Перспективы применения и практическая значимость синтезированных композиционных материалов для повышения эксплуатационных свойств покрытий и металлических сплавов

Цель работы: Разработка технологических основ синтеза легированных алюминидов никеля и формирования покрытий методом термовакуумного напыления, а также оценка экологического состояния и систем мониторинга техногенного воздействия в природно-горнопромышленных системах. Объекты исследований: синтезированные сплавы системы Ni-Al с цирконием; покрытия, полученные из синтезированных сплавов; природно-горнопромышленные техногенные системы, автономные информационно-измерительные и управляющие системы. В работе применялись современные методы исследований структур и свойств синтезированных сплавов. В главе 2 представлены методики макро- и микроанализов, ренгеноструктурного анализа, определения твердости, микротвердости структурных составляющих, терморезистивного напыления на кремниевую подложку, а также технологии синтеза алюминида никеля с цирконием. В главе 7 при выполнении исследований применены маршрутные и стационарные исследований, направленные на систематизацию и классифицирование техногенных ландшафтов, почвенно-картографические методы, использованы геоэкологический подход для выявления образовавшихся техногенных аномалий и методика выявления и оценки хвостохранилищ, опирающаяся на серию космических снимков с необходимыми временными и техническими характеристиками. А также применены современные инструментальные и традиционные физико-химические, химические и биологические методы. В главе 8 применялись современные методы проектирования цифровых систем обработки информации. По результатам исследований третьего этапа проекта получено следующее: - выявлены особенности формирования структурных составляющих сплавов Al-Ni-Zr, облученных НЭМИ с различными амплитудами; увеличение амплитуды от 10 до 40 кВ способствует измельчению структурных составляющих; идентифицированы структурные составляющие в сплавах Al-Ni-Zr, облученных НЭМИ с разными амплитудами; - при нагреве реакционной массы установлено, что независимо от величины добавки циркония, в исследуемых сплавах Al-Ni-Zr кристаллизуются алюминиды никеля Al3Ni2(Al1,5Ni=β'-фаза), Al3Ni(Al3(Ni, Si)) и Al2(Ni, Zr): - с увеличением добавки циркония до 1,0 мас. % Zr происходит изменение структурных составляющих с последующим их укрупнением до 8,0 мас.% Zr; - при добавке 1,0 мас.% Zr, кроме вышеуказанных алюминидов никеля, кристаллизуются комплексно-легированных алюминиды Al2(Ni, Zr, V, Mg, Ti) и Al3(Zr, Ni, W, V, Ti, Fe); - при добавке 2,0 мас.% Zr кристаллизуются цирконид алюминия с никелем: Zr4(Al, Ni, Mg, Ti) и Zr3(Al, Ni, Mg, Ti); - при добавке 4,0 мас % Zr, кристаллизуется алюминид вольфрама Al3(W, Ni, V, Fe, Cr) и алюминид кремния Al(Si, Ni, V, Mn, Cr, W); - при добавке 8,0 мас % Zr, кристаллизуются алюминид кремния (30,5 ат.%) Al2(Si, W, Ni, V, Ti, Mn)3; - установлена закономерность изменения растворимости никеля в исследованных алюминидах никеля: увеличение добавок циркония в сплавах Al-Ni-Zr способствует уменьшению растворимости никеля в алюминидах Al3Ni, Al3Ni2 и Al2(Ni, Zr) и снижению их микротвердости. - результаты эксперимента подтвердили предположение о термическом испарении циркония, а также возможность формирования покрытия алюминием и никеля; полученные покрытия имеют аморфную структуру. - разработан макетный образец узла подводной сенсорной сети сбора и передачи информации по гидроакустическому каналу в условиях неглубоких водных объектов; - проведены натурные испытания по передачи и регистрации информационного сообщения между узлами подводной сенсорной сети. По результатам исследований было подготовлено 4 научных докладов, 9 публикаций РИНЦ, из которых 4 ВАК, 7 публикаций Web of Science и Scopus, из них 3 в научных журналах Q2, 2 статьи на рецензировании издательств журналов Web of Science и Scopus, подано 1 заявка на РИД, получены 2 свидетельства на ПО (Приложение А).