Эксπир
Регистрация / Вход

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

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Продолжительность работ
2007 - 2008, 18 мес.
Бюджетные средства
12 млн
Внебюджетные средства
3 млн

Разработка технологии и создание экспериментальных образцов конструкционных керамических и композиционных материалов для авиа-,авто-, судостроения, топливно-энергетического комплекса, стекольной, горно-добывающей промышленности, атомной энергетики и социальной сферы. Созданные материалы должны найти применение в качестве элементов конструкций и оборудования нового поколения. Материалы должны обеспечивать их надежную эксплуатацию в экстремальных условиях: при работе в условиях абразивного износа, высокоагрессивных химических и радиоактивных средах, при повышенных и пониженных температурах и давлениях, отвечать заданному ресурсу, способствовать снижению себестоимости выпускаемой продукции и снижению объемов использования драгметаллов.

Соисполнители

Организация
ИПМаш РАН

Этапы проекта

1
23.04.2007 - 30.09.2007
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.
Развернуть
2
01.10.2007 - 31.12.2007
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
Развернуть
3
01.01.2008 - 30.06.2008
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.
Развернуть
4
01.07.2008 - 31.10.2008
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.
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
Тема
Конструкционные наноструктурированные керамические и композиционные материалы для работы в экстремальных условиях эксплуатации
Продолжительность работ
2007 - 2008, 18 мес.
Бюджетные средства
60 млн
Количество заявок
38
Тема
Разработка методов синтеза нанокристаллических магнитотвердых сплавов на основе системы Nd-Fe-B, легированных тугоплавкими металлами, для атомной и других отраслей промышленности.
Продолжительность работ
2011 - 2012, 16 мес.
Бюджетные средства
19 млн
Количество заявок
2
Тема
Отработка научных основ технологии формирования биосовместимых керамических и композиционных материалов для медицины
Продолжительность работ
2007 - 2008, 19 мес.
Бюджетные средства
36 млн
Количество заявок
11
Тема
Объемные углеродные материалы на основе фуллеренов и нанотрубок с экстремально-высокими механическими свойствами
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
10 млн
Количество заявок
2
Тема
Разработка способов получения методами наплавки новых экономичных, высокопрочных, свариваемых слоистых конструкционных металлических материалов для изделий нефтегазохимии и высокоскоростного транспорта, работающих в экстремальных условиях эксплуатации
Продолжительность работ
2014 - 2016, 26 мес.
Бюджетные средства
48,6 млн
Количество заявок
13