Отчет о научно-исследовательской работе Перспективные функциональные композиционные материалы и покрытия для высокотемпературных областей применения (промежуточный, этап 2)

Объектом исследований являются функциональные сверхтугоплавкие композиционные материалы (СТКМ) на основе тугоплавких соединений (боридов, карбидов, нитридов, силицидов) получаемые методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) по схемам элементного синтеза, магнийтермического восстановления и фильтрационного горения, и покрытия на их основе. Цель работы – создание научных принципов и технических решений получения функциональных СТКМ на основе тугоплавких соединений методами синтеза из элементов, с использованием твердофазных источников азота и газифицирующихся реагентов, а также магнийтермического восстановления, и покрытий на их основе. Разработаны новые составы высокотемпературной гетерофазной иерархически структурированной керамики в системах HfB2/ZrB2-HfSi2/ZrSi2-MoSi2, HfB2-SiC, Hf,Ti,Та)В2-(Hf,Ti,Та)5Si3В и Ta5Si3-TaN-Si3N4, в том числе in situ армированной нановолокнами SiCnw/Si3N4nw. Методом СВС с использованием вышеуказанных схем синтеза получены узкофракционных микропорошки прекурсоры СТКМ. Для получения консолидированных СТКМ, в том числе мишеней-катодов для ионноплазменного осаждения покрытий использовали технологии горячего прессования (ГП), искрового плазменного спекания (ИПС) и силового СВС- компактирования. Исследован процесс осаждения функциональных покрытий методом магнетронного распыления композиционных мишеней-катодов из разработанных СТКМ. Получены покрытия в системах Ta-Zr-Si-B, Ta-Si-N, Ta-Si-C, Ta-Zr-Si-B, Mo-Si-B, Mo-Zr/Hf-Si-B на подложках из Si, Al2O3, Mo, ХН65ВМТЮ, ВК6М, кварца и стекла. Исследован процесс получения многокомпонентных покрытий методом осаждения из растворов с последующей вакуумной пропиткой пористого углеродного каркаса при использовании СВС- микропорошков HfB2/ZrB2-HfSi2/ZrSi2/Si-MoSi2. Проведены комплексные материаловедческие исследования синтезированных порошков, консолидированных керамик и покрытий на их основе.