Синтез высокоэнтропийных соединений и покрытий на их основе методами аддитивных технологий

Актуальность проекта связана с необходимостью разработки новых составов и методов синтеза высокоэнтропийных соединений с требуемым набором свойств, поскольку большинство известных на сегодняшний день материалов такого рода было получено методом проб и ошибок. Разработка подходов, позволяющих прогнозировать концентрационные области получения высокоэнтропийных фаз, а также характер фазовых превращений, протекающих в многокомпонентных системах, остаётся важной задачей в области создания новых материалов. Особую актуальность и новизну имеет поиск новых высокоэнтропийных фаз, образованных соединениями, что в полной мере относится к идее, лежащей в основе предлагаемого проекта. Цель проекта разработка новых методов (прежде всего с использованием аддитивных технологий – лазерной наплавки, холодного газодинамического напыления и детонационного напыления) получения новых неметаллических и интерметаллических высокоэнтропийных фаз и покрытий на их основе, а также теоретическое и экспериментальное изучение физико-химических особенностей процессов, реализующихся в системах, включающих высокоэнтропийные фазы, исследование свойств образующихся покрытий и того, как сказываются на этих свойствах параметры процессов образования покрытий. Задачами планирующихся исследований станут: 1. Теоретическое и экспериментальное изучение кинетики и термодинамики процессов образования новых неметаллических и интерметаллических высокоэнтропийных фаз в условиях реализации аддитивных технологий. 2. Определение состава, формы и размера частиц порошков, обеспечивающих формирование неметаллических и интерметаллических высокоэнтропийных фаз в условиях реализации аддитивных технологий. 3. Определение параметров процессов, обеспечивающих получение неметаллических и интерметаллических высокоэнтропийных фаз в условиях реализации аддитивных технологий, которые бы характеризовались высоким уровнем адгезии к покрываемому металлу. 4. Изучение структуры и свойств высокоэнтропийных фаз и покрытий на их основе. Предполагаемые результаты исследования откроют новые области применения активно развивающихся в настоящее время аддитивных технологий, и новые области применения группы новых перспективных материалов на основе неметаллических и интерметаллических высокоэнтропийных фаз. Междисциплинарный подход к планированию и проведению исследования обеспечит синергетический эффект в понимании механизмов образования покрытий из высокоэнтропийных соединений и развитии возможностей влиять на эти процессы в нужном направлении. Научная новизна проекта отчасти будет связана с тем, что он посвящён созданию и изучению свойств нового класса веществ, которые, по предварительным оценкам, могут проявлять уровень свойств, позволяющих использовать их в качестве материалов при производстве современной техники (прежде всего в качестве покрытий), а отчасти с тем, что достижение целей работы потребует разработки новых методик и приёмов использования аддитивных технологий. Помимо планирующегося получения информации фундаментального характера результаты проекта должны стать основой разработки новых вариантов технологий нанесения покрытий на основе современной группы материалов, которые активно исследуются в настоящее время, однако сфера их реального применения пока очень узка. Результаты работы будут способствовать внедрению в производство как наших собственных разработок, так и результатов работ в этой области, полученных другими исследователями.