Данное исследование было просмотрен 343 раза

Исследование процессов и разработка технологий синтеза материалов нового поколения различного функционального назначения с использованием концентрированных потоков энергии

Группа научных исследований: Передовые Цифровые технологии. Цифровое проектирование, математическое моделирование и управление жизненным циклом изделия или продукции (Smart Design) и технологии «умного» производства (Smart Manufacturing).

Срок реализации: 2020-2025 гг.

Решаемые научно-технические задачи, полученные и ожидаемые результаты

В 2020 году

1. Оборудование

1.1. Описание комплекса

1.2. Прямое лазерное выращивание (ПЛВ) 

1.3. Перемешивание порошков

1.4. Методы исследования

2. Анализ композиционного материала на основе карбида кремния и титанового сплава ВТ20

2.1. Входной контроль порошкового материала

2.2. Анализ выращенных образцов

2.3. Соответствие эксперимента мировому уровню исследований

3. Анализ полученной металлокерамики WC-Co

3.1. Входной контроль порошкового материала

3.2. Анализ выращенных образцов

3.3. Соответствие эксперимента мировому уровню исследований

4. Анализ композиционного материала на основе NiTi+TiB2 и кобальтового сплава Stellite

4.1. Входной контроль порошкового материала NiTi+TiB2 

4.2. Анализ выращенных образцов

4.3. Оптическая микроскопия

4.4. Энергодисперсионный анализ 

4.5. Рентгенофазовый анализ 

4.6. Микротвердость образцов

4.7. Соответствие эксперимента мировому уровню исследований 

В 2021 году
  • Проведены исследования процесса структурообразования композиционных порошков на основе металлических сплавов с высокой теплопроводностью, упрочненной углеродными наноструктурами. Разработана методология получения функциональных модифицированных углеродными наноструктурами материалов. Получены опытные образцы порошковых композиционных материалов на основе медных сплавов, армированных наноуглеродом.
  • Проведены исследования влияния пространственно-временных характеристик локального лазерного воздействия на формирование микроструктурной неоднородности в металлических, композиционных, в том числе слоистых и градиентных, материалах. Разработана феноменологическая модель процесса формирования и перемещения фронта кристаллизации в условиях высоких скоростей охлаждения и градиентов температур с учетом химического состава материала и формирования границ зёрен и субзёрен первичной кристаллической структуры с учетом особенностей пребывания материала в двухфазной твердожидкой зоне в условиях напряжённого состояния обрабатываемого изделия.
В 2022 году
  • Проведены исследования процессов синтеза многокомпонентных и высокоэнтропийных сплавов при лазерном и плазменном воздействии на металлические материалы. Получены опытные образцы многокомпонентных и высокоэнтропийных сплавов, синтезированных в процессе аддитивного производства.
  • Проведены исследования процесса структурообразования композиционных порошков на основе металлических сплавов с высокой теплопроводностью, упрочненной углеродными наноструктурами. Определено влияние наличия и формы углеродных армирующих наноструктур на коэффициент поглощения лазерного излучения медными сплавами, а также на их стабильность при лазерном воздействии.
В 2023 году
  • Проведены исследования влияния морфологии и дисперсности армирующих частиц в структуре матрицы, а также фазового и химического состава на физико-механические свойства металломатричных композитов, полученных при обработке высококонцентрированными потоками энергии. Сформулированы принципы управления физико-механическими свойствами металлокерамических материалов путем варьирования видами наноуглеродных структур, режимами пред и постобработки с использованием лазерного излучения
  • Проведены исследования физических закономерностей структурно-фазовых превращений в мультикомпонентных объектах с заданной градиентной структурой. Определены физические принципы формирования структурно-фазового состояния слоистых градиентных материалов. Построено теоретическое описание протекания гетерофазных реакций в слоистых градиентных материалах в условиях длительного изотермического нагрева. Разработана методика получения слоистых материалов со структурно и химически градиентным переходом между металлургически конфликтующими материалами.
В 2024 году
  • Разработаны способы получения заданного фазового состава в многокомпонентных системах с учетом протекающих кинетических и термодинамических процессов при воздействии лазерного излучения. Разработана методика получения заданного фазового состава в многокомпонентных системах с учетом протекающих кинетических и термодинамических процессов при воздействии лазерного излучения. Предложены способы устранения нежелательных фаз и микроструктурной неоднородности в многокомпонентных и высокоэнтропийных сплавах с помощью лазерной обработки.
  • Исследованы механизмы поведения разнородных структур слоистых и градиентных материалов при воздействии лазерного излучения. Разработана методика получения градиентных и разнородных структур при комбинации различных аддитивных и традиционных технологий обработки. Определены механические характеристики полученных слоистых градиентных структур в условиях статической и динамической знакопеременной нагрузки. Разработана методика оценки влияния структуры слоистого материала на его механические свойства
В 2025 году
  • Разработаны технологические основы получения материалов из высокоэнтропийных порошковых сплавов в процессе аддитивного производства: технология получения однофазных высокоэнтропийных сплавов заданного состава в процессе прямого лазерного выращивания
  • Разработана технология получения разнородных и градиентных структур из металлургически конфликтных материалов с применением промежуточных металлов и сплавов, полученных аддитивными методами
  • Проведены исследования процесса формирования структуры и свойств многокомпонентных сплавов при комбинировании методов аддитивного производства. Разработана базовая технология получения изделий из многокомпонентных сплавов с заданной структурой и свойствами, полученных при комбинации методов аддитивного производства