Фізико-технічні основи та технологічні принципи одержання функціональних градієнтних керамічних матеріалів на базі безкисневих тугоплавких сполук - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ Автореферат дисертації на здобуття вченого ступеня доктора технічних наукРобота виконана в Інституті проблем матеріалознавства ім. Доктор технічних наук, професор, Академік НАН України Офіційні опоненти: Доктор технічних наук, Академік НАН України, професор Доктор технічних наук, професор Солонін Сергій Михайлович, Інститут проблем матеріалознавства НАНУ, провідний науковий співробітник Доктор технічних наук, професор Куницький Юрій Анатолійович, Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут", професор кафедри високотемпературних матеріалів та порошкової металургіїЇх основу повинен складати компактний, наочний і взаємозалежний відбиток накопичених уявлень про фізичні, фізико-хімічні й інші властивості матеріалів з врахуванням впливу на ці властивості процесів їх одержання, що забезпечить вибір ефективних керуючих впливів на склад, конструкцію градієнтного композиту і технологічні режими його одержання. 5.розробити новий тип керамічних виробів на основі безкисневих тугоплавких сполук - градієнтні функціональні елементи цільового призначення, опрацювати принципи оптимізації сполучення матеріалів для функціональних зон функціональних градієнтних матеріалів (ФГМ) електротехнічного призначення, розробити склади діелектричних та резистивних матеріалів компонентів для досягнення необхідного рівня їхніх властивостей, розробити технології формування керамічних листів і функціональних профілів композиту з цих матеріалів для забезпечення необхідної структури взаємозвязків функціональних зон в обсязі ФГМ; розробити технологічні принципи керування процесом утворення мікроструктури функціонального градієнтного композиту, засновані на зміні хімічної активності компонентів під впливом температурно - часових чинників, тиску і складу середовища спікання; Досліджувані матеріали виготовлялися переважно з використанням методу гарячого пресування (в середовищі СО) в Інституті проблем матеріалознавства НАН України (ІПМ), деякі дослідні зразки спікалися у середовищі N2 в Інституті скла і кераміки (Варшава, Польща) і на підприємстві "Технології тонкої кераміки" ("FCT", Рьоденталь, Німеччина); на останньому підприємстві також були проведені досліди по спіканню градієнтних матеріалів методом ізостатичного гарячого пресування (PN2= 800 МПА). Вперше опрацьовано принципи управління процесом утворення потрібної морфології мікроструктури функціонального градієнтного композиту, що базуються на доборі оптимального поєднання матеріалів для функціональних зон ФГМ та хімічної активності компонентів як на етапі формування керамічних листів і функціональних профілів ФГМ та складання композиту, так і на етапі спікання. На базі удосконаленої моделі вперше розроблена методика оцінки морфології структури такого композиту, заснована на реєстрації його електропровідності в заданих умовах, а також встановлено кількісний взаємозвязок між розрахунковими характеристиками мікроструктури матеріалу і параметрами технологічного процесу його одержання, на основі якої вперше запропонована ефективна методика управління складом матеріалу та вказаними параметрами.1.Отримані нові науковообгрунтовані результати в області композиційних матеріалів на основі безкисневих тугоплавких сполук, що у сукупності вирішують важливу наукову проблему - одержання функціональних градієнтних суцільнокерамічних композитів для електротехнічних застосувань. Процес одержання таких композитів складається з трьох основних стадій: Стадії проектування макроструктури ФГМ, що забезпечує реалізацію просторового оптимуму функціонального параметра для композита. Ця стадія включає способи: проектування обємного вмісту і зернового складу фази включення; формоутворення заготовок функціональних зон ФГМ; конструювання просторового профілю функціональних зон; Стадії керованого структуроутворення функціональних градієнтних композитів, що включає способи: добору оптимального поєднання компонентів для функціональних зон ФГМ; оптимальної хімічної активності компонентів (як на етапі формування структури ФГМ, так і під впливом температурно-часових чинників, тиску і середовища спікання); Показано, що тільки процес динамічного пресування вязкої маси забезпечує визначену "армовану" пористу структуру каркаса, що надалі підвищує хімічну активність прошарків композита при його спіканні і сприяє перетворенню шаруватої заготовки в монолітний виріб, у якому виключається межа механічного поділу технологічних прошарків.