Установление фундаментальных принципов создания керамических композитов с многоуровневой структурно-фазовой адаптацией, обеспечивающей высокие физико-механические характеристики и надежность в экстремальных условиях эксплуатации

Цель проекта – комплексное теоретическое и экспериментальное исследование закономерностей формирования многоуровневой структурно-фазовой адаптации керамических композитов машиностроительного назначения к механическим и термическим воздействиям. Основной задачей, решаемой в проекте, является формулирование научных принципов структурно-фазовой организации в металлических и керамических материалах, обеспечивающей синергетический эффект механизмов диссипации энергии на разных структурных уровнях при механических и термических воздействиях. Решение поставленной задачи будет достигнуто посредством: разработки металлических и керамических материалов со структурно-фазовой иерархией, обеспечивающей синергетический эффект механизмов диссипации энергии на разных структурных уровнях посредством структурно-фазовой адаптации при механических и термических воздействиях (керамические композиты из взаимопроникающих кластеров, слоистые керамические и металлокерамические композиты и гетеромодульные керамические композиты); построения и развития 3Dмногоуровневых численных моделей для описания термомеханического поведения сложноорганизованных материалов в различных условиях нагружения, а также использование соответствующих методов и алгоритмов для прогнозирования состава и структуры перспективных материалов машиностроительного назначения. В проекте за основу структурного дизайна материалов взят подход о непрерывности структуры и взаимном проникновении матричной и армирующей фаз. В соответствии с Newnham’s taxonomy, основанной на фазовой связности, такие материалы являются 3-3 бинепрерывными композитами, поскольку обе фазы имеют связь в трех измерениях, чем полностью отличаются от обычных композитов 0-3 с однородной микроструктурой. Результаты исследований ориентированы на использование в прикладных исследованиях в области машиностроения, авиа- и ракетостроения.