Интенсификация твердофазного массопереноса при высокотемпературном облучении ускоренными электронами тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ИНСТИТУТ ХИМИИ ТВЕРДОГО ТЕЛА Й ПЕРЕРАБОТКИ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ

РГ6 од

'} 1 п:>; V-> - На правах рукописи

БОЧКАРЕВ ИГОРЬ ГЕЛЬЕВИЧ

УДК 541.15+539.219.3

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ТВЕРДОФАЗНОГО МАССОПЕРЕНОСА ПРИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОМ ОБЛУЧЕНИИ УСКОРЕННЫМИ ЭЛЕКТРОНАМИ

специальность 02.00.04 - физическая химия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Новосибирск - 1993.

Работа выполнена в Институте химии твердого тела и переработки минерального сырья СО РАН.

НАУЧНЫЕ РУКОВОДИТЕЛИ: доктор химических наук,

профессор Н.З.Ляхов

кандидат технических наук, ст.н.

A.П.Воронин

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ: доктор физико-математических нау

профессор С.П.Габуда

кандидат технических наук, ст.н.

B.В.Александров

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ: Томский политехнический универси

Защита диссертации состоится && 1993 года на

заседании специализированного совета К.003.40.01 Института химк твердого тела и переработки минерального сырья Сибирского отде; ния РАН по адресу: 630091, г.Новосибирск, ул.Державина 18.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Институт химии твердого тела и переработки минерального сырья СО РАН.

Автореферат разослан 1993г.

Ученый секретарь

специализированного совета,к.х.н. Т.П.Шахтшне1

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Всего полтора десятилетия назад в на-ой литературе впервые появился термин "радиационно-термические цессы". Толчком к развитию нового направления в радиационной ико-химии послужили экспериментальные результаты по высокотем-атурному твердофазному синтезу и спеканию ряда неорганических тем, в которых' отмечалась значительная интенсификация процессов облучении потоками ускоренных электронов.

Особенности одновременного воздействия на вещество ионизи-цего излучения большой мощности и высокой температуры (выше Т пл.) не укладываются в рамки представлений классической рационной химии.Главное отличие касается в первую очередь условий рационного дефектообразования и механизма участия дефектов в эносе массы вещества. Высокая температура радиационно-термичес-(РТ-) процессов, являющаяся с одной стороны следствием взаимо-зтвия излучения с веществом, с другой - необходимым условием гекания термически активируемых превращений, приводит к интен-юй релаксации радиационных дефектов структуры. Таким образом зствует некоторое концентрационное ограничение для дефектов районного генезиса. До недавнего времени, когда стало возможным )ЛЬзование источников ионизирующего излучения высокой мощности, шо это обстоятельство стало одной из причин исключения высоко-гаратурной области из сферы научного интереса в исследованиях шдаонно-стиыулированной диффузии.

Имеющийся на сегодняшний день экспериментальный материал, иощийся в основном превращений в порошковых смесях, не дает фпывающей информации о природе и механизме РТ-процессов. По-;и интерпретации специфического воздействия ускоренных электрона базе кинетических данных встречают значительные трудности в ! необходимости учитывать множество факторов, таких как: влияние :инетику размера и формы частиц, степень однородности среды, ■ав газовой атмосферы, образование промежуточных продуктов, мно-■адийность реакции и др. Современные теоретические представления юроде процессов, происходящих в твердом веществе под воздействи-нтенсивных электронных пучков, как правило, сводятся к возмож-и существования некоторой стационарной концентрации неравновес-

ных дефектов, вид и концентрация которых находятся в зависимости от электрофизических характеристик самого потока ионизирующего излучения, температуры среды и кристаллических свойств облучаемого вещества. Точно оценить концентрацию дефектов практически невозможно.

В этой связи представляется необходимым более детальное изучение влияния ионизирующего излучения на уровне конкретной, отдельно взятой стадии химического превращения. Учитывая ту определяющую роль, которую играет массоперенос в осуществлении большинства твердофазных взаимодействий, особый интерес для исследования вызывает радиационно-стимулированная диффузия, ее качественное и количественное описание, а также влияние на скорость миграции частиц температурной и радиационной составляющей РТ-процесса.

