланған гелий концентрациясының жоғарылауына, ЖЭҚ бетіне жақын аймағындағы газ-вакансия кешендерінің түзілу, миграция және өсу ерекшеліктеріне және блистерлердің ішкі аймақтарындағы газ қысымының ЖЭҚ-ның аққыштық шегінен асып түсуіне, сондай-ақ кері Киркендалл механизмі бойынша вакансиялар арқылы Mn-тің басымды диффузиясына байланысты болып табылады. 4) CoCrFeNi және CoCrFeMnNi ЖЭҚ-ын Kr (280 кэВ, 5×1015 см-2) және He (40 кэВ, 2×1017 см-2) иондарымен 25°C температурада тізбекті сәулелендіру CoCrFeMnNi бетінде диаметрі шамамен 1,3-3,6 мкм блистерлердің пайда болуына, гелий имплантациясы аймағында (300 нм) CoCrFeNi және CoCrFeMnNi-де сәйкесінше тор параметрінің 0,17% және 0,37%-ға артуына, сығу макрокернеулерінің -300 МПа және -613,5 МПа-ге дейін жоғарылауына және дислокация тығыздығының 11 және 15 есе артуына әкелетіні анықталды, бұл Kr иондарымен бөлек сәулелендіру мәндерінен асады және зақымданудың артуына және газ-вакансия кешендерінің өсуіне көмектесетін қосымша радиациялық ақаулардың пайда болуына байланысты болып табылады. Зерттеу нәтижелерінің теориялық және практикалық маңыздылығы Зерттеу барысында алынған ЖЭҚ-лардағы радиациялық зақымданулардың дамуы туралы мәліметтер радиациялық сегрегация, кеңею, бетке жақын қабаттың бұзылу механизмдерін және радиациялық деградация үдерістерінің қорытпа құрамымен, температурамен және радиациялық зақымдану дозасымен өзара байланысын тереңірек түсінуге үлес қосады. Зерттеу нәтижелері CoCrFeNi және CoCrFeMnNi ЖЭҚ-ның жаңа буындағы ядролық реакторларда құрылмалық материал ретінде қолданылу мүмкіндіктері мен олардың радиациялық төзімділігін бағалауға елеулі үлес қосады. Алынған нәтижелер болашақта төмен белсенді ЖЭҚ мен жоғары энтропиялық керамикалар сияқты жаңа құрылмалық материалдардың құрамын әзірлеу және оңтайландыру кезінде пайдаланылуы мүмкін. Алынған нәтижелердің сенімділігі Барлық эксперименттік жұмыстар сертификатталған жоғары дәлдікті жабдықтардың көмегімен орындалды. Элементтік құрамды талдау үлгілердің беткі қабатының кемінде үш нүктесінде растрлық электрондық микроскопия және энергодисперсиялық рентгендік спектроскопия (РЭМ-ЭДС) әдісімен жүргізілді. Сонымен қатар, алынған нәтижелер Резерфордтың кері шашырау спектроскопиясы әдісі арқылы элементтердің құрамы мен тереңдік бойынша таралуын зерттеу нәтижелерімен толықтырылып, есептік және эксперименттік спектрлер өзара салыстырылды. Рентгенограммалар кіші бұрыштардағы рентгендік дифракция әдісімен иондардың имплантация шыңының есептік аймағына және оған дейінгі аймаққа сәйкес келетін ұқсас тереңдіктерде алынды. Кристалдық құрылым мен оның параметрлерін зерттеу PDXL және Profex бағдарламалық пакеттерінің көмегімен жүргізілді. Гелий иондарымен сәулелендіру кезінде иондар ағынының ауытқуы 17%-дан аспады және ЖЭҚ бойынша жарияланған басқа зерттеулерде келтірілген мәндер шегінде болды. Қыздыру мен сәулелендіру алдында нысана қыздырғышына калибрлеу жүргізілді. Сондай-ақ алынған нәтижелер осы ЖЭҚ бойынша бұрын жарияланған зерттеу нәтижелерімен салыстырылды. Бұдан басқа, зерттеу нәтижелері тәуелсіз рецензиядан өткен және жоғары импакт-факторы бар ғылыми журналдарда жарияланған мақалаларда жарық көрді, сондай-ақ халықаралық ғылыми конференцияларда баяндама тезистері түрінде ұсынылды. Ізденушінің жеке үлесі. Ізденуші ЖЭҚ мен никельдегі радиациялық зақымдануды және имплантацияланған ион концентрациясын, және ішкі кернеулерді мен блистерлердің таралуын бағалау үшін есептеулер жасады, Қазақстан Республикасының Атом энергиясы жөніндегі агенттігінің (ҚР АЭА) Ядролық физика институтының Астана филиалында (ЯФИ АФ) орналасқан ДЦ-60 үдеткішінде үлгілерді сәулелендіруге және талдауға қатысты. Үлгілердің элементтік құрамын, морфологиялық және құрылымдық ерекшеліктерін талдау ҚР АЭА ЯФИ АФ-ның Қатты дене физикасы зертханасында қызметкерлерімен бірге және Беларусь мемлекеттік университетінің қатты дене физикасы және нанотехнологиялар кафедрасында орындалды. Деректерді талдау және түсіндірумен байланысты жұмыстарды орындау кезінде, сондай-ақ диссертацияның негізгі қорытындыларын дайындау кезінде ізденуші ғылыми кеңесшілермен кеңесті: физика-математика ғылымдарының кандидаты, профессор Здоровец М.В., PhD, қауымдастырылған профессор Иванов И.А., және физика-математика ғылымдарының докторы, профессор және БМУ-дың қатты дене физикасы мен нанотехнологиялар кафедрасының меңгерушісі Углов В.В. (Минск, Беларусь). Ғылыми жобалармен және бағдарламалармен байланысы. Бұл диссертациялық жұмыс Қазақстан Республикасы Ғылым және жоғары білім министрлігінің «Радиациялық және жылу әсеріне ұшыраған Ni-Co-Fe-Cr-Mn қатты ерітінділері негізіндегі жоғары энтропиялық қорытпалардың құрылымдық-фазалық жағдайы» ғылыми жобасының гранттық қаржыландыруы аясында жүргізілді (№ AP 14872199, 2022-2024 жж.). Жұмыстың апробациясы Диссертациялық зерттеу нәтижелері келесі ғылыми конференцияларда баяндамалар мен тезистер түрінде ұсынылды: – Зарядталған бөлшектердің кристалдармен өзара әрекеттесу физикасы бойынша 52-ші халықаралық Тулинов конференциясы (Мәскеу, 2023); – «Сәулелендірудің қатты денемен өзара әрекеттесуі (ВИТТ-2023)» атты 15-ші халықаралық конференциясы (Минск, 2023); – «ǴYLYM JÁNE BILIM - 2024» студенттер мен жас ғалымдардың ХIX халықаралық ғылыми конференциясы (Астана, 2024); – «Ядролық ғылым және технологиялар» V халықаралық ғылыми форумы (Алматы, 2024). Жарияланымдар. Диссертациялық зерттеудің негізгі нәтижелері Scopus және Web of Science Core Collection деректер базаларында индекстелетін рецензияланатын ғылыми журналында жарияланған 3 ғылыми мақалада, сондай-ақ Қазақстан Республикасы Ғылым және жоғары білім министрлігінің Ғылым және жоғары білім саласындағы сапаны қамтамасыз ету комитеті ұсынған басылымдар тізбесіне енгізілген ғылыми журналда жарияланған 1 мақалада баяндалған. 