Техническая керамика. 2

 

 

 

 

 

Доклад  по химии

по теме: Техническая керамика.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Студент: Бозин А.М.   

Группа: Рд 11    

Руководитель: Иванская Н.Н.  

 

Техническая керамика.

Понятие о  технической керамике.

Техническая керамика — большая группа керамических изделий и материалов, получаемых термической обработкой массы заданного  химического состава из минерального сырья и других сырьевых материалов высокого качества, которые заданную прочность, электрические свойства.

Классификация технической керамики.

В данном докладе представлена классификация, в основу которой положен признак  наличия в изготовленном изделии  определенного химического вещества, кристаллическая фаза которого преобладает  в этом виде керамики. Как видно из таблицы классификации, техническая керамика более всего применяется в радиоэлектронике и радиотехнике.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Классификационная таблица  №1

Класс	Вид	Основные области применения
1)Из высокоогнеупорных оксидов  (оксидная керамика)	Из оксида алюминия (корундовая керамика)	Огнеупорные изделия, вакуумная техника, конструкционные детали, химически  стойкие и электроизоляционные  изделия
	Из диоксида циркония	Огнеупорные изделия, конструкционные  детали
	Из оксида бериллия	Атомная энергетика, радиоэлектроника
	Из оксида иттрия	Авиация и электроника
	Из оксида магния	Огнеупорные и химически стойкие  изделия
	Из оксида кальция	То же
	Из оксида тория	Огнеупорные изделия, атомная энергетика
	Из оксидов урана	Атомная энергетика
	На основе диоксида кремния	Авиация, металлургия
2)На основе силикатов и алюмосиликатов	Муллитовая и муллито-корундовая	Электроника и радиотехника
	Клиноэнстатитовая	Вакуумная радио- и электротехника
	Форстеритовая	Вакуумная техника
	Корднеритовая	Электротехника
	Циркониевая	Электро- и радиотехника
	Цельзиановая	Радиотехника
	Литийсодержащая	>>
	Волластонититовая	>>
3)На основе двуокиси титана, титанатов, цирконатов и соединений с подобными свойствами	На основе диоксида титана	Радио- и электротехника
	На основе титанатов	Конденсаторы и пьезоэлементы, радиоэлектроника
	На основе цирконатов и соединений с пьезоэлектрическими свойсвами	То же
4)На основе шпинелей	Магнезиальная шпинель	Огнеупорные изделия, электровакуумная и радиотехника
5) На основе хромитов редкоземельных  элементов	Феррошпинели	Электроника и радиотехника
	Хромит лантана	Высокотемпературные нагреватели, электропроводящие  элементы
6) На основе тугоплавких бескислородных соединений	Хромит иттрия	То же
	Карбиды, бориды, силициды, иттриды	Огнеупорные изделия, электронагреватели конструкционные материалы
7)Композиционные материалы	_____	Конструкционные детали, огнеупорные  изделия

 

Механические  свойства технической керамики.

Керамические  материалы, как и всякое твердое  тело, оценивают по пределу прочности  при сжатии, растяжении, статическом  и динамическом изгибах, скручивании, а также по модулям упругости и сдвига, иногда и по коэффициенту Пуассона.

Твердые неорганические материалы принято  разделять по характеру их разрушения на хрупкие, полухрупкие и пластичные. Хрупкие материалы характеризуются полным отсутствием пластической деформации. В результате действия на керамику разрушающих усилий при нормальной температуре типичен хрупкий характер разрушения. Характерная для металлов пластическая деформация предшествующая разрушению, в керамике почти полностью отсутствует.

