Новые высокотемпературные жаростойкие покрытия на углеродные материалы

Углеродные материалы широко применяются в различных областях техники. Эти материалы обладают весьма высокими механическими свойствами в широком диапазоне температур и малой плотностью. Но для этих материалов характерна низкая сопротивляемость окислению при температурах выше1000-1100 °С, что весьма ограничивает возможность их применения в технике. Для использования углеродных композиционных материалов в высокотемпературной технике в условиях окисления необходимо создание защитных покрытий на их поверхности. Однако из-за разницы в коэффициентах термического расширения углеродных материалов и существующих защитных покрытий для них, в подобных покрытиях образуются трещины, значительно снижая эффективность защиты от оксиления.Целью данной работы является развитие новой концепции для разработки материалов и покрытий, совмещающих преимущества углеродных материалов, карбидов и силицидов тугоплавких металлов. Основной идеей, в соответствии с которой предполагается добиться успеха в достижении вышеуказанной цели, является использовании аккомодации – формирования в приповерхностном слое конструкции переходных структур с переменными объемными долями углеродных и карбидных фаз, позволяющих как лучше согласовать интегральные значения КТР материала и покрытия, так и добиться снижения термонапряжений при нагреве и термоциклировании защищаемого изделия. Результаты работы могут послужить основой для разработки новых систем "материал-покрытие" для авиационной и космической отрасли, в которых жаростойкость силицидов тугоплавких металлов могла бы быть совмещена с низкой плотностью и прекрасными механическими свойствами углеродных композиционных материалов.