1. Amanzhulov B., Ivanov I., Uglov V., Zlotski S., Ryskulov A., Kurakhmedov A., Koloberdin M., Zdorovets M. Composition and Structure of NiCoFeCr and NiCoFeCrMn High-Entropy Alloys Irradiated by Helium Ions // Materials. – 2023. – Vol. 16, №10. – P. 3695. (Web of Science Q3 – Materials Science, Q2 – Physics. Scopus percentile – 68% (Physics and Astronomy), 63% (Materials Science)). 2. Ivanov I., Amanzhulov B., Uglov V., Zlotski S., Kurakhmedov A., Koloberdin M., Sapar A., Ungarbayev Y., Zdorovets M. Structural Changes in High-Entropy Alloys CoCrFeNi and CoCrFeMnNi, Irradiated by He Ions at a Temperature of 700 °C // Materials. – 2024. – Vol. 17, №17. – P. 4383. (Web of Science Q2 – Materials Science, Q2 – Physics. Scopus percentile – 73% (Physics and Astronomy), 67% (Materials Science)). 3. Amanzhulov B., Ivanov I., Uglov V., Zlotski S., Ryskulov A., Kurakhmedov A., Sapar A., Ungarbayev Y., Koloberdin M., Zdorovets M. Radiation Resistance of High-Entropy Alloys CoCrFeNi and CoCrFeMnNi, Sequentially Irradiated with Kr and He Ions // Materials. – 2024. – Vol. 17, №19. – P. 4751. (Web of Science Q3 – Materials Science, Q2 – Physics. Scopus percentile – 73% (Physics and Astronomy), 67% (Materials Science)). 4. Аманжулов Б.С., Иванов И.А., Рыскулов А.Е., Углов В.В., Курахмедов А.Е., Сапар А.Д., Унгарбаев Е.О., Колобердин М.В. Никель негізіндегі жоғары энтропиялық қорытпалардың радиациялық сегрегациясын зерттеу үшін Резерфордтың кері шашырауы әдісін қолдану // Вестник НЯЦ РК. – 2024. – № 2. – С.74-83. (ҚР ҒЖБМ ҒЖБССҚЕК тізімі). Диссертациялық зерттеудің құрылымы мен көлемі Диссертациялық жұмыс 121 беттен тұрады, онда 64 сурет, 12 кесте және 133 әдебиет көзі қамтылған. Диссертация кіріспеден, тоғыз бөлімнен, қорытындыдан және пайдаланылған әдебиеттер тізімінен тұрады. Кіріспеде диссертациялық зерттеу тақырыбының өзектілігі негізделіп, зерттеу объектісі мен пәні анықталған, жұмыстың мақсаты мен зерттеу міндеттері тұжырымдалған, ғылыми жаңалығы мен практикалық маңыздылығы түсіндірілген, сондай-ақ қорғауға ұсынылатын негізгі қағидалар берілген. Бірінші бөлімде ЖЭҚ-лардың радиациялық төзімділігіне арналған әдебиетке шолу жасалып, олардың дәстүрлі құрылмалық материалдармен салыстырмалы талдауы келтірілген. Реакторлық сәулелендірудің әсерлерін модельдеу үшін иондық шоқтарды пайдалану және қатты денелердегі радиациялық зақымдану механизмдері туралы мәліметтер ұсынылған. Екінші бөлімде эксперименттерді жүргізу әдістемесі сипатталған. Мұнда үлгілерді синтездеу, оларды РЭМ, РЭМ-ЭДС, РКШ, GIXRD, АКМ әдістерімен зерттеу, сондай-ақ сәулелендіру шарттары баяндалған. Үшінші бөлімде бастапқы үлгілердің морфологиясын, элементтік құрамын және құрылымдық сипаттамаларын зерттеу нәтижелері келтірілген. CoCrFeNi және CoCrFeMnNi ЖЭҚ-ларының ЖЦК кристалдық торы бар (Co, Cr, Fe, Ni) және (Co, Cr, Fe, Mn, Ni) тұрақты қатты ерітінділер түзетіні, және олардың құрамы эквиатомдық құрамға жақын екені анықталды. Төртінші бөлімде 25°C температурада гелий иондарымен сәулелендірілген үлгілердің морфологиясы, элементтік құрамы және құрылымдық сипаттамалары зерттелді. CoCrFeNi