Новые безусадочные конструкционные керамические наноматериалы с высокими механическими характеристиками для энергетического газотурбостроения

Разработан лабораторный технологический комплекс для синтеза заготовок металлокерамического материала и последующего превращения его в итоговую керамику.
Сформулированы требования к нестандартному оборудованию – колпаковой вакуумной печи и определен его производитель.
Проведен анализ входящего сырья по химическому и дисперсионному составу. Проведен обзор литературы по свойствам и способам получения металлокерамических материалов конструкционного назначения.
Определены ориентировочные диапазоны составом компонентов для поиска оптимального соотношения основных компонентов и легирующих добавок.
Разработано теоретическое описание процессов гомогенного зарождения дислокационных петель в нанокристаллитах путем наноскопического идеального сдвига в наноструктурных керамиках и керметах при механическом нагружении.
Разработано теоретическое описание зарождения дислокаций на аморфных межзеренных границах в наноструктурных керамиках и керметах при механическом нагружении.
Разработано теоретическое описание процессов формирования диполей дисклинаций и процессов зарождения нанотрещин в полях напряжений диполей дисклинаций в наноструктурных керамиках и керметах при механическом нагружении.

Проведено исследование процессов химического взаимодействия компонентов кермета и итоговой керамики методами ДСК и РФА. Измерены теплоты химических реакций и определены продукты химических взаимодействий на различных этапах синтеза безусадочной керамики.
Определены оптимальные температуры вакуумного синтеза и условия окисления окончательной керамики. Установлены критерии окончания процесса превращения кермета в итоговую керамику.
Исследовано влияния дисперсности компонентов шихты на примере алюминия и карбида кремния на химические и фазовые превращения в кермете и итоговой керамике. Определены оптимальные значения дисперсности компонентов, а также время помола карбида кремния в планетарной мельнице для достижения оптимального дисперсионного состава.
Разработано теоретическое описание особого микромеханизма зарождения нанотрещин путем комбинации процессов нормального отрыва и наноскопического идеального сдвига в наноструктурных керамиках и керметах при механическом нагружении (с учетом наномасштабных эффектов и влияния межфазных и межзеренных границ) при 300оК и высоких температурах.
Разработано теоретическое описание процессов пластической деформации двойникованием вблизи трещин и влияния таких процессов на трещиностойкость наноструктурных керамик и керметов при 300оК и высоких температурах.
Разработано теоретическое описание локальной миграции границ зерен вблизи трещин и влияния такой миграции на трещиностойкость наноструктурных керамик и керметов при 300оК и высоких температурах

Разработана модель переноса пластической деформации через межфазные границы между металлической и керамической фазами в наноструктурных керметах при механическом нагружении.
  Построена модель эстафетного механизма пластической деформации типа «сдвиг-ротация-сдвиг» в наноструктурных керамиках и керметах при механическом нагружении при 300оК и высоких температурах.
  Разработана модель процессов межзеренного скольжения вблизи трещин и влияния таких процессов на трещиностойкость наноструктурных керамик и керметов при 300оК и высоких температурах.
На основе теории многокомпонентных сред предложена математическая модель окисления кермета.
  Проведено конечно-элементное моделирование тестовых задач и показана возможность зарастания пор при определенных условиях, определяемых изменением удельного объема окисленного материала.

Согласно разработанной ранее методики была выпущена партия керме-тов для проведения испытаний на возможность механической и электроэрро-зионной обработки.
  По результатам испытаний, проведенных в в ООО Науч-ный центр «Керамические двигатели», показана возможность как механиче-ской, так и электроэрозионной обработки деталей из кермета.