Научные основы формирования многокомпонентных алюмоциркониевых керамических материалов, содержащих гексаалюминаты лантана и бария, с высокой трещиностойкостью и стойкостью к термическому удару

Настоящий проект направлен на разработку научных основ и создание новых перспективных композиционных керамических материалов на основе оксида алюминия и диоксида циркония, содержащих гексаалюминаты лантана и бария. Разработанные материалы будут характеризоваться высокими показателями трещиностойкости и стойкости к термическому удару. Керамические материалы на основе оксида алюминия и диоксида циркония используются для изготовления режущего инструмента, в том числе, сменных режущих пластин. Это обусловлено высокими показателями твердости, износостойкости и прочности керамики подобного состава. В то же время, проблемой использования оксидной керамики в качестве режущего инструмента является ее низкая стойкость к тепловым ударам, что делает невозможным использование смазочно-охлаждающих жидкостей в процессе высокоскоростного точения и ограничивает номенклатуру обрабатываемых материалов. Один из подходов, связанный с улучшением термостойкости оксидной керамики, связан с формированием в ее структуре гексаалюминатов различного химического состава. Гексаалюминаты также оказывают значительное положительное влияние на трещиностойкость алюмоциркониевой керамики. Несмотря на многочисленные исследования свойств, эволюции фазового состава и структуры алюмоциркониевой керамики, упрочненной гексаалюминатами, соответствующих исследований, направленных на улучшение стойкости к тепловому удару, в литературе представлено ограниченное количество. По этой причине актуальной задачей является разработка составов керамических материалов на основе оксида алюминия и диоксида циркония, упрочненных гексаалюминатами различного химического состава, характеризующихся высокими механическими свойствами и стойкостью к тепловому удару. При этом значительный научный интерес представляет исследование физических основ формирования многокомпонентных композиционных керамик, содержащих пластинчатые гексаалюминаты редкоземельных (например, LaAl11O18) и щелочноземельных металлов (например, BaAl12O19). Кроме того, возможно формирование сложных гексаалюминатов (например, LaMgAl11O19, LaMnAl11O19, BaMgAl10O17). Встраивание дополнительных элементов в слоистую кристаллическую структуру гексаалюминатов может приводить к изменению их размеров, морфологии, а также формированию различного напряженного состояния в оксидной матрице, что также влияет на свойства композита.