және CoCrFeMnNi ЖЭҚ-ның 2×1017 см-2 флюенсте сәулелендіруден кейін, бетінде блистерлер түзілетін Ni-мен салыстырғанда, блистерингке жоғары төзімділік көрсететіні анықталды. Сәулелендіру нәтижесінде макрокернеулердің, микрокернеулердің және дислокациялар тығыздығының ең үлкен өзгерістері CoCrFeNi және Ni-мен салыстырғанда CoCrFeMnNi-де гелий имплантациясы аймағында байқалды. Сонымен қатар, ЖЭҚ-дың беткі қабатындағы элементтердің таралуы салыстырмалы түрде біркелкі күйінде сақталды. Бесінші бөлімде 25°C температурада криптон иондарымен сәулелендірілген үлгілердің сипаттамалары зерттелді. ЖЭҚ-лардың радиациялық сегрегацияға және беттің эрозиясына төзімділігі анықталды. Сонымен қатар, криптон иондарымен сәулелендіру ЖЭҚ-лардағы иондардың имплантациясы аймағындағы созылу кернеулерінің төмендеуіне әкелетіні көрсетілді. Алтыншы бөлімде 25°C температурада алдымен криптон, кейін гелий иондарымен тізбекті сәулелендірілген үлгілердің сипаттамалары зерттелді. CoCrFeMnNi қорытпасында Ni-мен салыстырғанда диаметрі кішірек жабық блистерлердің түзілетіні анықталды.. Тізбекті сәулелендіру тек криптон иондарымен сәулелендірумен салыстырғанда ЖЭҚ-дағы сығылу макрокернеулерін, тор параметрін және дислокациялар тығыздығын арттырды. Бұл жағдайда сығылу макрокернеулерінің мәндері шамамен 25°C температурада гелий иондарымен сәулелендіру нәтижесінде алынған мәндерге сәйкес келді.. Жетінші бөлімде 700°С температурада гелий иондарымен сәулелендірілген үлгілердің сипаттамалары зерттелді. Жоғары температурадағы сәулелендіру Ni мен CoCrFeMnNi-де блистерлердің өсуін, сондай-ақ ЖЭҚ-да радиациялық сегрегацияның дамуын күшейтетіні анықталды. 2×1017см-2 флюенсте Ni мен ЖЭҚ-да көптеген ашық блистерлердің түзілуі байқалды. Ал 4×1017см-2 - 6×1017см-2 флюенс аралығында CoCrFeMnNi-де преципитаттар мен жарылған блистерлер пайда болып, олардың аймағында Mn және Cr элементтерінің айқын сегрегациясы анықталды. Сегізінші бөлімде 700°С температурада криптон иондарымен сәулелендірілген үлгілердің сипаттамалары зерттелді. Нәтижесінде ЖЭҚ-лардың элементтік құрамы мен кристалдық тор параметрлерінің сәл ғана өзгеретіні анықталды. Тоғызыншы бөлімде сәулелендіру жағдайларының, атап айтқанда ион түрінің, флюенстің және температураның үлгілердің сипаттамаларын өзгерту әсеріне салыстырмалы талдау жүргізілді. Үлгілердегі ішкі кернеулердің ең үлкен өзгерістері 25°С температурада гелий иондарымен сәулелендіру кезінде, әсіресе CoCrFeMnNi қорытпасында байқалды. Сонымен қатар, CoCrFeMnNi қорытпасындағы радиациялық сегрегацияның ең жоғары деңгейі гелий иондарымен сәулелендіру кезінде тіркелгені және оның иондар флюенсі мен температураның артуына байланысты күшейетіні анықталды. Қорытындыда диссертациялық зерттеудің барлық нәтижелері бойынша негізгі тұжырымдар жүйелі түрде ұсынылған.

Диссертация

Ғылыми еңбектер тізімі

Ғылыми кеңесшінің пікірі

Шетелдік кеңесшінің пікірі

Зерттеулерді этикалық бағалау жөніндегі комиссияның қорытындысы

Useful links