Целью работы является экспериментальное исследование эффекта воздействия мощного электронного облучения на процессы высокоте1 пературного массопереноса в твердых нерганических системах и его к< личественная оценка на уровне коэффициентов диффузии в сопоставлении с данными по диффузии в обычных условиях.

Научная новизна. Впервые на уровне экспериментального определения коэффициентов диффузии проведено исследование эффекта инте] сификации ускоренными электронами высокотемпературного массоперено-в ряде неорганических систем. Исследования охватывают широкий круг веществ с различным видом химической связи, а также основные виды массопереноса - самодиффузию, взаимную диффузию, гетеродиффузию пр меси.

По ряду объектов исследованы зависимости скорости миграции от температуры и параметров электронного пучка. Разные системы вык зывают неоднозначность диффузионного отклика от изменения этих характеристик .

Предложена модель описания РТ-процессов как воздействие со вокупности факторов, связанных как с природой облучаемого вещества так и с физическими особенностями потока ионизирующего излучения.

Практическая ценность. Полученные результаты могут найти применение при создании новых,высокоэффективных технологий неорганического материаловедения, направленных на решение вопросов, связанных с затруднениями диффузионного характера при осуществлении твердофазных взаимодействий. Кроме того, результаты могут оказатьс полезными для анализа конструкционной устойчивости материала, работающего в условиях облучения.

На защиту выносятся: ■ экспериментальные результаты исследования радиационно-стимулиро-ванной диффузии при одновременном воздействии высокой температуры и мощных пучков ускоренных электронов, свидетельствующие об интенсификации массопереноса в твердом неорганическом веществе. • модель описания диффузионного процесса в условиях импульсного облучения электронами.

Апробация работы. Результаты, использованные в диссертациок-ой работе, докладывались: на IV Всесоюзном совещании по воздействию онизируэдего излучения и света на гетерогенные системы (Кемерово, 986); Международной конференции по современным.проблемам реакционной пособности твердых тел (Новосибирск,1988); VI Всесоюзном совещании

0 применению ускорителей заряженных частиц в народном, хозяйстве Ленинград,1988); IV Международной конференции по применению радио-зотопов и радиационных процессов в промышленности (Лейпциг,1988);

Всесоюзном совещании по кинетике и механизму химических реакций в вердой фазе (Черноголовка,1989); VII Всесоюзной конференции по ра-иационной физике и химии неорганических материалов (Рига,1989);

1 Всесоюзной конференции по теоретической и прикладной радиационной имии (Обнинск,1990).

Публикации. Основные материалы работ опубликованы в 2 статьях 6 тезисах докладов.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, юючения и выводов. Содержит 138 страниц машинописного текста, ) таблиц и 25 рисунков. В списке цитируемой литературы 177 наиме-)ваний.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность изучения диффузион->й способности веществ в условиях проведения РТ-процессов; подчер-[вается важность накопления базы экспериментальных данных для ана-[за механизма влияния ионизирующего излучения на кинетику твердо-1зных превращений. Сформулирована цель работы,представлены основ-ie направления и принципиальная схема проведения экспериментов.

. Первая глава посвящена обзору и анализу литературных данных

по взаимодействию ионизирующего излучения с тЕердьм телом. Основш внимание уделяется рассмотрению особенностей механизмов радиационного дефектообразования и массопереноса. Наряду с теоретическими представлениями приводится анализ имеющихся экспериментальных рез; татов по исследованию физико-химических процессов, инициированных излучением.

Во второй главе рассмотрен общий подход к проведению эксп> риментального определения коэффициентов радиационно-стимулированн' диффузии. Приведены физические и химические характеристики иополь: емых реактивов и материалов. При выборе объектов исследования в з: чительной мере ориентировались на системы с относительно высокой диффузионной проницаемостью, с целью получения достаточных для ан лиза размеров диффузионной зоны за сравнительно небольшие времена диффузионного отжига. Ограничения по времени изотермической экспо ции связано с аппаратурными возможностями ускорителей электронов.

