Отчет о научно-исследовательской работе по теме «Исследование процесса консолидации перспективной сверхвысокотемпературной керамики Hf(C,N) для ракетно-космической промышленности» (промежуточный, 1 этап)

Развитие аэрокосмической промышленности, одним из направлений которой является создание многоразовой ракетно-космической системы, ставит перед учеными непростую задачу, заключающуюся в разработке новых конструкционных материалов с высокими эксплуатационными характеристиками, способных работать в условиях сверхвысоких температур (> 2000 °С) при аэродинамическом нагреве высокоскоростными потоками воздуха. В настоящее время наиболее перспективными материалами являются сверхвысокотемпературные керамики: бориды, карбиды, нитриды, карбонитриды и двойные карбиды переходных металлов IVB и VB групп. Эти соединения характеризуются высокой твердостью, прочностью при высоких температурах, рекордными температурами плавления. Однако для использования в аэрокосмической промышленности данные материалы обладают недостаточно высокой окислительной стойкостью в интервале от 400 до 1600 °С. Кроме того, из-за высоких коэффициентов самодиффузии такие материалы консолидируют при температурах выше 2000 °С, что негативно сказывается на энергоэффективности процесса получения. Как правило, для улучшения стойкости к окислению и снижения температуры спекания данные материалы модифицируют кремнийсодержащими добавками, например, SiC. Благодаря формированию плотных защитных слоёв (SiO2, B2Si2O3, HfSiO4) окислительная стойкость СВТК повышается. В связи с этим целью первого этапа выполнения проекта являлось исследование влияния SiC на температуру спекания, микроструктуру, механические свойства и окислительную стойкость перспективного материала Hf(C,N), который ранее продемонстрировал рекордную температуру плавления среди всех известных соединений.