Изучение влияния ионной модификации композитных керамик на устойчивость к высокотемпературной деградации и термошоковым испытаниям

Аннотация

В работе представлены результаты исследований влияния ионной модификации приповерхностных слоев керамик на основе титаната цинка к процессам высокотемпературной коррозии и термошоковым воздействиям, имитирующим критические ситуации при использовании данного типа керамик в качестве анодных материалов для твердооксидных топливных элементов. Создание модифицированного слоя в керамиках осуществлялось путем облучения ионами О⁺ с различными флюенсами, вариация которых обуславливала различную степень структурных повреждений, создаваемых в результате взаимодействия налетающих ионов с кристаллической структурой приповерхностного слоя толщиной порядка 13 – 13.5 мкм. В ходе проведенных испытаний на термоустойчивость, связанных с длительным воздействием высоких температур на образцы керамик было установлено, что создание модифицированного слоя за счет ионного облучения позволяет увеличить сопротивляемость процессам коррозии и деградации, а также снизить степень деструкции прочностных свойств приповерхностного слоя керамик. Определено, что оптимальными условиями для модификации является ионное облучение с флюенсами 10¹² - 5×10¹² ион/см², при которых степень создаваемых структурных изменений в приповерхностном слое позволяет максимально снизить негативный эффект, связанный с термически – индуцированными процессами коррозии и деградации.