Эксπир
Регистрация / Вход

Разработка научных принципов создания нанокристаллических керамик и основ технологий их получения на базе методов и средств компьютерного анализа эволюции внутренней структуры нанокерамики со структурным фазовым превращением и управляемой иерархической внутренней структурой

Работы должны проводиться в рамках критической технологии «Технологии создания и обработки композиционных и керамических материалов». Работы должны соответствовать по предполагаемому исполнению лучшим мировым стандартам. Создаваемый научно-технический задел должен обеспечивать в будущем проведение опытно-конструкторских и технологических работ на конкурентном уровне. Результаты работ должны способствовать дальнейшему инновационному развитию российских технологий в данном приоритетном направлении Программы.

Соисполнители

Этапы проекта

1
21.03.2007 - 30.06.2007
Анализ выявленных патентов показал, что предлагаемые разработки способов получения высокостабильной нанокерамики являются патентоспособными.
Проведенный патентный поиск показал, что к настоящему времени не обнаружено ни одного охранного документа в Росси и за рубежом, который бы порочил по новизне, патентоспособности предлагаемые разработки.
По уровню механических и физических свойств керамика с комбинированным механизмом упрочнения не уступает керамике известных зарубежных фирм, таких как ЭЛЕКТРО-НАЙТ, Сосьете Эропеен де Продюи Рефрактэр, METOXIT AG, SUMITOMO CHEMICAL CO, HITACHI CHEMICAL CO LTD, UNITED TECHNOLOGIES CORP. Например, ее прочность на изгиб превышает 1000 МПа, а вязкость разрушения 15 МПа×м½.
Ведущими странами в данной области являются Россия, США, Германия, Япония.
Результаты научных исследований являются патентоспособными и после соответствующих доработок могут быть использованы в промышленности. Полученные результаты не нарушают права третьих лиц.
Развернуть
2
01.07.2007 - 31.10.2007
В процессе выполнения работ были синтезированы лабораторные образцы нанокерамики на основе диоксида циркония, выполнены расчёты механического поведения образцов нанокомпозитов с различной организацией внутренней структуры, а также проведены работы по разработке основ технологии изготовления изделий из керамических нанокомпозитов.
В качестве материала для исследований и синтеза керамики использовались порошки твердых растворов на основе диоксида циркония со стабилизирующими добавками оксида иттрия (3 мол. %), оксида магния (7.8 мол. %) и оксида алюминия. Предварительно порошки подвергались механической обработке, обеспечивающей ударно-сдвиговой режим их активации. Была изучена прессуемость полученной дисперсной смеси. Последующее спекание проводилось при трёх разных гомологических температурах в интервале (0,5–0,7)Tпл. Выполнен анализ фазового состава и параметров тонкой кристаллической структуры как исходных порошков, так и подвергнутых механической активации. Показано, что изменение морфологии частиц ультрадисперсного порошка существенно отражается на его технологических свойствах, в том числе прессуемости. Определён критический размер ОКР, равный 100 нм, выше которого прессуемость не изменяется.
Было выполнено изучение особенностей накопления повреждений, запасания, перераспределения и высвобождения энергии в нанокерамике в стеснённых условиях. Показано, что отклик материала на сжатие в стесненных условиях определяется отношением жесткостей материала окружения и испытуемого образца. При этом реализуется один из трех режимов разрушения: хрупкий, переходный или деградационный. Высвобождение накопленной упругой энергии при сжатии в стесненных условиях приводит к существенному увеличению образования повреждений по сдвиговому механизму. Моделирование разрушения материалов, ослабленных наличием «мезоповреждений» показало, что хрупкому разрушению предшествует не только генерация повреждений различного масштаба, но и эффекты «динамической фрагментации», которые определяются неравновесным состоянием системы и выявляются полями скоростей. Дальнейшее нагружение приводит к структурным изменениям и формированию блочных структур.
Выявленная стадийность активизации релаксационных механизмов различного масштаба по мере роста напряженного состояния материала не является частным результатом, полученным для конкретной системы, а отражает общие закономерности аккомодации сложных материалов и сред к «закачке» в них механической энергии.
Проведены исследовательские испытания изделий из нанокерамики, показавшие их высокие показатели прочности и вязкости разрушения (на уровне мировых стандартов) за счёт многоуровневого (в том числе, трансформационного) упрочнения.
Проведены патентные исследования и анализ научно-технической литературы, которые показали, что предлагаемые разработки способов получения высокостабильной нанокерамики являются патентоспособными. Проведенный патентный поиск показал, что к настоящему времени не обнаружено ни одного охранного документа в России и за рубежом, который бы порочил по новизне и патентоспособности предлагаемые разработки.
Получен патент РФ на изобретение «Способ изготовления керамических изделий», поданы 2 заявки на патенты РФ.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

1.3 Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела в области индустрии наносистем
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
2 млн
Организация
ИХ ДВО РАН
профинансировано
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области индустрии наносистем и материалов по критической технологии «Технологии создания и обработки композиционных и керамических материалов» (мероприятие 1.3 Программы)
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
58 млн
Количество заявок
121
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области индустрии наносистем и материалов по критической технологии «Технологии создания и обработки кристаллических материалов» (мероприятие Программы 1.3)
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
58 млн
Количество заявок
106
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области индустрии наносистем и материалов по критической технологии «Технологии создания и обработки полимеров и эластомеров» (мероприятие 1.3 Программы)
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
30 млн
Количество заявок
64
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области живых систем по критической технологии «Геномные и посттеномные технологии создания лекарственных средств» (мероприятие 1.2 Программы)
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
72 млн
Количество заявок
43
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области живых систем
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
72 млн
Количество заявок
48