В главе приводится описание и рабочие характеристики испо зуемой ускорительной техники. Радиационно-термическая обработка о разцов производилась на импульсных ускорителях электронов марки И ЭЛУ-4, а в отдельных экспериментах использовался ускоритель непре рывного действия ЭЛВ-4. Рабочий диапазон энергии пучка ускоренных электронов 1,5-3,0 Мэв; средняя мощность поглощенной дозы в экспе ментах составляла 5-15 КГр/с.

Диффузионные отжиги в обычных условиях производили в печи сопротивления, температура в которой регулировалась терморегулято РИФ-101 с точностью не хуже ±5 К.

В процессе приготовления образцов особое внимание уделяло их толщине., которая выбиралась с учетом кинетической энергии бомб дирующих электронов и поглощающей способности вещества таким обра чтобы максимум энерг'оввделения приходился на 0,5 толщины образца в случае химической диффузии на границу раздела между реагентами, обеспечивало минимальные градиенты температуры по образцу и возмс ность контролировать рабочую температуру по ее максимальному зна* Обычно массовая толщина составляла 0,8-0,8 г/см2 .

В радиационно-термических экспериментах для контроля теш ратуры применяли термопару ПП-1 в виде фольгированного спая или у проволоки диаметром 30 мкм. Спай термопары размещали на заданной толщине либо непосредственно в объеме исследуемого образца, либс

ьеме контрольного, который находился рядом с первым в зоне изодоз-го облучения.

Анализ размеров диффузионной зоны производился с помощью тических методов с использованием микроскопов типа МЙМ-7, МБИ-11,с о1"о1-2, микроинтерферомете МИИ-11 с пределом чувствительности 50 А, так же растрового электронного микроскопа ^ -20Т "ЛСОЬ".

Концентрация элементов по диффузионному фронту исследовалась годами электронно-зондового микроанализа на установке ЛА-5А "Л!01" пасс-спектрометрии вторичных ионов ( на базе масс-спектрометра -1303 ) при послойном стравливании поверхности ионами аргона с эргией 50 Кэв.

В третьей главе приводится описание экспериментов и резуль-гы по исследованию массопереноса в металлических системах. Все РТ-зперименты велись на ускорителе ИЛУ-6. Самодиффузия в меди и сереб-изучалась по кинетике роста металлического контакта при спекании эазцов правильной геометрической формы. В данном случае использо-шсь проволочные жгуты с диаметром проволок 110 и 250 мкм для меди :еребра, соответственно. Микроскопическое исследование аншлифа тор-зой поверхности проволочного жгута обеспечивало достаточный для 1тистической обработки набор даннных. Спекание Си велось в токе ^рода;^ на воздухе.

Найдено, что при спекании как в РТ-, так и в обычных условиях гетика роста контактной области подчиняется закону ,

| соответствует объемному механизму диффузии.

Численные значения коэффициентов самодиффузии, расчктанные по

,муле: &7Г УоУЛт

Гг ЗЙТ

х- 1/2 ширины зоны металлического контакта; у- радиус проволоки;

атомный объем; у- удельная поверхностная энергия металла; Г- время.

т основание утверждать о наличии эффекта радиационной активации фузии вплоть до температур, близких к температуре.плавления. На .1 приведена температурная зависимость коэффициентов самодиффузии

в меди и серебре. Для обоих металлов наибольший эффект ускорения 1 блюдается в области более низких температур, где отношение абсолю' ных значений достигает ^ 10. В общем виде коэффициенты самодиффу: могут быть представлены как: _2

РТ-спекание Хае = 1,8-10~ ехр{-1,46 эВ/кТ), см2/с;

])Аз = 7,1 • 102 ехр(-1,47 эВ/кТ), см2/с;

спекание в печи = 17,8 ехр(-2,22 эВ/кТ), смг/с;

])Ад = 2,7 ехр(~1,90 эВ/кТ), см2/с.