Характер  разрушения керамических материалов в зависимости от их фазового состояния различен. Их разрушение при сжатии, изгибе или растяжении происходит по телу стекловидной фазы, либо по кристаллам. В некоторых случаях в материалах чисто кристаллического строения разрушение происходит по границам зерен без нарушения их целостности. В керамике кристаллического строения прочность связана с энергией кристаллической решетки данного вещества, с межатомными силами. Если керамика муллитокремнеземистая или стеатитовая, содержит значительное количество стекловидной фазы, то разрушение обычно происходит в первую очередь по стеклу, обладающему меньшей прочностью. Однако в некоторых случаях при минимальном содержании стекловидной фазы, находящейся в сжатом упрочненном состоянии, первоначальное разрушение может произойти и по телу кристалла. Прочность бездефектного тела связана с силами внутриатомной связи. В большинстве керамических материалов наиболее прочная связь – ионная. Однако для некоторых бескислородных материалов характерна ковалентная связь. В реальных керамических материалах имеется большое количество дефектов как на микро-, так и на макроуровне, приводящих к концентрации напряжений.

Прочность некоторых керамических материалов кристаллического строения, рассчитанная теоретически по прочности межатомных связей, составляет порядка 10⁵МПа. Однако практическая прочность керамики значительно ниже.

Керамические  материалы являются, как правило, многофазовыми. Кристаллическая фаза практически всегда имеет дефектную  структуру, обусловленную образование  микротрещин, дислокаций, внедрением в  кристаллическую решетку примесных ионов, наличием вакансий. Содержащиеся в керамике поры также способствуют снижению ее прочности.

Снижение  практической прочности керамического  материала по сравнению с его  теоретической прочностью и дальнейшее его разрушение под влиянием разрушающих  нагрузок является также, по Гриффитсу, следствием содержания в керамике мельчайших и мелких трещин, у которых происходит концентрация напряжений. Одной из основных причин, способствующих разрушению материала, может быть различие температурных коэффициентов линейного расширения фаз, входящих в многофазовую керамику и приводящих к повышению напряжений на границах этих фаз в случае изменения температуры.

Гриффитс предположил, что причина разрушения материала - мельчайшие трещины на его поверхности, которые растут при приложении напряжения. Когда трещина растет, поверхностная энергия возрастает за счет образования новых поверхностей трещин, упругая деформация убывает. Энергия U, необходимая для образования дух новых поверхностей, равна:

U,

Где g – поверхностная энергия на единицу площади; c – длина трещины.

Гриффитс также установил, что напряжение s, необходимое для распространения трещины, обратно пропорционально квадратному корню из длины тещины:

.

Из  данного уравнения следует, что  прочность керамического материала  снижается по мере  развития трещины.

Абсолютные  значения прочности отдельных видов  керамики различны. Наибольшей прочностью при нормальных температурах обладает керамика кристаллического строения, главным образом оксидная. Модуль упругости оксидной конструкционной керамики колеблется в пределах от 10⁵ МПа до 4*10⁵ МПа. Прочность того или иного вида материала при условии постоянного химического и фазового состава зависит от структуры этого материала и может меняться под действием внешних факторов (переменных нагрузок, действия излучения), которые в той или иной мере приводят к изменению прочности керамики.

Важно знать, что прочность керамики, как правило, снижается с повышением температуры. Только в исключительных случаях наблюдается незначительное упрочнение, предшествующее значительному снижению прочности. Снижение прочности керамики кристаллического строения происходит плавно и главным образом обусловлено ослаблением структурных связей при повышении температуры. В многофазовой керамике, содержащей некоторое количество стекловидной фазы, наибольше падение прочности наблюдается в тех случаях, когда сильно снижается вязкость этой фазы.

Свойства  конструкционной керамики при высоких  температурах оценивают путем измерения ее ползучести. Ползучесть характеризует скорость линейных изменений образца под действием постоянной сжимающей или изгибающей силы при постоянной температуре в течение длительного времени, отнесенных первоначальной длине образца. Скорость ползучести выражается уравнением:

 

где ε – скорость ползучести; S – структурный фактор; Q – энергия активации; R – газовая постоянная; T – температура; σ – напряжение; n – постоянная, значение которой составляет 1 - 2.

