The object of research, development or design (in Russian) : Технология синтеза композиционных керамических материалов системы AlxFeySi с использованием аддитивного метода

The object of research, development or design (in Kazakh) : Қоспа әдісін қолдана отырып, AlxFeySi жүйесінің композициялық керамикалық материалдарын синтездеу технологиясы

Aim of work (in Russian) : Разработать технологию синтеза композиционных керамических материалов системы AlxFeySi с использованием аддитивного метода для повышения качества структуры материалов и деталей на их основе.

Aim of work (in Kazakh) : Alxfeysi жүйесінің композициялық керамикалық материалдарын синтездеу технологиясын материалдар құрылымы мен олардың негізіндегі бөлшектердің сапасын жақсарту үшін аддитивті әдісті қолдана отырып жасаңыз.

Методы исследования (на русском) : При разработке Проекта для проведения анализа научно-технической и патентной литературы использована исходная (априорная) информация, полученная из таких баз данных, как ScienceDirect, ClarivateAnalytics, Scopus, Google Scholar, патентное бюро, а также результаты исследований, уже имеющиеся у авторов Проекта. Экспериментальная информация получена эмпирическим путем на основании результатов термодинамического, фазового исследования и экспериментальных результатов. В рамках реализации Проекта предусмотрено дублирование опытов для обеспечения достоверности и воспроизводимости получаемых результатов. Все измерительные исследования осуществлены на откалиброванном/поверенном оборудовании в аккредитованной лаборатории. При реализации Проекта использованы аналитические, теоретические, эмпирические и статистические методы исследования. При выполнении проекта использованы как универсальные, так и частные методы исследования. К универсальным эмпирическим методам, которые использованы в Проекте, следует отнести: изучение источников информации, анализ полученных сведений, наблюдение и эксперимент. Из теоретических методов исследования применены: анализ, синтез, моделирование, дедукция и аналогия. К частным методам исследования относятся специфические приемы, позволяющие реализовать предложенную технологию.

Методы исследования (на казахском) : Жобаны әзірлеу кезінде ғылыми-техникалық және патенттік әдебиеттерге талдау жүргізу үшін ScienceDirect, ClarivateAnalytics, Scopus, Google Scholar, патенттік бюро сияқты дерекқорлардан алынған бастапқы (априорлық) ақпарат, сондай-ақ жоба авторларында бұрыннан бар зерттеу нәтижелері пайдаланылды. Эксперименттік ақпарат термодинамикалық, фазалық зерттеу нәтижелері мен эксперименттік нәтижелер негізінде эмпирикалық жолмен алынады. Жобаны іске асыру шеңберінде алынған нәтижелердің дұрыстығы мен қайталануын қамтамасыз ету үшін тәжірибелердің қайталануы көзделген. Барлық өлшеу зерттеулері аккредиттелген зертханада калибрленген/сенімді жабдықта жүргізілді. Жобаны іске асыру кезінде зерттеудің аналитикалық, теориялық, эмпирикалық және статистикалық әдістері пайдаланылды. Жобаны орындау кезінде әмбебап және жеке зерттеу әдістері қолданылады. Жобада қолданылатын әмбебап эмпирикалық әдістерге мыналар жатады: ақпарат көздерін зерттеу, алынған ақпаратты талдау, бақылау және эксперимент. Зерттеудің теориялық әдістерінен: талдау, синтез, модельдеу, дедукция және аналогия қолданылады. Зерттеудің жеке әдістеріне ұсынылған технологияны жүзеге асыруға мүмкіндік беретін нақты әдістер жатады.

