Проект РФФИ № 19-08-00131 А "Карбосиликотермический синтез кремнийсодержащих МАХ фаз и получение на их основе керамических материалов для жёстких условий эксплуатации"

Проект направлен на создание физико-химических основ технологии получения конструкционных керамических материалов для жёстких условий эксплуатации на основе кремнийсодержащих МАХ фаз. Известно, что в МАХ фазах реализуется уникальная комбинация эксплуатационных характеристик, которая не встречается ни у керамики, ни у металлов. По комплексу свойств МАХ фазы лучше других материалов подходят для работы в условиях комбинированного действия высоких температур, агрессивных сред, ударных механических и термических воздействий. Этим обусловлена их техническая привлекательность.Главной целью проекта является развитие нового направления в высокотемпературном синтезе кремнийсодержащих МАХ фаз, в основе которого лежит совмещение процессов карботермического и силикотермического восстановления оксидов переходных металлов IVБ и VБ групп (Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta) в рамках одного химического процесса. Это достигается за счёт использования карбида кремния (SiC) в качестве восстановителя. Синтез кремнийсодержащих МАХ фаз предлагается проводить в лабораторных высокотемпературных реакторах секционного и тарельчатого типов, являющихся оригинальными разработками авторского коллектива. Конструкция реакторов позволяет настраивать скорость истечения газообразных продуктов (SiO, CO и CO2) из реакционного объёма за счёт подбора пропускного сечения газоотводящих каналов, что обеспечивает воспроизводимый газовый режим в зоне реакции. Кроме того, в реакторах предусмотрено улавливание газа SiO путём химического связывания с твердотельным поглотителем.Ожидается, что предложенный подход позволит синтезировать новые кремнийсодержащие МАХ фазы, получение которых является затруднённым, либо недостижимым при использовании традиционных методов твёрдофазного синтеза. Можно прогнозировать, что такие МАХ фазы будут обладать более высокими термическими, прочностными, трибологическими и антикоррозионными характеристиками, что сделает их привлекательными для использования в жёстких условиях.В задачи проекта также входит получение керамических материалов на основе кремнийсодержащих МАХ путём горячего прессования продуктов карбосиликотермического синтеза и изучение их физико-химических, прочностных и других эксплуатационных характеристик.