Ползучесть - характерный вид необратимой  деформации, обусловленный скольжением  по границам отдельных кристаллов или  перемещениями дислокаций. Скорость ползучести керамики зависит от нагрузки, температуры, размера зерен кристаллов. С увеличением нагрузки и температуры  скорость ползучести возрастает.

На  прочность керамики влияют ее структура  и пористость. С повышением пористости все ее прочностные характеристики снижаются вследствие концентрации напряжений вокруг пор и уменьшения. Контактной поверхности соприкосновения отдельных зерен. Мелкозернистая керамика обычно обладает большей прочностью, чем крупнозернистая, при одном и том же химическом и фазовом составе.

 

Теплофизические свойства.

К теплофизическим свойствам керамики относятся ее теплоемкость, теплопроводность, тепловое расширение, лучеиспускание. Теплоемкость керамики кристаллической структуры подчиняется закону Дюлинга и Пти, по которому она равна приблизительно 24.7 Дж/(г*атом*К). теплоемкость весьма сильно меняется при низких температурах и незначительно при высоких, особенно после 1000°С. Теплоемкость есть свойство самого вещества, она не зависит от структуры, пористости, плотности, размеров кристаллов и других факторов.

Теплопроводность  характеризует скорость переноса теплоты  материалом. Она зависит от состава  стекловидной и керамической фаз а также от их пористости. Теплопроводность принято характеризовать уравнением теплового потока:

 

где Q – количество теплоты; δ – толщина стенки; F – площадь прохождения теплового потока; τ – время; t₁, t₂ – температура на горячей и холодной поверхности соответственно.

Теория  теплопроводности основана на представлении  о переносе теплоты в твердых  неметаллических телах тепловыми  упругими волнами – фононами. Теплопроводность вещества зависит от длины свободного пробега фононов и степени  нарушения колебаний тепловых волн во время их прохождения через данное вещество. В связи с этим степень теплопроводности определяют структура вещества, число и вид атомов и ионов, рассеивающих тепловые колебания. Кристаллы с более сложным строением решетки, как правило, имеют более низкую теплопроводность, так как степень рассеивания тепловых упругих волн в такой решетке больше, чем в простой. Снижение теплопроводности наблюдается также при образовании твердых растворов, так как при этом образуются дополнительные центры рассеивания тепловых упругих волн. В стеклах, характеризующихся разупорядоченным строением, длина пробега фононов не превышает межатомных расстояний, и теплопроводность стекла соответственно меньше, чем теплопроводность керамики, содержащей значительное количество кристаллической фазы.

Особенно  важно учитывать при применении керамики изменение ее теплопроводности при изменении ее температуры. Теплопроводность спеченной керамики кристаллического строения, особенно оксидной, с повышением температуры, как правило, сильно падает. Исключение составляет диоксид циркония, теплопроводность которого при нагревании возрастает. Теплопроводность стекла и керамики, содержащей значительное количество стекла, с нагревом увеличивается. Теплопроводность пористой керамики, изготавливаемой из чистых оксидов, достаточно низка для использования в качестве теплоизоляционного материала.

Термическое расширение керамики – следствие  увеличения амплитуды колебаний  ионов и атомов относительно их положения  равновесия, происходящее под влиянием температуры. Поэтому коэффициент  линейного расширения керамики не постоянен  при любой температуре. Для большинства  керамических материалов он повышается с температурой.

 

Обычно  измеряется не объемный, а линейный коэффициент расширения, составляющий 1/3 от объемного.

Термическое расширение большинства монокристаллов анизотропно. В кристаллах с кубической решеткой расширение происходит во всех направлениях равномерно, как, например у MgO. Однако среди керамических материалов есть такие, у которых анизотропия термического расширения выражена очень сильно. В частности, у широко распространенных корунда α-Al₂O₃ и муллита 3Al₂O₃*2SiO₂ также наблюдается анизотропия. Асимметрия строения кристаллической решетки приводит к тому, что коэффициент линейного расширения в одном из направлений может оказаться отрицательным, а объемное расширение кристаллической керамики будет очень мало. Такими материалами, например, являются алюмосиликаты лития.