Obtained results and novelty (in Russian) : Определен полный перечень легирующих элементов и их процентное содержание на основании принципов экономного легирования, выполнен фазовый и термодинамический анализ синтезируемого композита. Рассмотрено влияние легирующих элементов, в том числе железа и кремния, на химических и фазовый состав получаемых сплавов. Выявлены легирующие элементы, расширяющие интервал существования фазы Al8Fe2Si. Выполнена подготовка шихтовых материалов для синтеза композиционного материала: дробление и измельчение легирующих компонентов, классификация по размеру, фракционный анализ. Выполнен дифференциальный термический анализ шихты. Проведено механическое легирование, дозирование и расфасовка. Выбран состава флюса, исключающего взаимодействие шихтовых материалов с окружающей атмосферой и осуществлена его подготовка. Проведен термогравиметрический анализ флюса и рентгенофазовый анализ. Эмпирическим путем выбраны режимы синтеза и получены математические зависимости, характеризующие процесс получения композиционного материала. Принято участие в международной конференции с публикацией доклада. Новизна: 1. Теоретическим путем разработаны базовые составы металлокерамического материала, способного воспринимать пластическую деформацию; 2. Выявлены элементы, расширяющие химический и температурный диапазоны существования высокосимметричной фазы Al8Fe2Si в системе Al-Fe-Si; 3.Выявлены основные технологические условия, обеспечивающие эффективность синтеза металлокерамического материала аддитивным методом.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Легирлеуші элементтердің толық тізімі және олардың пайыздық құрамы үнемді легирлеу принциптері негізінде анықталды, синтезделген композиттің фазалық және термодинамикалық талдауы жасалды. Легирлеуші элементтердің, соның ішінде темір мен кремнийдің алынған қорытпалардың химиялық және фазалық құрамына әсері қарастырылады. Al8fe2si өмір сүру аралығын кеңейтетін легирлеуші элементтер анықталды. Композициялық материалды синтездеу үшін шихта материалдарын дайындау жүргізілді: легирлеуші компоненттерді ұсақтау және ұнтақтау, мөлшері бойынша жіктеу, фракциялық талдау. Шихтаның дифференциалды термиялық талдауы жасалды. Механикалық допинг, мөлшерлеу және орау жүргізілді. Шихта материалдарының қоршаған атмосферамен өзара әрекеттесуін болдырмайтын ағынның құрамы таңдалды және оны дайындау жүзеге асырылды. Ағынның термогравиметриялық талдауы және рентгендік фазалық талдау жүргізілді. Эмпирикалық түрде синтез режимдері таңдалады және композициялық материалды алу процесін сипаттайтын математикалық тәуелділіктер алынады. Баяндаманы жариялаумен халықаралық конференцияға қатысты. Жаңалық 1. Теориялық жолмен пластикалық деформацияны қабылдауға қабілетті металл-керамикалық материалдың негізгі құрамдары жасалды; 2. Al-Fe-SI жүйесінде al8fe2si жоғары симметриялы фазасының болуының химиялық және температуралық диапазондарын кеңейтетін элементтер анықталды; 3.Металл-керамикалық материалды аддитивті әдіспен синтездеудің тиімділігін қамтамасыз ететін негізгі технологиялық жағдайлар анықталды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Как отметил в своем Послании Народу Казахстана Президент страны Касым-Жомарт Кемелевич Токаев (01.09.2023г): «Набирает обороты технологическая гонка, повсеместно обостряется конкуренция за ресурсы». Сегодня во всем мире особенно остро встает проблема ресурсосбережения. Поэтому, для успешного развития промышленности Казахстана необходимо создание технологий высокого передела. Решение проблемы повышения эксплуатационных свойств алюминиевых металлоизделий при использовании экономного упрочнения и исключения дорогостоящих редкоземельных элементов при легировании необходимо в национальном и международном масштабах. В настоящее время для использования в ответственных узлах используют преимущественно высоколегированные сплавы. Для легирования используются дорогостоящие легирующие элементы, что приводит к удорожанию самого процесса производства металлоизделий. Комплекс научных исследований по Проекту позволит получать композиционные керамические материалы аддитивным методом в системе Al-Fe-Si, способные воспринимать пластическую деформацию и без использования дорогостоящих легирующих элементов. Прогнозируется существенная экономия легирующих элементов, а также условия труда станут более комфортными. Часть кремния в шихте будет заменена на микросилику, что увеличит экономический эффект.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Ел президенті Қасым-Жомарт Кемелұлы Тоқаев (01.09.2023 ж.) Қазақстан халқына Жолдауында атап өткендей: "технологиялық жарыс қарқын алуда, ресурстар үшін бәсекелестік барлық жерде шиеленісуде". Бүгінде бүкіл әлемде ресурс үнемдеу мәселесі ерекше өткір тұр. Сондықтан, Қазақстан өнеркәсібін табысты дамыту үшін жоғары қайта бөлу технологияларын құру қажет. Алюминий металл бұйымдарының пайдалану қасиеттерін арттыру мәселесін үнемді нығайтуды пайдалану және легирлеу кезінде қымбат сирек жер элементтерін алып тастау кезінде шешу ұлттық және халықаралық ауқымда қажет. Қазіргі уақытта жауапты түйіндерде пайдалану үшін негізінен жоғары легирленген қорытпалар қолданылады. Допинг үшін қымбат допинг элементтері қолданылады, бұл металл өнімдерін өндіру процесінің қымбаттауына әкеледі. Жоба бойынша ғылыми зерттеулер кешені пластикалық деформацияны қабылдауға қабілетті және қымбат легирлеуші элементтерді пайдаланбай, al-fe-SI жүйесінде аддитивті әдіспен композициялық Керамикалық материалдарды алуға мүмкіндік береді. Легирленген элементтердің айтарлықтай үнемделуі болжанады, сонымен қатар еңбек жағдайлары ыңғайлы болады. Шихтадағы кремнийдің бір бөлігі микросиликамен ауыстырылады, бұл экономикалық әсерді арттырады.

Level of implementation (in Russian) : Разработана технология синтеза металлокерамического материала аддитивным методом с рациональным составом, обеспечивающим пластическую деформируемость.

Level of implementation (in Kazakh) : Пластикалық деформацияны қамтамасыз ететін ұтымды құрамы бар металл-керамикалық материалды аддитивті әдіспен синтездеу технологиясы жасалды.

Efficiency (in Russian) : Эффективность Проекта в первую очередь заключается в разработке новой технологии получения композиционных керамических материалов аддитивным методом в системе Al-Fe-Si, способных воспринимать пластическую деформацию и без использования дорогостоящих легирующих элементов.

Efficiency (in Kazakh) : Жобаның тиімділігі, ең алдымен, Al-Fe-Si жүйесінде пластикалық деформацияны қабылдауға қабілетті және қымбат легирлеуші элементтерді қолданбай, композиттік керамикалық материалдарды аддитивті әдіспен алудың жаңа технологиясын әзірлеу болып табылады.

Field of application (in Russian) : Область применения результатов Проекта: автомобилестроительная и машиностроительная отрасли.

Field of application (in Kazakh) : Жоба нәтижелерін қолдану саласы: автомобиль және машина жасау салалары.