Введение
Глава 1. Аналитический обзор литературы 13
1.1 Технология самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). Общие представления 13
1.2 Механическое активирование 15
1.3 Высокотемпературная керамика на основе боридов и силицидов циркония и силицида молибдена 17
1.3.1 Керамические материалы на основе ZrB2 24
1.3.2 Керамические материалы на основе ZrB2 с кремнийсодержащими добавками 25
1.3.3 Керамика, полученная по гибридной технологии «СВС + ИПС» и реакционным ИПС 30
1.3.4 Защитные керамические покрытия на основе боридов и силицидов металлов 32
1.4 Способы изготовления высокотемпературных компактных керамических материалов на основе боридов и силицидов 37
1.4.1 Технология силового СВС-компактирования 40
1.5 Методы нанесения керамических высокотемпературных защитных покрытий 41
1.5.1 Технология магнетронного напыления покрытий 42
1.5.2 Технологии нанесения защитных покрытий на композиционные материалы 45
1.6 Заключение к литературному обзору 49
Глава 2. Исходные материалы, оборудование и методика исследования 51
2.1 Исходные компоненты и реакционные смеси 51
2.2 Расчет адиабатической температуры горения и равновесного фазового состава продуктов горения 55
2.3 Методики измерения температуры и скорости горения, расчет эффективной энергии активации СВС-процесса 55
2.4 Методики изучения стадийности химических превращений и динамики фазовых превращений в волне горения 57
2.4.1 Динамический рентгенофазовый анализ 58
2.4.2 Методика остановленного фронта горения (ОФГ) закалкой в медном клине 59
2.5 Проведение микроструктурных исследований экспериментальных образцов 61
2.5.1 Рентгеноструктурный фазовый анализ 61
2.5.2 Приготовление металлографических шлифов 62
2.5.3 Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) и локальный микрорентгеноспектральный анализ (МРСА) 63
2.6 Методы получения компактных образцов, СВС порошков и их консолидации 64
2.6.1 Силовое СВС-компактирование 64
2.6.2 Горячее прессование и искровое плазменное спекание СВС порошков 65
2.7 Измерение плотности и остаточной пористости продуктов синтеза 68
2.8 Измерение механических характеристик образцов: твердости, модуля упругости и упругого восстановления 69
2.9 Измерение теплофизических свойств 72
2.10 Магнетронное напыление покрытий 75
2.11 Методика исследования покрытий 76
2.12 Методика проведения испытаний по высокотемпературному окислению компактных образцов и покрытий 78
Глава 3. Особенности горения и структурообразования в системе Zr–(Si)–B–(Al) 81
3.1 Термодинамические расчеты. Расчет адиабатической температуры горения и равновесных фазовых составов. Кинетика и механизм горения 81
3.2 Расчет эффективной энергии активации процесса горения 86
3.3 Анализ стадийности протекания химических реакций в волне горения 88
3.4 Результаты экспериментов по закалке фронта горения. Исследование ОФГ образца 91
3.5 Исследование состава, микроструктуры и свойств керамических материалов 94
3.6 Защитные покрытия в системе Zr–Si–B–(Al)–(N) 100
Глава 4. Особенности горения и структурообразования в системе Zr–Si–B–C–(Mo) 112
4.1 Термодинамические расчеты. Расчет адиабатической температуры горения и равновесных фазовых составов. Кинетика и механизм горения 112
4.2 Расчет эффективной энергии активации процесса горения 116
4.3 Анализ стадийности протекания химических реакций в волне горения 117
4.4 Исследование состава и микроструктуры керамики, полученной по технологиям силового СВС-компактирования, горячего прессования и искрового плазменного спекания 119
4.5 Физические и теплофизические свойства керамики 127
Глава 5. Особенности высокотемпературного окисления керамики на основе диборида, силицидов циркония и карбида кремния 131
5.1 Высокотемпературное окисление керамики ZrB2-ZrSi-ZrSi2 131
5.2 Высокотемпературное окисление керамики ZrB2-SiC 140
5.3 Результаты газодинамических испытаний керамики в высокоэнтальпийном потоке окислительного газа (огневые испытания) 145
Общие выводы по работе 151
Список использованных источников 154
Приложение А ТИ 45-11301236-2018 на производство дисковых керамических мишеней-катодов на основе борида и силицида циркония для ионно-плазменного осаждения многокомпонентных высокотемпературных покрытий 171
Приложение Б ТИ 46-11301236-2018 на производство гетерофазного порошкового полуфабриката на основе борида и силицида циркония методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза 173
Приложение В ТУ 1984-023-11301236-2016 мишени функционально градиентные композиционные СВС-П 175
Приложение Г Ноу-хау: Состав и способ получения гетерофазного порошкового полуфабриката на основе боридов и силицидов циркония и молибдена для шликерного осаждения высокотемпературных защитных покрытий 176
Приложение Д Акт опытно-промышленной проверки СВС-технологии получения дисковых мишеней-катодов на основе борида и силицида циркония 177
Приложение Е Акт газодинамических испытаний компактной керамики на основе ZrB2-ZrSi2 и ZrB2–SiC 179
