Высокотемпературный синтез литых материалов на основе MAX-фаз в системах: (n+1)Me-Al-nC и(n+1)(Me1Me2)-Al-nC

Аннотация к заявке:

Основной фундаментальной задачей проекта является разработка научных основ новых энергосберегающих высокопроизводительных СВС - технологий синтеза литых материалов на основе МАХ фаз в системах: Me – Al - C и (Me1Me2) – Al - C, где Ме: Cr, Ti, Nb, Mo, Mn и другие переходные металлы. MAX фазы демонстрируют хорошую механическую обрабатываемость, имеют высокую трещиностойкость и нечувствительны к термоудару. Они проявляют высокую химическую и радиационную стойкость, сохраняют стабильность при высоких температурах, значительно превосходя по этим показателям металлы и сплавы. Существующие в настоящее время способы получения MAX-фаз малопроизводительны и энергозатратны, а получаемые ими материалы имеют высокую стоимость. В связи с этим особую актуальность приобретают исследования, направленные на разработку альтернативных подходов к синтезу МАХ фаз с целью упрощения технологий их получения, удешевления стоимости и улучшения эксплуатационных характеристик. Наиболее перспективным методом получения таких материалов является самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС), одним из направлений которого является высокотемпературный синтез (СВС – металлургия), использующий высокоэнергетические смеси с температурами горения выше температур плавления конечных продуктов, получаемых в жидкофазном (литом) состоянии. Важными задачами проекта является исследование закономерностей и механизма высокотемпературного синтеза в высококалорийных системах термитного типа (MеOх - Al – С), формирования химического состава жидкофазных продуктов горения, тепло- и массообмена в процессе горения и пост - процессах, формирование состава и микроструктуры литых MAX-фаз в системах: переходной метал (или растворы переходных металлов) – алюминий – углерод. Большое внимание в исследовании будет уделено разработке новых вариантов синтеза литых целевых продуктов, а именно – организация процесса на основе реакций в смесевых гетерогенных системах, химически или термически сопряженных реакций. Для исследования свойств конечных продуктов предполагается варьировать соотношение фаз в широких пределах для систем: (Me1Me2) – Al - C. Участники исследования располагают всем экспериментальным оборудованием, необходимым для проведения исследований и анализа целевых продуктов. Предлагаемый новый подход к синтезу литых материалов на основе МАХ фаз через использование высокоэнергетических систем термитного типа не имеет на сегодня аналогов в мире. Он значительно превосходит известные методы синтеза МАХ фаз по производительности и себестоимости конечных продуктов. Можно ожидать, что развитие этого подхода обеспечит прорыв в технологии получения материалов на основе МАХ фаз для их эксплуатации в экстремальных условиях. Полученные в ходе исследований результаты, станут научной основой для решения материаловедческих задач, важных для практического использования