Термическая стойкость – это способность  керамического изделия выдерживать  без разрушения резкие смены температуры. Термическая стойкость характеризует  в определенной степени материал, но в большей степени изделие  из данного материала, так как  на результаты испытаний оказывает  значительное влияние форма и  размер изделия. Условия эксплуатации керамических изделий настолько  разнообразны, что предложить единый критерий термической стойкости  не представляется возможным.

Разрушение  керамических изделий под влиянием температурных перемен происходит вследствие возникновения напряжений в материале этого изделия. Главные  причины возникновения этих напряжений: различия температуры в разных частях нагреваемого или охлаждаемого изделия, разные коэффициенты линейного расширения составляющих многофазной керамики, ограничение возможности расширения. Изделия разрушаются при возникновении напряжений, превышающих пределы допустимой прочности материала.

Термическая стойкость может быть характеризована  некоторым коэффициентом:

 

где λ – теплопроводность;σ –  предел прочности при разрыве; c – удельная теплоемкость; γ – плотность; σ – коэффициент линейного расширения; E – модуль упругости.

Термическая стойкость в настоящее время  оценивается по различным методикам, в основе которых лежат следующие  критерии:

1. число теплосмен, при котором изделие разрушается полностью или частично при нагревании до определенной температуры с некоторой скорость нагрева и при последующим медленном или резком охлаждении в воздухе или в другой среде.
2. потеря механической прочности специально подготовленного образца после ряда последовательных нагревов и охлаждений до различных температур с различной скоростью, в различной среде. Термическая прочность выражается как потеря механической прочности в процентах по отношению к первоначальной.
3. предельный температурный перепад, при котором изделие разрушается или теряет свои технические свойства.

На  термостойкость влияет ее макро- микроструктура. Материал с зернистой структурой более термостоек, чем плотный.

 

Электрофизические свойства.

Важнейшими  электрофизическими свойствами электроизоляционной  керамики являются диэлектрическая  проницаемость, температурный коэффициент  диэлектрической проницаемости, удельное объемное и поверхностное сопротивление, электрическая прочность, диэлектрические  потери (тангенс угла диэлектрических  потерь).

Электрические свойства технической керамики связаны  с составом и структурой кристаллических  фаз, с составом стекловидного вещества и соотношением кристаллической и стекловидной фаз в технической керамике. Кристаллические фазы характеризуются преимущественно ионными связями. Ковалентные связи присущи лишь определенным классам соединений, в основном некоторым бескислородным соединениям. Свободные электроны в керамике практически отсутствуют.

Специальные виды керамики, предназначенные для  электроизоляции в тех или иных условиях, отличаются от массовых видов керамики и огнеупоров повышенными электрофизическими свойствами.

Диэлектрическая проницаемость. Относительную диэлектрическую проницаемость определяют как отношение зарядов на обкладках конденсатора при замене пластин из данного диэлектрика на вакуум:

.

Такое изменение электрической емкости  происходит в результате явления  поляризации диэлектрика. Поляризация представляет собой процесс смещения структурных элементов кристаллической решетки под влиянием внешнего электрического поля. В результате взаимодействия с внешним полем происходит нарушение и распределение электрических сил, действующих внутри кристалла, при сохранении его общей нейтральности. В керамике есть следующие виды поляризации: электронная, ионная, электронно- и ионно-релаксационная, спонтанная. Степень поляризации диэлектрика складывается как сумма поляризаций каждого вида.

Электронная поляризация представляет собой упругое смещение центра тяжести и деформацию отрицательно заряженного электронного облака под влиянием электрического поля. Электронная поляризация протекает практически мгновенно, не связана с потерей энергии и для большинства видов керамики не является характерной.

