The object of research, development or design (in Russian) : технологический процесс изготовления керамики на основе карбида кремния

The object of research, development or design (in Kazakh) : кремний карбиді негізіндегі керамика дайындаудың технологиялық процесі

Aim of work (in Russian) : разработка броневой керамики на основе карбида кремния,модифицированной наноразмерными добавками

Aim of work (in Kazakh) : наноөлшемді қоспалармен модификацияланған кремний карбиді негізінде броньді керамиканы жасау

Методы исследования (на русском) : - механическое перемешивание исходных компонентов, жидкофазное спекание для получения керамического композита; - гравиметрия для определения пористости, плотности; - определение усадки и потери массы шихты при спекании (высокотемпературный дилатометр DIL 402 C); - способ растворного смешивания с солями, образующими оксиды, соосаждение из растворов солей; - ультразвуковая обработка расплава шихты; - просвечивающая (TEM ЭМ-200) и сканирующая электронная микроскопия (SEM JEOLJIB-4000), оптическая микроскопия (NEOPHOT-21); - метод гидростатического взвешивания для определения плотности и пористости керамического материала; - рентгеноструктурный анализ на X’PertPro, PANanalitical, Нидерланды) с использованием CuK-излучения; - испытания на изгиб на универсальной испытательной машине (WDW-E5)

Методы исследования (на казахском) : - бастапқы компоненттерді механикалық араластыру, керамикалық композитті алу үшін сұйық фазалық күйдіру; - кеуектілікті, тығыздықты анықтау үшін гравиметрия; - күйдіру кезінде шихтаның шөгуін және салмағын жоғалтуын анықтау (жоғары температуралы дилатометр DIL 402 С); - оксидтер түзетін тұздармен ерітіндіні араластыру әдісі, тұз ерітінділерінен қоса тұнбаға түсіру; - шихта балқымасын ультрадыбыстық өңдеу; - трансмиссиялық (TEM EM-200) және сканерлеуші ​​электронды микроскопия (SEM JEOLJIB-4000), оптикалық микроскопия (NEOPHOT-21); - керамикалық материалдың тығыздығы мен кеуектілігін анықтау үшін гидростатикалық өлшеу әдісі; - CuK-сәулелену арқылы (X'PertPro, PANanalitical, Нидерланды) рентгендік құрылымдық талдау; - әмбебап сынақ машинасында иілу сынақтары (WDW-E5)

