ОТЧЕТ О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ «Перспективные функциональные композиционные материалы и покрытия для высокотемпературных областей применения» (заключительный)

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. Проект направлен на создание новых высокотемпературных материалов и покрытий для изготовления теплонагруженных узлов и элементов конструкций при достижении синергетического эффекта улучшения механических и теплофизических свойств, эрозионной и коррозионной стойкости, трибологических и оптических характеристик, жаропрочности и жаростойкости за счет легирования соединениями редкоземельных элементов, поиска эффективных модификаторов структуры и активаторов спекания. Разработаны и получены методом СВС новые составы гетерофазных керамик в системах HfB2-ZrB2-SiC и Si3N4-TaN-Тa5Si3. Для получения консолидированных керамик, в том числе мишеней-катодов для ионноплазменного осаждения покрытий использовали технологию горячего прессования (ГП). Исследовано влияние добавок редкоземельных металлов (РЗМ) на фазовый состав, структуру и свойства ГП-керамик. Изучен процесс нанесения и получены покрытия Mo-Si-B-(Zr,Hf)-La методами магнетронного распыления на постоянном токе и высокомощного импульсного магнетронного распыления (HIPIMS) с применением полученных мишеней-катодов MoSi2-MoB-ZrB2/HfB2 при варьировании энергетических и частотно-импульсных характеристик процесса осаждения. Исследованы элементный и фазовый состав, структура (размер кристаллитов, период решётки, текстура, морфология, топография поверхности, шероховатость), механические и упругопластические свойства, а также стойкость к циклическим ударно-динамическим нагрузкам, эрозионная стойкость, жаростойкость, термическая стабильность и оптические характеристики ионно-плазменных покрытий.