| Название НИОКТР |
Исследование особенностей формирования структуры, механических и физико-химических свойств
высокоэнтропийных сплавов, полученных методами селективного лазерного плавления и искрового
плазменного спекания.
|
| Аннотация |
Прогресс космической отрасли вызывает острую потребность в создании новых материалов, работающих в экстремальных условиях. Рабочая температура элементов конструкции реактора ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса (ЯЭДУ) достигает 1500 K, что выставляет серьезные требования к применяемым материалам. На сегодняшний день в качестве жаропрочных материалов в авиакосмической отрасли используются молибденовые, тантало-вольфрамовые, ниобиевые сплавы. Однако их применение затруднено высокой стоимостью, большим удельным весом или сильной окисляемостью. Традиционно в металловедении создание сплавов заключалось в выборе одного главного металла в качестве матрицы и последующего добавления легирующих элементов в зависимости от требуемых свойств. Однако в последнее десятилетие стремительно развивается альтернативный подход к созданию новых материалов. Суть его заключается в
формировании однофазного сплава на основе 5 и более элементов, взятых близко к эквиатомному соотношению. Такие сложные системы получили название высокоэнтропийные сплавы (ВЭС), благодаря высокому значению структурной энтропии, обеспечивающей термодинамическую стабильность этих сплавов. Вскоре было обнаружено, что в
зависимости от составляющих элементов ВЭС могут обладать целым рядом уникальных механических, физических и химических свойств, что делает привлекательным их применение вместо традиционных сплавов во многих областях промышленности. Прогнозирование фазового состава в высокоэнтропийных сплавах является сложной задачей, как для фундаментальной науки, так и для практических применений. Фазовый состав напрямую влияет свойства материала и определяет области его использования. Наибольшее распространение в моделировании структуры и фазового состава получил метод CALPHAD и термодинамических критериев. В подавляющем большинстве работ по синтезу ВЭС авторы используют методы литейных технологий. Однако этот метод не позволяет формировать сплавы с различными температурами плавления элементов, а также существенно затрудняет получение сплавов на основе тугоплавких элементов. Значительный интерес представляет возможность
использования ВЭС в аддитивных технологиях. Для получения металлических материалов высокого качества в промышленном масштабе наиболее технологичным является метод выращивания изделия селективным лазерным плавлением (СЛП). Распространенные в настоящее время методы получения порошков не позволяют синтезировать порошки высокоэнтропийных сплавов для аддитивных технологий. Одним из возможных путей получения порошков является механическое легирование с последующей плазменной сфероидизацией. В настоящее время технология плазменной сфероидизации широко применяется для производства сферических порошков тугоплавких элементов таких как: W, Re, Mo, Hf и т.д. Тем не менее, работ по получению сферических ВЭС и их последующему применению в аддитивных технологиях практически нет. В качестве альтернативного метода получения готовых изделий из жаропрочных ВЭС будет использован метод искрового плазменного спекания (ИПС), который дает возможность компактировать порошки до высокой плотности в течение нескольких минут. Данный проект направлен на создание новых жаропрочных материалов с рабочей температурой до 1500 K на основе высокоэнтропийных систем, а также изучение зависимости параметров синтеза и компактирования ВЭС на структуру, фазовый состав, механические и физико-химические свойства конечных изделий. Моделирование составов ВЭС будет проводиться методами CALPHAD и термодинамических критериев, а также исходя из температур плавления, модулей сдвига и упругости составляющих сплав элементов. Синтез порошков модельных сплавов будет произведен комбинацией методов механического легирования и плазменной сфероидизации. Опытные образцы будут получены методами селективного лазерного плавления и искрового плазменного спекания.
|
| Доступ к ОКОГУ исполнителя |
False
|
| Количество связанных РИД |
0
|
| Количество завершенных ИКРБС |
0
|
| Сумма бюджета |
3000.0
|
| Дата начала |
2025-01-01
|
| Дата окончания |
2026-12-31
|
| Номер контракта |
25-29-00278
|
| Дата контракта |
2024-12-28
|
| Количество отчетов |
2
|
| УДК |
621.762
|
| Количество просмотров |
3
|
| Руководитель работы |
Озерской Николай Евгеньевич
|
| Руководитель организации |
Фомин Юрий Владимирович
|
| Исполнитель |
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕТРА ВЕЛИКОГО"
|
| Заказчик |
Российский научный фонд
|
| Федеральная программа |
Отсутствует
|
| Госпрограмма |
—
|
| Основание НИОКТР |
Грант
|
| Последний статус |
2025-12-17 07:39:47 UTC, 2025-12-17 07:39:47 UTC
|
| ОКПД |
Нет
|
| Отраслевой сегмент |
—
|
| Минздрав |
—
|
| Межгосударственная целевая программа |
—
|
| Ключевые слова |
искровое плазменное спекание; аддитивные технологии; селективное лазерное плавление; порошковая металлургия; плазменная сфероидизация; механическое легирование; Высокоэнтропийные сплавы
|
| Соисполнители |
—
|
| Типы НИОКТР |
Разработка новых материалов, научно-методических материалов, продуктов, процессов, программ, устройств, типов, элементов, услуг, систем, методов, методик, рекомендаций, предложений, прогнозов
|
| Приоритетные направления |
—
|
| Критические технологии |
—
|
| Рубрикатор |
53.39.01 - Общие вопросы
|
| OECD |
—
|
| OESR |
Материаловедение
|
| Приоритеты научно-технического развития |
а) переход к передовым технологиям проектирования и создания высокотехнологичной продукции, основанным на применении интеллектуальных производственных решений, роботизированных и высокопроизводительных вычислительных систем, новых материалов и химических соединений, результатов обработки больших объемов данных, технологий машинного обучения и искусственного интеллекта;
|
| Регистрационные номера |
—
|