Obtained results and novelty (in Russian) : Приготовлены необходимые порошковые материалы, измельчены на планетарной мельнице до нужной фракции, исследован их гранулометрический состав (в том числе на лазерном анализаторе размера частиц) и микроструктура, а также удельная поверхность порошков, потери при прокаливании и насыпной вес. Приготовленная прессмасса проходила формование заготовки методом полусухого прессования, пресс массу готовили на основе поливинилового спирта. Формование порошкового материала проводилось в брикеты на гидравлическом прессе ДГ-2428. Проанализированы полученные данные, определено оптимальное усилие прессования (минимальное значение удельного давления прессования, после которого плотность заготовки не увеличивается). Спекание образцов проводили в окислительной среде (на воздухе) при температуре 1340-1350°С в индукционной тигельной печи. Также часть образцов спекались в углеродной среде, при этом, восстановительная среда СО, создавалась за счет затравки формованных изделий в графитовую крупку. Проведена оценка влияния содержания наноразмерных добавок, гранулометрического состава, диспергирования и смешивания компонентов на процесс спекания шихты. Разработаны методы осаждения наносистем в матрицу. Для повышения технологических характеристик порошков их подвергали обработки ультразвуком.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Қажетті ұнтақ материалдар дайындалды, планетарлық диірменде қажетті фракцияға дейін ұнтақталды, олардың бөлшектерінің мөлшерінің таралуы (оның ішінде лазерлік бөлшектердің өлшемдері анализаторы) және микроқұрылымы, сондай-ақ ұнтақтардың меншікті беті, тұтану кезіндегі жоғалуы және көлемдік тығыздығы анықталды және зерттелді. Дайындалған пресс массасы жартылай құрғақ престеу әдісімен қалыпқа келтірілді, пресс масса поливинил спирті негізінде дайындалды. Ұнтақ материал DG-2428 гидравликалық престе брикеттерге құйылды. Алынған мәліметтер талданады, оңтайлы престеу күші анықталды (меншікті престеу қысымының ең аз мәні, одан кейін дайындаманың тығыздығы артпайды). Үлгілер тотықтырғыш ортада (ауада) 1340-1350°С температурада индукциялық тигельді пеште күйдірілді. Сондай-ақ, кейбір үлгілер көміртекті ортада күйдірілді, ал СО-ның төмендететін ортасы қалыпталған өнімдерді графит ұнтағына толтыру арқылы жасалды. Шихтаны күйдіруге наноөлшемді қоспалар құрамының, бөлшектердің мөлшерінің таралуының, дисперстілігінің және компоненттердің араласуының әсерін бағалау жүргізілді. Наножүйелерді матрицаға орналастыру әдістері әзірленді. Ұнтақтардың технологиялық сипаттамаларын жақсарту үшін олар ультрадыбыстық әсерге ұшырады.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Преимущественно керамика на основе карбида кремния создается путем прессования карбидокремниевых порошков с последующим спеканием. Использование наноструктурированных порошков позволяет сделать производство более энергоэффективным, снизить необходимость введения спекающих добавок. Керамика на основе карбида кремния имеет недостатки, она не способна выдерживать высокие деформации при удлинении до разрушения. Это объясняется наличием в структуре микротрещин, которые при локализованных силах растяжения являются источником разрушения материала. Данный недостаток устраняется за счет использования нанопорошков. Предлагаемая технология в перспективе позволит изготавливать броне-элементы, которыми можно производить внутреннюю обшивку бронежилетов, кабины пилотов и их сиденья в воздушных военных судах, которые необходимы в местах ведения боевых действий. По предварительным расчетам подобные обшивки в весовой категории выигрывают около 20-25% от массы стали того же объема, а твердость такой керамики будет превышать твердость броневой стали на 40%.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Негізінен кремний карбиді негізіндегі керамика кремний карбиді ұнтақтарын престеу, одан кейін күйдіру арқылы жасалады. Наноқұрылымды ұнтақтарды пайдалану өндірісті энергияны тиімдірек етеді және күйдіру қоспаларды енгізу қажеттілігін азайтады. Кремний карбидті керамиканың кемшіліктері бар, олар бұзылуға дейін созылу кезінде жоғары деформацияларға төтеп бере алмайды. Бұл құрылымда локализацияланған созылу күштерінің әсерінен материалдың бұзылуының көзі болып табылатын микрожарықшалардың болуына байланысты. Бұл кемшілік наноұнтақтарды қолдану арқылы жойылады. Ұсынылып отырған технология келешекте соғыс қимылдары жүргізілетін жерлерде қажет болатын әскери ұшақтардағы бронь, кабиналар мен олардың отырғыштарының ішкі қаптамаларын жасауға болатын броньді элементтерін шығаруға мүмкіндік береді. Алдын ала есептеулер бойынша, салмақ санатындағы мұндай қаптамалар бірдей көлемдегі болат массасының шамамен 20-25% арттырады, ал мұндай керамиканың қаттылығы броньды болаттың қаттылығынан 40% асып түседі.

Level of implementation (in Russian) : Внедрение планируется на последнем году исполнения проекта.

Level of implementation (in Kazakh) : Іске асыру жобаның соңғы жылына жоспарланған.

Efficiency (in Russian) : Проект позволит улучшить защитные характеристики брони солдат. В Казахстане пока нет четко сформировавшихся полноценных фундаментальных исследований с серьезным научным заделом, направленных на решение стратегических задач. Исследования из смежных областей могут послужить стартовой площадкой развития исследований в оборонно-промышленном комплексе.

Efficiency (in Kazakh) : Жоба жауынгерлердің қару-жарақтарының қорғаныс сипаттамаларын жақсартады. Қазақстанда стратегиялық мәселелерді шешуге бағытталған елеулі ғылыми артта қалған нақты қалыптасқан толыққанды іргелі зерттеулер әлі де жоқ. Бір-бірімен байланысты салалардағы зерттеулер әскери-өнеркәсіптік кешендегі зерттеулерді дамыту үшін бастау алаңы бола алады.

Field of application (in Russian) : Результаты позволят оптимизировать процессы спекания композитной керамики на основе SiC. Полученные результаты могут быть использованы ТОО «Казамуниция», АО «НК «Казахстан инжиниринг»», которые являются основой ОПК РК. Технология может быть применена и для бронезащиты технических средств вооружении войск.

Field of application (in Kazakh) : Нәтижелер SiC негізіндегі композиттік керамиканы күйдіру процестерін оңтайландырады. Алынған нәтижелерді Қазақстан Республикасының қорғаныс өнеркәсібінің негізі болып табылатын «Казамуниция» ЖШС, «Қазақстан инжиниринг» ҰК» АҚ пайдалана алады. Технология әскерлерді қаруландырудың техникалық құралдарын броньдан қорғау үшін де қолданылуы мүмкін.