Интенсификация диффузионного потока обеспечивается за сче: снижения энергетического барьера процесса. Одновременно наблюдаете и уменьшение значений Во • Такая закономерность характерна для массопереноса с участием ассоциированных дефектов, например бивак; сий, концентрация которых может значительно возрастать, в результ; пересыщения равновесной концентрации дефектов при облучении. Пове, ние прямых на рис.1, а именно,тенденция к их сближению с ростом т< пературы, дает основание провести аналогию с моделью Динса-Дамаск< для низких и средних температур. То есть, с повышением температур! опыта интенсивней протекают процессы рекомбинации, отжига радиаци< ных дефектов и параллельно возрастает концентрация собственных дефектов структуры. Это приводит к снижению доли участия неравновео дефектов в общем диффузионном процессе. Однако, использование мопр потоков ускоренных электронов значительно отодвигает температурны] предел модели.

Диффузия в металлах при образовании твердых растворов зам( ния была изучена на системах Си - Ад ж Си - М .

Коэффициент диффузии меди в серебре рассчитывался из кривьс концентрационного распределения, полученных методом электронного ыикрозондирования области границы раздела диффузионной пары, сост! ленной из чистых металлов. За стандарт принималась интенсивность сигнала в зоне, достаточно удаленной от исходной границы раздела < Диффузионные отжиги проводились в атмосфере воздуха с использован: защитных флюсов (борная кислота).

Диффузия меди в алюминий была исследована на образцах А1 -сплав А1 +2,2-1 ат.% Си. Методика определения Л основана на микр скопическом анализе талщины слоя соединения Си.А1г . Интерметалли,

Рис 1. Температурная зависимость коэффициентов самодиффузии меди и серебра при облучении электронами с энергией 1,9-2,0 Мэв (2,4) и в обычных термических условиях (1,3).

Таблица 1

Коэффициенты диффузии меди в алюминии и серебре.

[фф. среда Т К Л раЪ. ,см2/с 1)терм. ,смг/с

Ag 1023 (1,37 ± 0,46)-Ю-^ (3,42 ± 1,10)•10Н<

А1 803 (1,2 ± 0,1И0~* (6,3 ± 0,7)-Ю"Л

выпадает из твердого раствора, образовавшегося в результате диффу меди в алюминий, после многочасовой выдержки при температуре боле низкой, чем температура диффузионного отжига. Вычисление коэффици диффузии производилось обычным способом, исходя из размеров диффу зионной зоны (СиМг) и значений концентраций меди на ее концах. Н внешнем крае диффузионной области содержание меди определено исхо, ным составом медь-алюминиевого сплава, на внутреннем - пределом растворимости меди б алюминии при соответствующих температурных у ловиях.

Данные исследований свидетельствуют, что при облучении ус ренныыи электронами диффузия протекает в несколько раз быстрее,та лица 1.

В четвертой главе приводятся данные по исследованию диффу алюминия в монокристаллах КВг . Диффузионная пару готовили методо вакуумного напыления пленки алюминия толщиной 4000 А на свежие ск КВг (100). Для анализа концентрационного распределения № в напр лении диффузии использовался метод вторичной ионной масс-спектром рии. Послойное стравливание поверхности образца со стороны напыле ного алюминия осуществлялось ионами аргона с энергией 50 Кэв и ^ = 6-10"у А/смг. Обработку экспериментальных результатов произво дили путем построения концентрационных профилей в координатах 6пС, -}(<£) . За нулевую координату по глубине кристалла принимали точк выхода на насыщение сигнала от К , отождествляемую с границей раздела фаз.

Целочно-галоидные соединения отличает высокая радиационна восприимчивость, поэтому в силу ожидаемой чуютвительности на данн системе было проведено исследование влияния электрофизических характеристик электронных пучков на объемную диффузию. Сравнительны анализ образцов, отожженных при температурах 673-923 К в различны режимах импульсного облучения, а так/-же при воздействии непрерывн потока электронов, указывает на непосредственное влияние токо-час тотных параметров излучения на массоперенос, отражающееся в измен нии кинетических параметров процесса, таблица 2. Установлено,что зависимость от температуры во всех условиях облучения подчиняется закону Аррениуса, рис.2. Эффективность диффузионных процессов воз растает в ряду " печь - ИЛУ-6 - ЭЛУ-4 - ЭЛВ-4 ". Единственным пар метром электронных пучков, монотонно изменяющимся в этом же ряду,

Рис 2. Температурная зависимость коэффициента диффузии ионов алюминия в монокристалле КВг в условиях: 1 - отжиг в печи; 2 - импульсное облучение электронами ( ИЛУ-8, скважность 100 ); 3 - импульсное облучение ( ЭЛУ-4, скважность 900 ); 4 - непрерывное облучение.