Ионная  поляризация – это относительное смещение упруго связанных ионов различных зарядов. Этот вид поляризации присущ всем видам керамики, содержащей кристаллические вещества ионного строения. Ионная поляризация также протекает мгновенно. Если же на возврат ионов требуется время, т.е. релаксация протекает во времени, то различают электронно- и ионно-релаксационную поляризацию. Такие вещества обладают большой диэлектрической проницаемостью, например, титаносодержащая керамика.

Спонтанная  поляризация представляет собой направленную в отношении внешнего электрического поля ориентацию электрических моментов, расположенных хаотически в отдельных областях кристалла до наложения электрического поля. Спонтанная поляризация связана со значительным рассеиванием энергии. Особенность спонтанной поляризации состоит в нелинейной зависимости диэлектрической проницаемости от напряженности электрического поля и наличия максимума при некоторой температуре.

Диэлектрическая проницаемость ε – важнейшее свойство характеризующее строение керамического диэлектрика. По значению диэлектрической проницаемости ε керамические материалы весьма различны. В большинстве оксидных, силикатных и алюмосиликатных материалов ε колеблются в диапазоне   6-12, однако ε некоторых кристаллических веществ достигает нескольких тысяч (например, BaTiO₃). При повышении температуры кристаллы с прочными связями и малой поляризацией ε меняют незначительно. Легкополяризуемые же материалы очень чувствительны к изменениям температуры.

Температурный коэффициент диэлектрической проницаемости (ТК). При повышении температуры значение ε у керамических материалов меняется: у одних оно растет, у других уменьшается, у третьих в разных температурных областях растет или снижается. Температурный коэффициент диэлектрической проницаемости, таким образом, имеет различный знак, а для некоторых материалов имеет переменное значение и связан приближенно формулой:

 

Наибольшую  ценность представляет керамика с низким ТК, позволяющая обеспечить температурную  стабильность электрических схем, включающих керамический диэлектрик.

Удельное  объемное и поверхностное сопротивление  ρ_V и ρ_S. Электропроводность керамики принято оценивать по обратной величине проводимости – сопротивлению. Удельное сопротивление численно равно сопротивлению куба с ребром 1 см при условии, что ток проходит через 2 противоположные стороны квадрата:

 

где S – площадь сечения; n – толщина образца.

Удельное  поверхностное сопротивление численно равно сопротивлению квадрата при  условии, что ток проходит через  две противоположные стороны  квадрата:

 

Где d и l – стороны квадрата.

Электропроводность  керамики зависит от концентрации носителей  заряда, их величины и подвижности. При температуре Т:

 

где γ – удельная электропроводность; q – заряд носителя; n₀ – концентрация носителей; v₁=v₀E₀ ,  v₀ и E₀ скорость и напряженность поля соответственно.

Электропроводность  керамики складывается из электропроводностей  составляющих ее фаз. В подавляющем  большинстве случаев электропроводность керамики носит ионный характер.  Ионы, входящие в кристаллическую решетку, имеют определенную подвижность. Она тем меньше, чем прочнее внутрикристаллические связи.

Те  ионы, которые находятся в межузлиях и дефектных положениях кристаллической решетки, более подвижны. Особенно подвижны ионы примесных соединений. Ионы стекловидной фазы всегда подвижнее, чем ионы кристаллической фазы. Именно они и являются основным источником электропроводности. Большей подвижностью обладают ионы щелочных металлов. Подвижность возрастает при увеличении температуры. Ионы щелочно-земельных металлов тормозят движение ионов щелочных металлов, т.к. обладают значительной массой.

Для характеристики керамики очень важна  зависимость электропроводности от температуры. С повышением температуры электропроводность увеличивается. Электропроводность керамики содержащей большое количество стекловидной фазы нарастает интенсивнее. Температурная зависимость электропроводности:

 

где α – температурный коэффициент.

Чисто кристаллическая керамика изменяет электропроводность сравнительно медленно и сохраняет свои электроизолирующие свойства до очень высоких температур.

