Разработка СВС-технологий порошков нитридов Al, Si, Zr, Ti и композиций на их основе

Работа посвящена экспериментальному исследованию горения шихт на основе порошков алюминия, кремния, титана, циркония и сплава V3Al2 под давлением азота, созданию научных и технологических основ получения порошков нитридов (AlN, Si3N4, ZrN, TiN) и композиций на их основе (Si3N4∙MgO, AlN∙Y2O3, AlN-VN-V2N) методом СВС, разработке научных методов и принципов управления морфологией, химическим и фазовым составом нитридов в процессах СВС, разработке СВС технологий порошков нитридов для их производства и практического применения в разных отраслях промышленности. Изучено влияние газифицирующихся и легкоплавких солевых добавок на морфологию, химический и фазовый состав нитридов алюминия и кремния. Изучено влияние оксидов магния и иттрия на фазовый и морфологический состав композиций AlN-Y2O3 и α-Si3N4-MgO. Изучено влияние температуры синтеза на характеристики синтезируемых нитридов. Установлено, что основную роль в формировании фазового состава композиции α-Si3N4-MgO играет температура синтеза и количество примеси кислорода в компонентах шихты. Впервые показано, что при использовании субмикронных порошков кремния температура горения шихты может быть ниже температуры плавления кремния, а процесс азотирования реализуется в диффузионном режиме. Изучены закономерности горения шихт на основе порошка циркония марки ПЦЭ-ЗР с размером частиц менее 700 мкм. Определено оптимальное содержание порошка циркония в шихте как 60 %масс. Изучены закономерности фазообразования при азотировании сплава ВнАл-1 (V3Al2). Установлено, что при наличии фильтрационных затруднений продукт синтеза может иметь многофазный состав: AlN-V2N, AlN-VN-V2N, AlN-VN-V2N-V. В отсутствие фильтрационных затруднений происходит полное азотирование до AlN-VN. Впервые изучены закономерности горения порошка титана в азоте в присутствии хлористого аммония. Показано, что азотирование порошков титана в режиме горения с участием NH4Cl можно осуществлять при температурах значительно ниже температуры плавления титана. Разработаны научные основы управления морфологией частиц нитридов алюминия и кремния. Разработаны СВС технологии порошков нитрида алюминия с заданными характеристиками для различных областей применения. Разработаны СВС-технологии порошков альфа фазы нитрида кремния с волокнистой и равноосной формой частиц. Впервые разработана СВС технология порошка нитрида циркония с чистотой 99,5 %масс. Разработаны СВС-технологии композиционных порошков AlN-Y2O3 и α-Si3N4-MgO. Впервые разработана технология азотирования сплава ВнАл-1. Разработана методика получения наноструктурированных и субмикронных порошков нитрида титана.