Разработка технологии получения прозрачной керамики с высокой стойкостью к внешним механическим воздействиям

Перспективным направлением в создании прозрачных керамик с высокой стойкостью к внешним механическим воздействиям является использование наноразмерных и наноструктурных порошков-прекурсоров. В настоящее время наиболее перспективными рассматриваются материалы на основе Al2O3 (лейкосапфир) и ZrO2, стабилизированных оксидами CeO2 и/или Y2O3 и Al23O27N5 (оксинитрид алюминия). Последний по своим параметрам является одним из лидирующих компонентов для прозрачной керамики, предназначенной в первую очередь для создания элементов прозрачной защиты. Введение азота в оксид алюминия стабилизирует его матрицу и обеспечивает кубическую кристаллическую изотропную структуру. На основе оксинитрида алюминия можно получать прозрачные изделия сложной формы, применяя традиционные для порошковой металлургии процессы формования и спекания. Однако имеющиеся в открытых научных публикациях сведения по синтезу порошков оксинитрида алюминия (как и других подобных материалов) и технологии получения из них компактов весьма противоречивы и очень часто не соответствуют действительности. В ходе реализации проекта планируется провести фундаментальные исследования по разработке технологии и изучению процессов синтеза субмикронных и наноструктурных порошков-прекурсоров. В первую очередь будут изучаться высокоэнергетические процессы синтеза (плазмохимический, аэрозольный пиролиз и т.п.). Важным направлением исследований станет разработка оптимальных вариантов компактирования образцов прозрачных керамических материалов с повышенными механическими характеристиками, оценка влияния химического состава и условий спекания на структуру, оптические и физико-механические характеристики. Среди требований к разрабатываемым материалам чрезвычайно важными показателями являются живучесть и функциональность. Реализация этих требований возможна на базе фундаментальных исследований, связанных с отработкой технологии получения прозрачных керамик и исследованиями механизмов разрушения в условиях внешних механических воздействий. Основные усилия в ходе проекта будут направлены на разработку фундаментальных основ технологии получения образцов прозрачной керамики на базе оксинитрида алюминия.