Диэлектрические потери. При воздействии на керамический материал электрического поля поглощается некоторое количество энергии. Эту энергию, затраченную на работу перемещения структурных элементов кристаллической решетки, называют диэлектрическими потерями. Диэлектрические потери сопровождаются нагревом диэлектрика. Их принято оценивать по углу диэлектрических потерь. Углом диэлектрических потерь δ называют угол, дополняющий до 90° угол сдвига фаз θ между током и напряжением в емкостной цепи. Энергия поголощенная конденсатором:

 

В идеальном диэлектрике θ=0 и, следовательно, Q=0. В реальном диэлектрике θ<0 на некоторый угол δ. Тогда:

 

Sinδ при малых углах δ практически равен tgδ.  Этой величиной обычно и оценивают диэлектрические потери.  Диэлектрические потери в керамических диэлектриках складываются и затрат энергии, связанных со следующими процессами: сквозной электропроводностью, поляризацией, ионизацией газообразной фазы.

На  диэлектрические потери керамики кроме  ее природы, строения, температуры оказывает  влияние частота поля.

Абсолютное  значение диэлектрических потерь керамики различно. Наименьшими потерями обладает керамика с кристаллической структурой плотной упаковки и минимальным содержанием стекловидной фазы.

Электрическая прочность керамики оценивается по ее способности противостоять до разрушения действию электрического поля. Напряжение, при котором происходит пробой диэлектрика, называется пробивным напряжением, а напряженность, при которой происходит пробой, пробивной напряженностью. Иногда ее отождествляют с электрической прочностью:

 

Пробой  керамики в полях высокой напряженности  может происходить путем так называемого электрического или теплового пробоя. Благодаря большой скорости движения электронов создается электронная лавина, в результате чего в каком-то направлении возникает возможность сквозной проводимости и материал теряет электроизолирующую способность. Тепловой пробой – результат резкого повышения температуры, сопровождающегося локальным проплавлением керамики под влиянием увеличения проводимости и вследствие увеличения диэлектрических потерь.

С повышением температуры пробивная  напряженность резко падает. Наличие пористости также снижает пробивную напряженность.

 

Химическая  стойкость технической керамики.

Химическая  стойкость представляет собой ее способность противостоять воздействию  какого-либо химического реагента, среды. Скорость процессов химической коррозии керамики зависит от природы  взаимодействующих фаз, от структурных  особенностей керамики (от ее пористости, состояния поверхности, степени  кристаллизации, распределения кристаллической  и стекловидной фаз). Скорость химического  взаимодействия зависит от температуры, давления концентрации, скорости относительного перемещения реагирующей среды  и керамического изделия. Оценка возможности взаимодействия среды с керамикой может быть произведена с помощью термодинамических расчетов. Термодинамика дает основание установить возможность самопроизвольного процесса химического взаимодействия при определенных условиях.

Направление химической реакции оценивается  по знаку изобарно-изотермического  потенциала. Если при данных условиях реакции, т.е. определенных температуре  и давлении, изобарно-изотермический потенциал имеет отрицательное  значение , то реакция возможна и соответственно невозможна, если он положителен.

В результате химического взаимодействия воздействующей среды на керамику происходит ее коррозионное разрушение, сопровождающееся частичной или даже полной потерей  прочности, изменением других свойств. Различают жидкостную и газовую  коррозию в зависимости от состояния  химического реагента. Виды коррозионного разрушения разнообразны и зависят главным образом от структурных особенностей керамики и ее фазового состава. В равномерно плотной и однофазной керамике преобладает сплошная коррозия. В многофазной керамике возможна избирательная коррозия по одной из фаз преимущественно стекловидной. Если распределение фаз неравномерное, то возможна коррозия пятнами, язвами, точками. В отдельных случаях происходит межкристаллическая и транскристаллическая коррозия. В пористом изделии коррозия распространятся на весь объем.

