Исследование неравновесных механизмов фазо- и структурообразования при синтезе металлокерамических композиционных материалов в условиях реакционного спекания с восстановительными стадиями

На втором этапе реализации проекта было продолжено рассмотрение многокомпонентной дисперсной системы на основе Ti-Al-Fe-O с использованием переработанной до порошкообразного состояния стальной стружки. В отличие от первого этапа, была выбрана стальная стружка, полученная в следствие обработки стальных заготовок с использованием органических смазочно-охлаждающих средств – СОЖ, что потребовало проанализировать влияния органических примесей в металлической стружке после различных режимов обработки стальных заготовок. В рамках достижения основной цели проекта было продолжено развитие научного подхода, связанного с выявлением физико-химических закономерностей фазо- и структурообразования в многокомпонентных порошковых материалах на основе титана с добавлением алюминия, железа и отходов металлообрабатывающего производства в условиях совместно протекающих процессов реакционного спекания и восстановления металлов из оксидов. В связи с чем в 2023 году особое внимание было уделено качеству (морфологии, размеру и т.п.) и количеству используемого порошка переработанной стружки в различных комбинациях составов на основе титана и алюминия. На основе полученных экспериментальных данных по формированию структурно-фазового состояния в многокомпонентном порошковом продукте при изменении состава исходных порошков и соответствующих численных результатов была проведена проверка адекватности предложенных реакционных схем. Это позволило разработать алгоритм и предложить численное решение задачи с подвижными границами о диффузионно-кинетическом взаимодействии в системах Al-Fe2O3 и Ti-Fe2O3 c учетом образования интерметаллидных фаз в области, окружающей частицу. Полученные в процессе реализации проекта в 2023 году экспериментальные данные дали возможность уточнить характер взаимодействия в системах Ti-(Fe+C)-Al и Ti- Fe2O3 -(Fe+C)- Fe2O3-Al на основе анализа диффузионно-контролируемых процессов в системах в рамках предложенных моделей и предложить ее модифицированную версию с учетом фазообразования в объеме прессовки и массообмена между фазами.