Влияние кальция на фазообразование и термоэмиссионные свойства систем на основе иридийсодержащих боридов

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 22-79-00019

НазваниеВлияние кальция на фазообразование и термоэмиссионные свойства систем на основе иридийсодержащих боридов

Руководитель Лозанов Виктор Васильевич, Кандидат химических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения Российской академии наук , Новосибирская обл

Конкурс №70 - Конкурс 2022 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-203 - Фазовые равновесия и превращения

Ключевые слова иридий, тройные бориды, интерметаллиды, реакционная способность, тугоплавкие соединения, рентгенофазовый анализ, морфология и микроструктура, твердые растворы, теплофизические свойства, термоэлектронная эмиссия

Код ГРНТИ31.21.17

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Целью проекта является исследование влияния кальция на фазообразование и термоэмиссионные свойства систем на основе иридийсодержащих боридов. Перспективность данного исследования основана на потребности повышения эксплуатационной скорости летательных аппаратов. Среди множества конструкционных материалов одними из наиболее устойчивых к высоким механическим нагрузкам в условиях аэродинамического нагрева являются углеродные конструкционные материалы. Однако низкая окислительная стойкость не позволяет использовать их в наиболее теплонагруженных частях аппаратов без специального покрытия, защищающего материал от окисления. Иридийсодержащие системы зарекомендовали себя в качестве одного из решений данной проблемы ввиду их высокой термической и химической устойчивости. Существует также альтернативная концепция защиты, связанная с активным охлаждением рабочей поверхности за счёт термоэлектронной эмиссии, что приводит к существенному падению температуры вплоть до нескольких сотен градусов. Иридий имеет большую работу выхода (~5.5 эВ), что свидетельствует о малом вкладе термоэлектронной эмиссии в процессы диссипации поступающей тепловой энергии. Добавка кальция теоретически позволит существенно увеличить вклад термоэмиссионного охлаждения и, соответственно, в разы повысить стабильность иридийсодержащих систем в условиях экстремального теплового воздействия. К сожалению, какие-либо сведения о поведении многокомпонентных кальций-иридий содержащих боридных систем являются крайне ограниченными. Достижение цели проекта будет решаться через выполнение ряда взаимосвязанных научных задач, а именно: i) синтез четырёхкомпонентных систем Ca-Hf-Ir-B и Ca-Ta-Ir-B в интервале температур 1000 – 1900°С посредством взаимодействия порошков CaB6, HfB2 (или TaB2) и иридия; ii) физико-химическое исследование с точки зрения элементного и фазового анализа, морфологии и микроструктуры продуктов реакции полученных в системах Ca-Hf-Ir-B и Ca-Ta-Ir-B; iii) изучение термоэмиссионных свойств материалов, полученных на основе систем Ca-Hf-Ir-B и Ca-Ta-Ir-B, посредством измерения работы выхода электронов с поверхности; iv) научное обоснование использования кальция в качестве модификатора иридийсодержащих материалов и покрытий.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Лозанов В.В., Гаврилова Т.А., Бакланова Н.И. Фазообразование в системе гексаборид кальция - иридий Журнал неорганической химии (год публикации - 2023)
10.31857/S0044457X22602152

2. Лозанов В.В., Бакланова Н.И. Влияние гексаборида кальция на фазообразование в системах диборид гафния — иридий и диборид тантала — иридий Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки, № 4, Т. 14, С. 15-20 (год публикации - 2023)
10.37614/2949-1215.2023.14.4.002

3. Лозанов В.В., Уткин А.В., Бакланова Н.И. МИКРОТВЕРДОСТЬ И ТЕРМИЧЕСКОЕ РАСШИРЕНИЕ НЕКОТОРЫХ ДВОЙНЫХ И ТРОЙНЫХ БОРИДНЫХ ФАЗ СИСТЕМЫ Ca–Ir–B НЕОРГАНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ, Т. 59, № 7, С. 726-732 (год публикации - 2023)
10.31857/S0002337X23070102

4. Лозанов В.В., Никифоров Я.А., Голосов М.А., Гаврилова Т.А., Бакланова Н.И. The Behavior of the CaB6-Ir System at High Temperature Proceedings of the 16th Sino-Russia Symposium on Advanced Materials and Technologies, C. 53 - 57 (год публикации - 2023)

5. Лозанов В.В., Никифоров Я.А., Голосов М.А., Уткин А.В., Бакланова Н.И. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ И НЕКОТОРЫЕ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТРОЙНОГО СОЕДИНЕНИЯ CaIr4B4 Термодинамика и материаловедение. Тезисы докладов XV Симпозиума с международным участием, 3–7 июля 2023 года / под ред. д.х.н. Н.В. Гельфонда, ответственный за выпуск к.х.н. Л.Н. Зеленина – Новосибирск: ИНХ СО РАН, 2023, 338 с., С. 169 (год публикации - 2023)
10.26902/THERM_2023_159

Публикации