Фундаментальные исследования фазо- и структурообразования при самораспространяющемся высокотемпературном синтезе и создание химико-технологических основ получения новых материалов для решения прикладных задач

В настоящем отчете за 2024 год представлено описание основных научных результатов исследований, полученных при выполнении темы НИР: «Фундаментальные исследования фазо- и структурообразования при самораспространяющемся высокотемпературном синтезе и создание химико-технологических основ получения новых материалов для решения прикладных задач». Полученные результаты являются новыми, отвечающими современному уровню исследований в области СВС и имеют существенное значение для дальнейшего развития теории и практики СВС процессов с целью управления процессами формирования химического состава и структурообразования материалов и получения материалов с практически востребованным набором физико-химических свойств. Выполненные виды работ включают: Получено, методом СВС, пористые композиты с взаимопроникающими фазами интерметаллид/керамика, металл/керамика (IPC- interpenetrating phase composite). Синтезированы материалы на основе МАХ фазы Nb2AlC, с минимальным содержанием карбидных и интерметаллидных фаз. Изучено влияние наноразмерного порошка ZrO2 на формирование состава при высокотемпературном воздействии на композиционный порошок состава α-Si3N4-Y2O3. Изучено влияние масштабного фактора на фазовый состав и его распределение по объему спека при синтезе оксинитрида алюминия γAlON. Изучение физико-химических основы синтеза, в режиме СВС, пористой керамики для каталитически активных мембран на основе карбида кремния. Синтезированы нанокомпозитные частицы Bi–Bi2O3 со средним размером частиц от 22 до 1300 нм в левитационно-струйном аэрозольном генераторе. Синтезированы тройные сплавы на основе систем: Cu-Mn-Al, Ti-Al-Si, Ti-Mn-Al, 2Ni-Mn-Al, Co2TiAl которые имеют в своем составе фазы Гейслера. Синтезирован металл-интерметаллидный материал на основе продуктов горения слоевой системы (Ti-Al-Mg)/Ti. Исследованы основные особенности формирования микроструктуры, фазовый состав и прочностные свойства переходных зон на границе между реагирующими СВС-составом Ti-Al-Mg и Ti-подложкой. Методом селективного лазерного плавления (SLM) получены наплавки с использованием СВС-порошка тройного интерметаллидного сплава Ti20Si9Al3. Впервые исследованы особенности структуро- и фазообразования в системе Ti-Al-SiO2 с различным содержанием SiO2. Впервые методом ЭТВ под давлением синтезирована плотная матрица на основе пирохлора Y2(Ti0,7Zr0,3)2O7 обогащенного цирконием, для иммобилизации ВАО ядерной промышленности. Все проведенные работы позволили получить большой объем новых фундаментальных данных о механизмах формирования новых материалов в процессах СВС, механизмах взаимодействия компонентов в волне горения и выявить их взаимосвязь с эксплуатационными параметрами.