​Неизвестный ранее физический эффект, существенно повышающий возможности управления свойствами керамики, обнаружен учеными Томского политехнического университета (ТПУ). Результаты исследования могут быть использованы для разработки новых видов керамики с улучшенными эксплуатационными свойствами, считают его авторы. Работа опубликована в Nuclear Instruments and Methods in Physics Research.

В процессе облучения керамики из глинозема пучками ионов с высокой энергией ученые ТПУ обнаружили, что изменение ее структурных свойств происходит на глубинах, превышающих глубину проникновения ионов. Подобное явление — так называемый эффект дальнодействия — ранее наблюдалось только при облучении металлов.

 
Мы обнаружили, что структурно-фазовые изменения керамики происходят на глубинах, в сотни раз превосходящих глубину проникновения ионов. Однозначного объяснения этого эффекта до сих пор нет, ведутся горячие дискуссии", — рассказал профессор отделения контроля и диагностики ТПУ Сергей Гынгазов.
 
 
Ионная обработка, как объяснили ученые, дает возможность кардинально менять свойства приповерхностных слоев толщиной до нескольких десятков микрон, получая так называемую "градиентную керамику". При этом, как отметили специалисты ТПУ, на сегодня это единственный эффективный метод модификации характеристик керамики.
 
По словам исследователей, внедрение этой технологии позволит улучшить эксплуатационные показатели керамики в различных сферах применения, в первую очередь затронув промышленный катализ, а также технологии создания сложного микрорельефа и газовых сенсоров.
 
Как объяснили авторы, для ионного легирования неметаллов – диэлектриков и полупроводников – обычно используют малоинтенсивные ионные пучки с энергией порядка 50-80 кэВ, что требует крайне длительного времени. Ученые ТПУ используют для этого высокоинтенсивные ионы энергией 180 кэВ, что позволяет довести время обработки до нескольких секунд и менее.
 
"Режимы радиационной обработки, используемые нами сегодня, еще не так давно было практически невозможно реализовать. Однако благодаря бурному развитию ускорительной техники, особенно у нас в России, ситуация сильно изменилась", — сообщила одна из соавторов работы аспирантка Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Валерия Костенко.
 
Авторы особо подчеркнули, что успех достигнут благодаря тесному сотрудничеству с Институтом ядерной физики СО РАН и передовыми отечественными разработчиками ускорительной техники, среди которых как научные группы из самого ТПУ, так и их коллеги из ИСЭ СО РАН (Томск) и ИЭ УрАН (Екатеринбург). Разработки поддержаны грантом РНФ №17-19-01082.

 
Исследовательская группа намерена в дальнейшем изучить воздействие на керамику тяжелых ионов. Ученые рассчитывают, что это позволит придать ей устойчивые проводящие свойства для использования в качестве высоковольтной изоляции на ускорителях. Работы в этом направлении уже ведутся на базе Объединенного института ядерных исследований в Дубне.

Источники

В России придумали, как управлять свойствами керамики
Bisnes-sodeistvie.ru, 02/03/2020
Российские исследователи обнаружили новые свойства керамики
Online47.ru, 02/03/2020
Российские исследователи обнаружили новые свойства керамики
Seldon.News (news.myseldon.com), 02/03/2020
Российские ученые научились управлять свойствами керамики | Новости
Невские Новости (nevnov.ru), 02/03/2020
В России придумали, как управлять свойствами керамики
Kyivweekly.com, 02/03/2020
В России придумали, как управлять свойствами керамики
News2world.net, 02/03/2020
В России придумали, как управлять свойствами керамики
РИА Новости, 02/03/2020
В России придумали, как управлять свойствами керамики
Новости@Rambler.ru, 02/03/2020
В России придумали, как управлять свойствами керамики
Mukola.net, 02/03/2020
В России придумали, как управлять свойствами керамики
Novostival.ru, 02/03/2020
Российские ученые научились управлять свойствами керамики
Profi-news.ru, 02/03/2020
Российские ученые научились управлять свойствами керамики
Радио Sputnik (radiosputnik.ria.ru), 02/03/2020
Исследователи ТПУ обнаружили новые свойства керамики
Служба новостей ТПУ (news.tpu.ru), 03/03/2020
Томские ученые обнаружили новые свойства керамики после ионного облучения
РИА Сибирь (ria-sibir.ru), 03/03/2020
В России придумали, как управлять свойствами керамики
Российский научный фонд (рнф.рф), 05/03/2020
В России придумали, как управлять свойствами керамики
Российский научный фонд (rscf.ru), 05/03/2020