Наиболее  значительными случаями взаимодействия керамики с другими веществами являются:

• взаимодействие с кислотами, щелочами и их растворами, а также с водой. Как правило кислотно-щелочная устойчивость технической керамики высокая. В многофазной керамике, содержащей щелочные и щелочно-земельные оксиды, последние вымываются первыми. Установлено, что растворимость в воде связана с типом внутриатомных связей, кристаллической структурой вещества. Например, с увеличением ковалентности связи растворимость увеличивается.
• Взаимодействие между керамикой, главным образом оксидной, и расплавленными металлами. Химическая устойчивость чисто оксидной пленки в значительно мере зависит от теплоты образования данного оксида. Чем больше теплота образования оксида, т.е. чем прочнее внутрикристаллические связи, тем выше химическая устойчивость керамики на его основе.
• Взаимодействие между керамикой и газообразными веществами. В некоторых случаях керамика должна противостоять воздействию галоидов, сернистого газа, углеводородов и других газов. Если в состав керамики входят элементы с переменной валентностью, то в некоторых условиях возможны окилительно-восстановительные реакции с образованием более легких соединений. Особенно усиливается взаимодействие с газом во влажной среде и при повышении температуры.
• Взаимодействие между двумя керамическими материалами в местах их контакта при высокой температуре с образованием легкоплавких эвтектик.

Поведение керамики при  воздействии на нее других сред следует  оценивать, исходя из общих химических законов.

 

Радиационная стойкость.

В ряде случаев по условиям эксплуатации керамика подвергается действию ионизирующих излучений. Радиационная стойкость представляет собой способность  керамики сохранять свои свойства под  действием определенной дозы излучения. Радиационную стойкость принято  оценивать интегральной дозой излучения, которая не приводит к изменению  свойств керамики в определенных пределах, а также мощностью дозы облучения.

Интегральная доза облучения  определяется как произведение величины потока нейтронов на время облучения. Мощность излучения представляет собой  величину потока нейтронов, проходящих через единицу поверхности в  единицу времени. В полях ионизирующих излучений на керамику действуют γ-кванты нейтроны. Последние делятся по своей энергии на тепловые (до 1эВ), промежуточные (1эВ-1кэВ) и быстрые (более 100 кэВ).

Радиационное облучение  вызывает структурные изменения  и искажения как в кристаллической  фазе, так и в стекловидной фазе. Изменяются плотность и соответственно размеры изделия, а также физические свойства. Степень радиационного повреждения керамических материалов зависит от поглощенного излучения в единицу объема. Поглощение рентгеновских , гамма-лучей сопровождается потерей их энергии в результате фотоэффекта, эффекта Комптона, эффекта образования пор.

Нейтроны, взаимодействуя с веществом керамики, рассеиваются на ядрах атомов, или происходит их захват. Различают упругое рассеивание  электронов, при котором не происходит захвата нейтронов, а лишь потеря ими кинетической энергии. Если захват нейтрона сопровождается распадом ядра с испусканием вторичного нейтрона и образованием стабильного радиоактивного ядра отдачи и испусканием гамма-квантов, то такое взаимодействие называется неупругим рассеиванием нейтрона. Суммарный процесс взаимодействия нейтронов всех видов с ядрами элементов, подвергающихся облучению, оценивается  по так называемому «сечению рассеивания», которое характеризует вероятность, с которой может произойти данная ядерная реакция. Оно имеет размерность площади и выражается в барнах (10^-24см²)

Многочисленные исследования показывают, что устойчивость к облучению  керамики, имеющие связи «катион-кислород»  уменьшаются в следующем порядке: Be,Al,Zr,Si – O. Наиболее устойчивой связью оказывается ионная, менее – ковалентная и молекулярная. Наиболее устойчивы к облучению кристаллические структуры с плотной упаковкой. Наибольшая устойчивость присуща простым структурам с высокой симметрией в отличие от анизотропных.