Разработка иерархически структурированных дискретно-армированных и дисперсно-упрочненных термостабильных композиционных материалов для теплонагруженных узлов перспективной ракетно-космической техники

Объектом исследования являются сверхтугоплавкие, жаропрочные и жаростойкие композиционные материалы, в том числе дискретно-армированные керамико-матричные композиционные материалы в системах HfB2-SiC, (Zr,Ta)B2-SiC, (Hf,Ta)B2-SiC, (Zr,Ta)B2-TaSi2-SiC, TaSi2-TaC-SiC, (Ta,Hf)C, (Ta,Zr)C, жаропрочные сплавы ЭП741НП, АЖК, интерметаллидные сплавы в системах NiAl-Cr-Co-Nb-Mo-Hf, NiAl-Cr-Co-Х (X = La, Mo, Zr, Ta, Re), Ti-Al-Nb-Mo-B, дисперсно-упрочненные иерархические сплавы в системе W-Co-Ta-C, а также полученные по различным технологиям жаропрочные покрытия в системах MoSi2-MoB-HfB2 и MoSi2-MoB-ZrB2, Al-Si, Al-Ca-Mn и Al-Ca-Si, Zr-Ta-Si-B-С-N, Mo-Zr-Hf-Si-B-С-N. Основной целью является: разработка иерархически структурированных дискретно-армированных, дисперсно- и дисперсионно-упрочненных окислительностойких композиционных материалов для ракетно-космической техники путем in situ исследований эволюции структуры при нагреве и механическом воздействии; установление влияния состава и структуры композиционных материалов на механизмы деформации, разрушения и окисления. Проведены комплексные материаловедческие исследования дискретно-армированных, дисперсно-упрочненных керамических и металломатричных жаропрочных композиционных материалов. Изучена стойкость керамики к эрозионному и окислительному динамическому воздействию высокоэнтальпийного газового потока, а также исследована кинетика при статическом окислении. Изучены механизмы деформации и разрушения материалов при in situ испытаниях. Для ряда систем выполнен расчет межфазных взаимодействий и диаграмм фазовой стабильности. Рассчитана энтальпия смешения твердых растворов боридов. Научная новизна работы заключается в установлении взаимосвязей между структурой и свойствами перспективных дискретно-армированных, дисперсно-упрочненных термостабильных керамических и металломатричных материалов, а также в установлении механизмов деформации и разрушения при in situ испытаниях в колонне просвечивающего электронного микроскопа. Результаты проекта имеют высокую научную значимость, не имеют аналогов в России и за рубежом, а также являются существенным научным заделом для разработки перспективных материалов теплонагруженных узлов ракетно-космической техники.