AP26104011 – MgO – CeO2 – ZrO2 наноқұрылымды композициялық керамикаларды қатты оксидті отын элементтерінің материалдары ретінде қолдану мүмкіндігін зерттеу
Мақсаты – Жобаның мақсаты — отын элементтері үшін материал ретінде цирконий, церий және магний оксидтері негізіндегі модификацияланған композитті наноқұрылымды керамикалардың қолданылу мүмкіндігін зерттеу.
Жобаның өзектілігі: Жобаның өзектілігі Қазақстандағы жаңартылатын энергия көздерінің үлесін арттыру және халықаралық бастамалар (COP28, Atom4NetZero) аясында зиянды шығарындыларды азайту қажеттілігімен байланысты. Тиімді әрі экономикалық тұрғыдан тиімді баламалы энергетикалық технологияларды дамыту үшін жоғары өнімділік пен төзімділікке ие жаңа материалдарды жасау қажет.
Осыған байланысты, жоғары өткізгіштікке, термиялық тұрақтылыққа және ұзақ қызмет мерзіміне ие наноқұрылымды керамикаларды қатты оксидті отын элементтері үшін әзірлеу – бұл жаңа буын энергетикалық жүйелердің тиімділігі мен рентабельдігін арттыруға бағытталған маңызды ғылыми-техникалық міндет болып табылады.
Ғылыми жетекші: Зикирина Айнур Мухаметжановна, Phd
Күтілетін және қол жеткізілген нәтижелер: Жобаны жүзеге асырудың бірінші жылында қатты дене физикасында қолданылатын сканерлеуші электрондық микроскопия, рентгенофазалық талдау, термогравиметрия, оптикалық және рамандық спектроскопия сияқты талдау әдістерінің жиынтығын қолдана отырып, MgO – CeO2 – ZrO2 үштік жүйесіндегі фазалық өзгерістер кинетикасы туралы мәліметтер алынады. Бұл мәліметтер пайдалану барысында полиморфтық өзгерістердің алдын алатын тұрақты фазалық құрамға ие керамикаларды алу үшін оңтайлы шарттарды анықтауға мүмкіндік береді.
Жобаны жүзеге асырудың екінші жылы жоғары температуралық тозуға төзімділікті тексеруге арналған MgO – CeO2 – ZrO2 керамика үлгілерін сынау эксперименттеріне бағытталады. Бұл зерттеу MgO тұрақтандырғыш компонентінің керамикалардың тотығуға және көлемдік ісінуге төзімділігіне әсерін ғана емес, сондай-ақ керамикалардың тозу кинетикасын анықтауға мүмкіндік береді. Эксперимент нәтижелері жоғары температуралық сынау режимдеріне байланысты коррозияның негізгі механизмдерін және құрылымдық ретсізденуді анықтайды.
Жобаны жүзеге асырудың үшінші жылы MgO – CeO2 – ZrO2 керамика үлгілерін иондық-электрондық өткізгіштікке әсер ететін құрамы өзгерген кезде отын элементтерінің анодтық материалы ретінде сынауға бағытталады, бұл сутегі өндірісінің тиімділігін анықтайды.
Зерттеудің өзектілігі отын элементтеріне арналған, жоғары сыйымдылықтық сипаттамалары бар, сонымен бірге жоғары температуралық тозуға төзімді материалдарды өндірудің арзан әдісін жасауда жатыр. Бұл тозу қатты оксидті отын элементтерін жасаудағы ең қиын шешілетін мәселелердің бірі болып табылады.
Жұмыс механоқұрылымдық белсендіру және термиялық отжиг әдістерін қолданып MgO – CeO2 – ZrO2 керамикаларын синтездеуге бағытталды. Эксперименттердің нәтижесінде керамикалық үлгілер сериясы алынып, олардың сипаттамасы сканерлі электрондық микроскопия, рентген фазалық талдау және механикалық беріктік анықтау әдістерімен жүргізілді.
Жобаның ғылыми жаңалығы MgO – CeO2 – ZrO2 үштік жүйесіне негізделген наноқұрылымды композиттік керамикаларды жасаудағы технологиялық шешімдерді анықтауда болып табылады, олар жоғары сыйымдылық көрсеткіштеріне, термиялық тұрақтылыққа және ұзақ қызмет ету мерзіміне ие.