Разработка электроимпульсной технологии консолидации высокопрочных композитных материалов на основе порошков тугоплавкой керамики и карбида бора

Методы консолидации порошковых материалов под воздействием электромагнитных полей такие как высоковольтная консолидация (ВК), плазменно-искровое спекание (ПС), микроволновое спекание (МС), магнитно-импульсное прессование (МП) обладают рядом существенных преимуществ при получении и разработке трудно-деформируемых тугоплавких материалов и изделий из них, которые при применении традиционных методов прессования и спекания требуют длительного времени обработки в условиях высоких температур. МП обеспечивает импульсное механическое воздействие на микро и нано частицы, которое превышает механическое воздействие при статическом прессовании и при механоактивации в шаровых мельницах, что приводит к разрушению как агломератов так и отдельных частиц порошка и сопровождается образованием ювенильных активированных поверхностей, снижающих температуру последующего спекания. ВК и ПС представляют собой спекание при совместном воздействии высокой температуры, высокого осевого давления и электромагнитного поля. Такой подход значительно сокращает время обработки и улучшает эффективность процесса, как с точки зрения его длительности, так и по качеству получаемых материалов и изделий. Эти методы особенно перспективны в отношении сохранения исходной нано- и субмикронной структуры при консолидации нано-порошков. МС также как и ПС обеспечивает высокие скорости нагрева прессовок при отсутствии механического контакта с материалом пресс-формы, благодаря непосредственному воздействию электромагнитного излучения ускоряет диффузию и твердофазный синтез. Настоящий проект направлен на создание новых технологий консолидации под воздействием импульсного электромагнитного поля высокопрочных наноструктурных керамических материалов на основе порошков тугоплавкой керамики и карбида бора. Будут разработаны перспективные электроимпульсные методы изготовления самосвязанных изделий из смеси порошков кремния и углерода, карбида кремния с различными связками (в том числе с сиалоном и нитридом бора), а также получены компактные порошковые материалы из карбида кремния, имеющие повышенную износостойкость и режущую способность. Технологии консолидации, которые будут разработаны в рамках предлагаемого проекта, представляют основу для технологического прорыва в перспективных методах получения вкладышей из B4C для поглощающих элементов ядерных реакторов, изготовлении высокопрочных композитных (в том числе и наноструктурированных) керамических порошковых материалов, применимых для создания режущих пластин, мозаичной брони, медицинских имплантов.