Разработка физических основ получения многокомпонентных твёрдых растворов (Zr, Ti, Hf, Ta/Nb,Mo/Cr)(B, C) стабилизированных энтропией и керамических композитов на их основе с возможностью высокотемпературного самозалечивания дефектов

Целью работы является создание структурно-фазового состояния в композиционных материалах на основе многокомпонентных керамик (Zr, Ti, Hf, Ta/Nb, Mo/Cr)(B, C), обеспечивающего реализацию комбинированного механизма самозалечивания эксплуатационных дефектов и самовосстановления эксплуатационных характеристик благодаря добавлению соединений SiC и MoSi2, и выявление структурно-фазового отклика в керамических композитах на основе многокомпонентных керамик (Zr, Ti, Hf, Ta/Nb, Mo/Cr)(B, C) на изменение условий высокотемпературных воздействий в кислородосодержащей атмосфере. В ходе выполнения работ за 1 этап показано, что предварительная высокоэнергетическая обработка порошковых смесей TiC–ZrC–NbC–HfC–Mo2C оказывает влияние на структурно-фазовое состояние исходных порошков, а именно, способствует формированию промежуточных твердых растворов, повышению насыпной плотности и уменьшению среднего размера частиц порошка, что положительно влияет на формирование однофазного состояния керамических твердых растворов, полученных спеканием под давлением. Установлено, что окисление многокомпонентной керамики (Hf,Zr,Ti,Nb,Mo)C протекает двухстадийно после 673 оС. Первая стадия, характеризующая окисление карбида металла, сопровождалась приростом массы 10,3% и образованием смеси оксидов на основе ZrTiO4, Nb2Zr6O17, m-ZrO2, TixOy, NbxO. Вторая стадия связана с окислением углерода и сопровождалась потерей массы вследствие выходов газообразных продуктов реакции. Введение кремнесодержащей фазы MoSi2/SiC привело к наличию третьей стадии окисления, на которой протекало окисление MoSi2/SiC с образованием твердых растворов на основе SiO2 и ZrSiO4, которые были представлены как твердой фазой, так и затвердевшей стеклофазой. Образование плотного оксидного слоя, содержащего смесь твердорастворных оксидов, способствовало повышению стойкости к окислению за счет замедления диффузии кислорода к неокисленной керамической матрице. Формирование стеклофазы на основе SiO2 и ZrSiO4 при введении кремнесодержащей фазы MoSi2/SiC позволяло дополнительно увеличить стойкость к окислению, о чем свидетельствует наименьшее изменение массы образцов.