Перспективные функциональные композиционныематериалы и покрытия для высокотемпературныхобластей применения

Проект направлен на создание научных принципов и технических решений получения функциональныхсверхтугоплавких композиционных материалов (СТКМ) на основе тугоплавких соединений (боридов, карбидов, силицидов) методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) из элементов с использованиемтвердофазных источников азота и газифицирующихся реагентов, а также магнийтермического восстановления, и покрытий (твердых, эрозионностойких, термостойких, теплопроводных, жаростойких, оптически прозрачных) на их основе.В рамках настоящего проекта впервые будут получены и исследованы перспективные гетерофазные СТКМ в системах HfB2/ZrB2–TaB2–Ti5Si3/TaSi2; HfB2/ZrB2–HfSi2/ZrSi2–MoSi2; HfB2/ZrB2–MoB–MoSi2. Керамики составов TaSi2-SiC-Si3N4, Ta5Si3-TaN-Si3N4, TaB2-AlN, TaB2-TaC-TaN будутсинтезированы с использованием твердофазных источников азота и газифицирующихся добавок, что обеспечит in situ образование нановолокон SiC, Si3N4, AlN непосредственно в волне горения при формировании структуры материалов.Будут изучены макрокинетические параметры горения и механизмы структуро- и фазообразования в волне горения при синтезе указанных СТКМ. Будет исследовано влияние армирования нановолокнами SiC и Si3N4 на свойства керамики. Ожидается, что созданные в проекте СТКМ будут обладать улучшенным комплексом физических и физико-механических свойств.Также в настоящем проекте впервые будут получены покрытия из комплексных СТКМ с использованием методов магнетронного и импульсного катодно-дугового осаждения. За счет армирования вискерами и нановолокнами упрочняющей фазы будут получены катоды-мишени с повышенной термостойкостью. Впервые методами реакционного и нереакционного ионно-плазменного напыления будут получены покрытия в системах Mo-Zr-Si-B-(С)-(N), Mo-Hf-Si-B-(C)-(N), Zr-Ta-Si-B-(C)-(N), Hf-Ta-Ti-Si-B-(C)-(N), Ta-Si-(C)-(N), Ta-B-(C)-(N), Ta-Si-B-(C)-(N), Ta-Al-B-(C)-(N). Впервые будет применён метод высокомощного импульсного магнетронного напыления (HIPIMS) с использованием мишеней-катодов из указанных СТКМ. Из синтезированных микропорошков СТКМ будут получены функциональные покрытия на поверхности пористого углеродного каркаса методом осаждения из растворов с последующей пропиткой в вакууме. Ожидается, что покрытия будут обладать высокой твёрдостью в сочетании с упругим восстановлением свыше 50 %, стойкостью к ударно-динамическому воздействию, стойкостью квысокотемпературному окислению вплоть до температур 1700-2000 ºС, а также оптической прозрачностью в широком диапазоне длин волн.