Таблица 2

Диффузия ионов алюминия в КВг.

Установка В эл. ,Мэв j ,тА/смг Скважн. Д ,см2/с Еа,эЪ

печь — _ - 1,2-10'" 0,23

ИЛУ-6 1,8 6,0-9,0" 100 3,1-10"9 0,57

ЭЛУ-4 3,0 0,5* 900 6,3-10"^ 1,08

ЭЛВ-4 1.5 2,0 - 2,1-Ю"2 1,47

*) - импульсная плотность тпка.

является длительность паузы между последовательными импульсами радиации. Учитывая большое различие между^длительность»импульса и мех-импульсной паузы, следует полагать, что основная доля перемещения частиц происходит в паузах между импульсами. Чем меньше длительност1 паузы, тем меньше степень релаксации облученной среда, что в свою очередь способствует более интенсивному перемещению частиц алюминия, Наблюдаемое при этом повышение энергии активации процесса диффузии, скорее всего связаное с разрушением радиацией подвижных комплексов типа "примесь - катионная вакансия", с избытком компенсируется частотным фактором диффузионного акта ( более высокое значение Л0 ). Последнее вероятно обусловлено обогащением окрестностей диффузанта неравновестными ка^тионными вакансиями, генерируемых ионизирующим излучением,

В пятой главе рассмотрены результаты по исследованию радиационной интенсификации химической диффузии на примере твердофазного взаимодействия в оксидных системах с образованием шпинели в качестве продукта реакции. Объектами исследования служили диффузионные пары МО-АЦОз к 7п0- Гег05 , приводящие к образованию и

, соответственно. Относясь к одному классу соединений и , однако, образуются по разным диффузионным механизмам,

включая различия как в ансамбле диффундирующих частиц, так и в способах их миграции.

Диффузия через слой ММг0^ изучалась методом "свободной поверхности". Ввиду слабой диффузионной подвижности в этой системе была разработана методика тонкопленочного варианта указанного метода Диффузионная пара представляла собой монокристалл ¿~А1г03,на плоское ти (ООО)) которого находилась пленка //¿0 толщиной 0,40 мкм. Схема подготовки образцов и проведения эксперимента представлена на рисунке 3. Взаимодействие между оксидами никеля и алюминия происходит в результате противодиффузии катионов. Рост слоя продукта наблюдается по обе стороны от исходной границы раздела фаз в соотношении 1:3, соответственно на стороне М'О и . Толщину слоя шпинели, обра зовавшейся на стороне №0 , определяли на микроинтерферометре МИИ-11. Для оценки общей толщины слоя продукта пользовались приведенным выше соотношением.

Обнаружено ,что рост слоя шпинели протекает по закону 0Сг~ />С,

I. НАНЕСЕНИЕ НИКЕЛЯ

>. ОКИСЛЕНИЕ НИКЕЛЯ

3. СИНТЕЗ ШПИНЕЛИ

/\

м2о5

м

А1г63

N¿0 М205

л\\\\\ч\\\

(Г

&\\\\\\\\\

МО

} мм^

4. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ОКСИДА НИКЕЛЯ ДО МЕТАЛЛА

5. УДАЛЕНИЕ НИКЕЛЯ

I

.......... М'

\

АНАЛИЗ ТОЛЩИНЫ СЛОЯ ШПИНЕЛИ

Рис.3 Схема подготовки и проведения эксперимента по исследованию кинетики синтеза А/!А 1у0г,.

Таблица 3

Средние значения коэффициентов диффузии катионов А13+ и гп^в процессах образования Ы1А120^ и 7.пТег0^ .

