Физические основы воздействия высококонцентрированных потоков энергии лазерного излучения и низкотемпературной плазмы на вещества для изменения их физико-химических свойств с целью получения нового качества и создания материалов с новыми функциональными свойствами.

Объектом исследования является лазерное излучение и плазма электродугового разряда в условиях направленного воздействия на материалы с целью придания им нового качества за счет изменения фазового, химического состава, микроструктуры, теплофизических, физико-химических, механических и других свойств. Цель исследования — получение новых знаний о процессах, происходящих с веществом в условиях воздействия высококонцентрированных потоков энергии. Решались проблемы транспортировки больших расходов порошка через коаксиальные сопла для лазерно-плазменной наплавки. Исследовались способы получения многокомпонентных теплозащитных покрытий (ТЗП) одноразового действия за счет абляционного механизма охлаждения при интенсивном испарении отдельных компонент. Решались задачи увеличения ресурса работы МЭВ-плазмотрона для нагрева газа с высоким давлением в дуговой камере. В результате исследований: (а) проведена верификация ранее разработанных моделей с экспериментальными данными газодисперсных потоков, формируемых соплами коаксиального типа; (б) разработан состав ТЗП, обладающего эффектом стабилизации температуры за счёт эндотермических химических реакций; (в) получен способ управления уровнем удельной эрозии цилиндрического катода плазмотрона с обратной полярностью включения электродов путем добавления пропана в поток воздушной плазмы; (г) проведена доработка и тестирование установки ПХУ-133 для получения линейки порошков нанокомпозитной керамики SiO2-TiO2 путем инжекции двух реагентов SiCl4 и TiCl4. Разработан и создан электродуговой плазмотрон струйного типа с межэлектродной вставкой мощностью до 5 МВт, температурой торможения генерируемого плазменного потока до 4100 0К и рабочим давлением в дуговой камере до 5 МПа, позволяющий проводить аэродинамические исследования композитных материалов и покрытий элементов летательных аппаратов. Область применения результатов: создание физических основ совершенствования лазерных и плазменных технологий получения материалов с новыми функциональными свойствами и разработка оборудования для их практической реализации и промышленного использования.