СТРУКТУРА И СВОЙСТВА СЛОИСТЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ФОЛЬГ МЕТАЛЛОВ IV-V ГРУПП, ПОЛУЧЕННЫХ В РЕЖИМЕ ГОРЕНИЯ Текст научной статьи по специальности «Физика»

СТРУКТУРА И СВОЙСТВА СЛОИСТЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ФОЛЬГ МЕТАЛЛОВ IV-V ГРУПП, ПОЛУЧЕННЫХ В РЕЖИМЕ ГОРЕНИЯ

Камынина О. К.1, Вадченко С. Г.2, Ковалев И. Д.2, Прохоров Д. В. 1, Андреев Д. Е. 2, Некрасов А. Н. 3

1ИФТТРАН, Черноголовка, Россия 2ИСМАН, Черноголовка, Россия 3ИЭМ РАН, Черноголовка, Россия e-mail: [email protected]

Слоистые композиционные материалы, состоящие из слоев металла и керамики (композитная сэндвич-структура) представляют интерес для авиационной, аэрокосмической, строительной, автомобильной техники и других областей промышленности благодаря сочетанию свойств металла и керамики (пластичность, твердость, коррозионная стойкость и т.д.). Основное преимущество слоистых композитов - способность обеспечить сложный набор требуемых свойств. Например, уменьшение массы конструкции при сохранении или улучшении термомеханических механических и коррозионных свойств, таких как прочность, сопротивление усталости, ползучести, окислению [1, 2]. Варьируя химический состав, толщину и очередность слоев в образце или покрытии можно получать градиентно-слоистую структуру с заданными свойствами в соответствии с требованиями промышленной эксплуатации [3].

В работе рассматриваются результаты экспериментальных исследований по получению слоистых композиционных материалов на основе фольг тугоплавких металлов (титана, тантала, гафния и ниобия) и реакционных лент (титан-бор, титан-углерод, титан-кремний) в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (горения). Анализ микроструктуры синтезированных образцов показал, что соединение в режиме горения между металлическими фольгами и слоями металлокерамики обеспечивается за счет реакционной диффузии, взаимной пропитки и химических реакций, протекающих в реакционных лентах и на поверхности металлических фольг. Формирование тонких межслоевых соединений на основе твердых растворов обеспечивает прочное соединение между слоями образца, повышает вязкость материала, снижает внутреннее напряжения и уменьшает разницу коэффициентов термического расширения, тем самым повышая высокотемпературные характеристики слоистого композита.

Литература

1. Liu Ya., Li M., Lu X., Zhu X. // Metals. - 2021. - no. 11. - P. 1197, doi: 10.3390/met11081197

2. Ghasali Eh., Ghahremani D., Orooji Ya. // Jour. of Seien.: Adv. Mater. Devic. -2021. - vol. 6. - P. 435-445, doi: 10.1016/j.jsamd.2021.04.003

3. Le V. T., Ha N. S., Goo N. S. // Composites Part B. - 2021. - vol. 226. - P. 109301. doi: 10.1016/j.compositesb.2021.109301