Дифф.среда Дифф.ион т к Црад. , см2/с Ъ терм. 1 , СМ2/с

А13+ 1373 (1,3 ± 0,2)•10*""' (2,3 0,3)-10"^

1423 (7,0 ± 0,6М0~^ (1.1 + 0,2) •1(ГА

1473 (2,6 1 0,3)-10~Й (4,2 + О,5М0~Л

1523 (9,6 * О.ЭМО"'5 (1.8 + о,змо~'3

1573 (2,9 ± 0,2) -Ю"12 (3,1 + 0,5)-Ю43

1473 (8,8 ± 0,6)-Ю"" —

1523 (1,7 ± 0,3)-10"" - 0,3)-10~У°

1573 (3,4 ± 1,0)-10"М (1,5 ±

1823 (2,5 ± 0,5)-10~9 (6,2 ± 1,2М<ГЙ

Зо геем иеследоЕанном температурном интервале наблюдается трех-, четырехкратное превышение параболической константы скорости реакции, протекающей при облучении , над Нт. в обычных условиях.. Их температурные зависимости в общем виде могут быть представлены как: ХРт. = 33,8-10* ехр (-4,87 эВ/кТ), сма/с; Нт. = 11,0-10* ехр (-4,85 эВ/кТ), см2/с.

Ззаимодействие с системе ЕпО ~ Рег03 было исследовано с помощью металлографической микроскопии методом спекания таблеток реагентов. Рост слоя феррита цинка происходит на таблетке Рег05 в результате одностороннего перемещения катионов цинка. В таблице 3 представлены данные по среднему значению коэффициентов диффузии лимитирующих ионов в реакциях синтеза Н1Мг0ц и 2п Рег Оц , рагсчитанные с использованием основных положений теории Вагнера-Шмальцрида по механизмам твердофазного взаимодействия оксидов.

В этой же главе представлены результаты исследования диффузш в контактирующей паре ферритов и (ИРе^О^ . Коэффициенты

взаимной диффузии катионов никеля.и цинка были рассчитаны методом Матано-Больцмана по кривым концентрационного распределения элементо! в диффузионной зоне. Анализ производили на установке электронного микрозондирования МХА-5А "ЛСОЬ" с диаметром зондового пятна 1мкм. Значительное ускорение массопереноса при облучении диффузионной пары ускоренными электронами наблюдается в твердом растворе никель-цинкового феррита 2пх Оц лишь в области состава О < &4.Ц25". Так при температуре отжига 1523 К в области состава, обогащенного АН Ре.гзначение В достигает 7,9-10~;о си1/с, что примерно в четыре раза выше,чем при диффузионном отжиге в обычных условиях.

В шестой главе рассмотрен анализ совместного воздействия температуры и потока ускоренных электронов на диффузионную картину РТ-процесса. Предложена модель, описывающая параллельно протекающие процессы генерации и отжига неравновесных дефектов применительно к импульсным потокам ионизирующего излучения. Показано, что неадекватность влияния на концентрацию радиационных дефектов температурного отжига и режима импульсного облучения, варьированием которого задается нужная температура, можег при неизменной энергетике элементарного диффузионного акта приводить к различному виду кажущейся температурной зависимости коэффициента диффузии. В этой связи следует бо-

лее осторожно подходить к интерпретации данных, полученных с исполь зованием импульсных электронных пучков,' особенно когда это касается механизма диффузионного процесса. Результаты моделирования показывают, что для выделения в чистом виде эффекта воздействия электронное пучка на реакционную способность твердых веществ, необходимо учитывать характер режима облучения в целом, а не только средние знамени: тока пучка и мощности поглощенной дозы.

ВЫВОДУ

1. Облучение электронами с энергией 1,5-20 Мэв приводит к ускорению диффузионного массопереноса в твердых неорганических системах (Ад , Си, Си - Ад, (А1 + 2,1\%Си)-А1,

КВг - А1, 2п0-2пГе20^-Рег05, МО - Ш/Д-^^Л^Й

2пРег0^ при температурах>0,6 температуры плавления. Эффект радиационно-стимулированной диффузии впервые зафиксирован для металлических систем на примере самодиффузии в серебре и меди, а также гетеродиффузии при образовании твердых растворов замещения Ад- Си. , Си.-А1. . Воздействие пучка ускоренных электронов оказывает интенсифицирующее влияние на миграцию ионов алюминия в монокристах лах КВр ; ускоряет диффузионную стадию взаимодействия в химических системах 2п0-Рег0ъ и Ж0~ Обнаружен эффект радиационно-стимулированной диффузии при образовании твердого раствора №^х1пхРег01, в области состава 0^25 иол.% £п•

