Отчет о прикладных и научных исследованиях и экспериментальных разработках "Изготовление и проведение испытаний экспериментальных образцов" (заключительный, этап 2)

Цель: создание технологии нанесения функциональных нанокомпозиционных (наномодифицированных) покрытий для увеличения срока активного использования и защиты конструкций космических аппаратов. Проведены исследования по оптимизации состава, изготовлен гетерофазный порошковый полуфабрикат скорректированного состава на основе HfB₂-HfSi₂-MoSi₂/ZrB₂-ZrSi₂-MoSi₂. На его основе методом шликерного осаждения изготовлены экспериментальные образцы элементов конструкций космических аппаратов (КА) с защитными нанокомпозиционными (наномодифицированными) покрытиями в системе MeIV(MeVI)-Si-B(C)-X. Проведены исследовательские испытания экспериментальных образцов. Полученные защитные нанокомпозиционные покрытия на поверхности модельных втулок камеры сгорания ЖРДМТ из УУКМ характеризуются толщиной от 62,3 до 86,3 мкм, твердостью при индентировании от 20,3 до 22,7 ГПа, модулем упругости от 155 до 236 ГПа, величиной упругого восстановления от 60,1 до 69,5 %, адгезионной прочностью от 33,5 до 47,2 Н и усталостной прочностью от 900 до 1100 Н при продолжительности ударно-динамического нагружения 105 циклов. Скорость абляции материала в процессе газодинамических испытаний составила от 4,9 до 7,4 мг/с, что позволило сделать вывод о том, что полученные защитные покрытия обеспечивают стойкость элементов конструкций КА из УУКМ к воздействию высокоэнтальпийных потоков окислительного газа при температурах свыше 2000°С в течение более 450 с. Создана система защиты теплонагруженных элементов КА из УУКМ путем нанесения гетерофазных защитных покрытий, трансформирующихся в многослойную самоорганизующуюся систему под воздействием высокоэнтальпийных потоков окислительных сред.