Физико-химические закономерности формирования структуры и свойств керамических материалов на основе высокоэнтропийной системы Hf-Ti-FeV-Cr-N

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 22-79-00144

НазваниеФизико-химические закономерности формирования структуры и свойств керамических материалов на основе высокоэнтропийной системы Hf-Ti-FeV-Cr-N

Руководитель Евсеев Николай Сергеевич, Кандидат физико-математических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" , Томская 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; 09-205 - Разработка новых конструкционных материалов и покрытий

Ключевые слова металломатричные композиты, керамика, жаропрочность, фазовый состав, структура, свойства, порошковая металлургия

Код ГРНТИ81.09.03

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Актуальными на сегодняшний день направлением работ в области развития материаловедения, является создание новых керамических композиций (в том числе высокоэнтропийной керамики), проявляющих высокую твердость, стойкость к воздействию агрессивных сред, высокую износостойкость и коррозионную стойкость при температуре эксплуатации более 1600 °С. Производство сложных узлов аэрокосмической, оборонной и транспортной техники предъявляет к материалам ряд требований, в том числе к необходимости длительного воздействия высоких температур. Таким образом, велика потребность в жаропрочных материалах и технологиях их создания. Большая часть авторов современных исследований вопроса жаростойкости сходится во мнении, что будущее за композиционной керамикой, а также за высокоэнтропийными керамическими материалами. В настоящее время при разработке узлов авиационных двигателей уже наблюдается некий переход от использования металлических конструкционных материалов к использованию неметаллических материалов. В первую очередь, это связано с тем, что применяемые жаропрочные сплавы уже работают на пределе своего рабочего температурного диапазона, что препятствует их длительной эксплуатации. В ходе выполнения проекта предполагается получение и исследование физико-механических свойств керамических материалов на основе высокоэнтропийной системы Hf-Ti-FeV-Cr-N. Выявленные закономерности будут способствовать пониманию формирования структуры и свойств керамических материалов на основе высокоэнтропийной системы Hf-Ti-FeV-Cr-N. Исследуемый материал планируется получить в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (в том числе сопряженного СВ-синтеза). Такой состав выбран для создания экзотермических реакций между перечисленными металлами и азотом, которые сопровождаются выделением большого количества тепла, что в свою очередь позволит осуществить реакции с образованием композитной и/или многокомпонентной высокоэнтропийной системы. Так как используемые элементы системы обладают жаростойкими свойствами, то предполагается, что полученные в ходе выполнения Проекта материалы будут работоспособны при температурах 1600 °С и выше. Результаты, полученные при выполнении Проекта будут представлены на научных конференциях и симпозиумах различного уровня. По результатам проекта планируется опубликовать не менее 4 статей в профильных российских и зарубежных изданиях, в том числе не менее в 4 в изданиях, индексируемых в базах данных «Сеть науки» (Web of Science) или «Скопус» (Scopus), в том числе имеющих уровень Q1 и/или Q2.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Евсеев Н.С., Матвеев А.Е., Бельчиков И.А., Жуков И.А., Ворожцов А.Б., МубараковР.Г. Получение высокоэнтропийных композитов на основе Hf-Ti-Cr-FeV-N в режиме высокотемпературных экзотермических реакций Известия вузов. Физика, Т. 66. № 8 (789). С. 131-133. (год публикации - 2023)
10.17223/00213411/66/8/15

2. Евсеев Н.С., Матвеев А.Е., Бельчиков И.А. Синтез керамических материалов на основе высокоэнтропийной системы Hf-Ti-Fe-V-Cr-N Сборник трудов XX Международной конференции «Перспективы развития фундаментальных наук», Т.2, С. 69-71 (год публикации - 2023)

3. Евсеев Н.С., Матвеев А.Е., Бельчиков И.А., Жуков И.А. Self-propagating high-temperature synthesis of high-entropy ceramic composition (Hf0.25Ti0.25Cr0.25(FeV)0.25)N Materials Letters, V. 346, 134562 (год публикации - 2023)
10.1016/j.matlet.2023.134562

4. Евсеев Н.С., Бельчиков И.А, Study of the Classification Process of Fine Powders of the Hf-Ti-Cr-FeV-N High-Entropy System Springer Proceedings in Physics, SPPHY, volume 1067 (год публикации - 2024)
10.1007/978-981-97-1872-6_6

5. Евсеев Н. С., Бельчиков И. А. Исследование аэродинамики и процесса классификации высокоэнтропийной керамики Hf-Ti-Cr-FeV-N в рабочей камере центробежного аппарата Вестник Томского государственного университета. Математика и механика (год публикации - 2024)

6. Евсеев Н. С., Жуков И. А., Мубараков Р. Г., Бельчиков И. А. Исследование физико-механических свойств горячепрессованных композиционных керамик системы Hf-Ti-Cr-Fe-V-N Вестник Томского государственного университета. Математика и механика (год публикации - 2024)

7. Евсеев Н. С., Бельчиков И. А. Исследование процесса классификации мелкодисперсных порошков высокоэнтропийной системы Hf-Ti-Cr-FeV-N Материалы XII Всероссийской научной конференции с международным участием "АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОЙ МЕХАНИКИ СПЛОШНЫХ СРЕД И НЕБЕСНОЙ МЕХАНИКИ - 2023", В сборнике: Актуальные проблемы современной механики сплошных сред и небесной механики - 2023. Материалы XII Всероссийской научной конференции с международным участием. Томск, 15–17 ноября 2023. С. 89-95. (год публикации - 2023)

8. Евсеев Н.С., Матвеев А.Е., Бельчиков И.А. Исследование структуры и свойств материалов, полученных на основе системы Hf-Ti-FeV-Cr-N в режиме горения «Высокоэнергетические и специальные материалы: антитерроризм, безопасность и гражданское применение». Сборник научных трудов XVII Международной конференции. Издательство: Национальный исследовательский Томский государственный университет (Томск), С. 97-99 (год публикации - 2022)

Публикации