2. Обработка ускоренными электронами с энергией 1,5-2,0 Мэв во время -диффузионного отжига приводит к увеличению диффу зионной подвижности в 2-10 раз по отношению к процессам, протекающим без воздействия ионизируюего излучения.

3. Эффект интенсификации массопереноса имеет неоднозначную зависимость от режима импульсного облучения - существенно влияние оказывают токо-частотные параметры электронного пучка, даже в условиях идентичности средних энергетически: характеристик потока. Наибольший эффект наблюдается при облучении непрерывным потоком электронов.

4. На основе представлений о релаксационном характере развития радиационных повреждений кристаллической структуры построена модель, описывающая отклик диффузионной среды на воздействие импульсного электронного пучка и объясняющая особенности наблюдаемых тепературных зависимостей эффекта ускорения диффузии в свете изменения частотных параметров режима облучения.

Основные материалы диссертации опубликованы в работах:

1. Бочкарев И.Г., Воронин А.П., Болдырев В.В. Исследование ысокотемпературного массопереноса в поле мощного ионизирующего излу-ения // Доклады АН СССР. - 1988. - Т.303, 1. - С.122-125.

2. Болдырев В.В'., Бочкарев И.Г., Воронин А.П., Ляхов Н.З., уржиков А.П., Шумилов Н.Ю. Взаимодействие в системе Ni0-Alz03npn обучении ускоренными электронами // Доклады АН СССР. - 1991. - Т.318,

. - С.618-620.

3. Бочкарев И.Г., Воронин А.П. Влияние импульсной мощности учка ускоренных электронов на процесс высокотемпературного массопе-эноса/IV Всес.совещ."Воздействие ионизирующего излучения и света на этерогенные системы".Тез.докл./г.Кемерово.- 1986. - 4.1. - С.14.

4. Бочкарев И.Г..Воронин A.n., Ляхов Н.З., Болдырев В.В.

др. Радиационно-стимулированная диффузия под воздействием импульсах электронных пучков высокой интенсивности / VI Всес.совещ. по рименению ускорителей заряженных частиц в народном хозяйстве Тез. экл. / г.Ленинград. - 1988. - С.93.

5. Бочкарев И.Г., Воронин А.П., Ляхов Н.З., Притулов A.M., фжиков А.П., Кожемякин В.А. Высокотемпературная диффузия при облу-энии пучком ускоренных электронов/ X Всес.совещ. по кинетике и ме-1низму химических реакций в твердом теле. Тез.докл./ г.Черноголовка.

1989. - Т.2 - С.24-25.

6. Притулов A.M., Суржиков А.П., Шумилов H.D., Бочкарев И.Г. др. Радиационно-стимулированная диффузия неизоморфной примеси в ди-1ектриках / X Всес.совещ. по кинетике и механизму химических реакций твердом теле. Тез.докл. / г.Черноголовка. - 1989. - Т.2. - С.33-34.

7. Бочкарев И.Г., Воронин А.П., Ляхов Н.З., Суржиков А.П. др. Высокотемпературная диффузия при мощном радиационном воздейст-

вии /VII Бсес.конф. по радиационной физике и химии неорганических материалов.Тез.докл./ г.Рига. - 1989. - 4.1. - С.179.

8. Бочкарев И.Г., Воронин А.П., Ляхов Н.З., Шумилов Н.Ю. и др. Интенсификация высокотемпературной диффузии при воздействии ускоренных электронов/ И Бсес.конф. по теоретической и прикладной радиационной химии. Тез.докл./ г.Обнинск. - 1990. - С.38-39.

Подписано к печати 02.08.93 г. Формат 60 х 84/16. Объем I п.л., печать офсетная. Тираж 100 экз. «заказ № 41. ИГД СО РАН