Похожие новости

  • 04/09/2019

    Цитируемые ученые ТПУ: катализаторы из золота и оболочки для ТВЭЛов

    ​Проект «Цитируемые ученые ТПУ» подводит итоги публикационной активности ученых Томского политехнического университета за летний период. Самый высокоцитируемый соавтор статей ученых ТПУ имеет индекс Хирша 75, а самый высокорейтинговый журнал — импакт-фактор 9,405 (Green Chemistry, Q1).
    829
  • 31/12/2017

    Топ-10 исследований российских ученых 2017 года по версии РНФ

    Около 35 тысяч российских ученых проводили и проводят фундаментальные исследования при поддержке Российского научного фонда (РНФ). Ежемесячно в российских и зарубежных СМИ выходят десятки новостей об их достижениях.
    4007
  • 09/12/2019

    НГТУ НЭТИ представит свои разработки на «ВУЗПРОМЭКСПО—2019»

    ​11 декабря в Москве стартует Национальная выставка «ВУЗПРОМЭКСПО—2019», которая демонстрирует результаты реализации государственных и федеральных целевых программ в сфере науки и промышленности.  Инженеры и ученые НГТУ НЭТИ представят установку для in-situ исследования эволюции структуры металлов и сплавов в процессе сухого трения скольжения, которая предположительно будет использоваться в работах Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ»).
    545
  • 25/09/2019

    Ученые ТГУ нашли новые пульсации в пламени «горелки» для тяжелого топлива

    Исследования нового устройства, созданного в Институте теплофизики Сибирского отделения Российской академии наук и предназначенного для бессажевого сжигания тяжёлого углеводородного топлива с паровой газификацией, провели на механико-математическом факультете.
    777
  • 30/01/2020

    Программа мероприятий, посвященных Дню российской науки

    ​8 февраля — День российской науки. Во всех научных центрах Сибирского отделения РАН состоятся праздничные мероприятия. В дни открытых дверей в институтах можно будет посетить научные лаборатории, увидеть уникальное оборудование и приборы, послушать лекции по актуальным вопросам науки, побеседовать с ведущими учеными, посмотреть фильмы о науке.
    2383
  • 17/09/2019

    Разработана концепция гибридного реактора на основе плазменной открытой ловушки

    ​Специалисты трех российских институтов (Российский Федеральный Ядерный Центр – Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина - РФЯЦ-ВНИИТФ; Национальный исследовательский Томский политехнический университет​ – ТПУ; Институт ядерной физики им.
    912
  • 12/02/2020

    Сибирские ученые нашли способ, как повысить безопасность атомных станций

    ​Ученые Томского политехнического университета нашли способ на 75 % увеличить время работы ядерного реактора без замены топлива, сообщают РИА Новости. По словам исследователей, это значительно повысит безопасность и снизит расходы на эксплуатацию атомных станций в труднодоступных районах.
    287
  • 09/06/2018

    ИЯФ СО РАН предоставит площадку для лечения

    ​Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН готов предоставить на своей территории площадку для лечения методом бор-нейтронозахватной терапии онкобольных, которым не помогают другие методы. Это должно быть временным решением до появления специализированной клиники, проект которой разрабатывается в Новосибирском государственном университете.
    1794
  • 11/01/2019

    Главные новости сибирской науки в декабре 2018 года

    В результате анализа данных информационного портала ГПНТБ СО РАН «Новости сибирской науки» за декабрь 2018 г. выявлены самые рейтинговые сообщения по различным категориям.  В категории «Новости Минобрнауки / ФАНО» большой интерес вызвали публикации: 19 декабря – Глава Минобрнауки назвал задачи в рамках нацпроекта «Наука».
    4530
  • 22/09/2016

    В Новосибирске планируют создать клинику для лечения методом БНЗТ

    ​Новосибирский государственный университет в сотрудничестве с российскими и зарубежными научными организациями работает над реализацией масштабного проекта по созданию клиники для лечения глиобластомы мозга и других онкологических заболеваний с помощью метода бор-нейтронозахватной терапии и ускорительного источника нейтронов Института ядерной физики им Г.
    4177