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) : Создана эффективная и воспроизводимая технология синтеза композиционного материала системы AlₓFeᵧSi, обеспечивающая получение плотной однородной структуры, стабильных механических характеристик и возможность адаптации состава под конкретные технические требования. Разработанны рекомендации направленные на повышение качества и долговечности изделий, изготавливаемых из данных металлокерамических композитов. Научная новизна проекта : 1. Выявлены элементы, расширяющие химический и температурный диапазоны существования высокосимметричной фазы Al8Fe2Si в системе Al-Si-Fe. 2. Разработаны фундаментальные основы технологии синтеза композиционного керамического материала системы AlxFeySi с использованием аддитивного метода для формирования заданного уровня механических и эксплуатационных свойств. 3. Получена математическая взаимосвязь технологических условий синтеза на способность композита воспринимать пластическую деформацию, определена предельная пластичность и получены данные для прогнозирования момента разрушения композита. 4. Выявлены закономерности влияния технологических параметров синтеза на уровень механических и эксплуатационных свойств полученных композиционных керамических материалов системы AlxFeySi. 5. Разработаны рекомендации по реализации технологии синтеза композиционного керамического материала системы AlxFeySi с использованием аддитивного метода.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : AlₓFeᵧSi композиттік материалдарын синтездеудің тиімді және қайталанатын технологиясы әзірленді. Бұл технология тығыз, біртекті құрылымды, тұрақты механикалық қасиеттерді және құрамды нақты техникалық талаптарға сәйкестендіру мүмкіндігін қамтамасыз етеді. Осы металл-керамикалық композиттерден жасалған өнімдердің сапасы мен беріктігін жақсарту бойынша ұсыныстар әзірленді. Жобаның ғылыми жаңалығы: 1. Al-Si-Fe жүйесіндегі жоғары симметриялы Al8Fe2Si фазасының химиялық және температуралық диапазондарын кеңейтетін элементтер анықталды. 2. Механикалық және өнімділік қасиеттерінің белгілі бір деңгейіне жету үшін аддитивті әдісті қолдана отырып, AlxFeySi жүйесінің композиттік керамикалық материалын синтездеудің негізгі принциптері әзірленді. 3. Синтез процесінің шарттары мен композиттің пластикалық деформацияға төтеп беру қабілеті арасындағы математикалық байланыс алынды, шекті пластикалық анықталды және композиттің істен шығу нүктесін болжау үшін деректер алынды. 4. AlxFeySi жүйесінің алынған композиттік керамикалық материалдарының механикалық және өнімділік қасиеттеріне синтез процесінің параметрлерінің әсер ету заңдылықтары анықталды. 5. Аддитивті әдісті қолдана отырып, AlxFeySi жүйесінің композиттік керамикалық материалын синтездеу технологиясын енгізу бойынша ұсыныстар әзірленді.

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 позволиk получить композиционный керамический материал аддитивным методом в системе Al-Fe-Si, способный 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 заменена на микросилику, что увеличивает экономический эффект.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Президент Қасым-Жомарт Кемелұлы Тоқаев Қазақстан халқына Жолдауында (2023 ж. 1 қыркүйек) атап өткендей: «Технологиялық жарыс қарқын алып, барлық жерде ресурстар үшін бәсекелестік күшейіп келеді». Ресурстарды үнемдеу бүкіл әлемде өзекті мәселе болып табылады. Сондықтан Қазақстан өнеркәсібінің табысты дамуы жоғары қосылған құны бар технологияларды дамытуды талап етеді. Алюминий металдан жасалған бұйымдардың өнімділік қасиеттерін үнемді күшейтуді қолдану және легирлеу кезінде қымбат сирек жер элементтерін жою арқылы жақсарту ұлттық және халықаралық басымдық болып табылады. Қазіргі уақытта жоғары легирленген қорытпалар негізгі компоненттерде қолданылады. Легірлеу үшін қымбат легирленген элементтер пайдаланылады, бұл металл бұйымдарын өндірудің өзіндік құнын арттырады. Жоба аясында жүргізілген зерттеулер қымбат легирленген элементтерді қолданбай-ақ пластикалық деформацияға төтеп беруге қабілетті Al-Fe-Si жүйесінде аддитивті әдісті қолдана отырып, композициялық керамикалық материалды алуға мүмкіндік берді. Легірлеуші ​​элементтерде айтарлықтай үнемдеу күтілуде, жұмыс жағдайлары қолайлырақ болады. Шихтадағы кремнийдің бір бөлігі микрокремниймен ауыстырылды, 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.