Реєстраційний номер
0222U000728,
0120U100665
, Науково-дослідна робота
Назва роботи
Розробка адитивних технологій та консолідація керамічних нанокомпозитів під впливом зовнішніх елекромагнітних полів
Назва етапу роботи
Керівник роботи
Рагуля Андрій Володимирович, Доктор технічних наук
Дата реєстрації
18-01-2022
Організація виконавець
Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича Національної академії наук України
Опис етапу
Отримано кераміку на основі Si3N4 та Si3N4–BN, яка є прозорою (ослаблення <2 дБ) в радіочастотному діапазоні 8–12,2 ГГц та має діелектричну проникність в межах 6,2–8,1 і низький (<2·10-3) тангенс кута діелектричних втрат. Встановлено, що усі добавки знижують ε для Si3N4-керамік відповідно до свого об‘ємного вмісту у композиті. Тобто кераміка Si3N4–BN (з пористістю 10%) має ε~6,5. Спечений щільний композит Si3N4–Si2N2O має ε=4,8, а при пористості ~30% його ε ~3,8. Безпориста кераміка Si3N4–Si2N2O–BN має ε=3,7. Композити на основі Si3N4 мають високі значення міцності на згин 1000 та 400 МПа при кімнатній (20 С) і підвищеній температурах (1400С), відповідно. Їх твердість складає 15,3ГПа та тріщиностійкість – на рівні 5,5 МПа·м1/2. Визначені властивості відповідають сучасному рівню вимог до кераміки на основі Si3N4.
3D друк виробів з сумішей нанопорошків Si3N4 та Y2O3 здійснювали методами Binder Jetting та Robocasting. Для методу Binder Jetting розроблено універсальну технологію сухого гранулювання за допомогою водних розчинів ПВС. Для методу Robocasting розроблено ряд суспензій. За допомогою реологічного аналізу встановлено критерії придатності суспензій для друку та зв'язок між їх хімічним складом і властивостями. Обома методами були отримані зразки складної форми з подальшою консолідацією методом ІПС. Для забезпечення рівномірної передачі тиску при спіканні, розроблена експериментальна методика з використанням допоміжного графітового порошку-засипки (квазіізостат).
Для спікання шляхом прямого індукційного нагріву створена нанокомпозиційна порошкова суміш на основі нанопорошку карбіду кремнію та МАХ фази Ti3SiC2, мінімальна доля якої складає 30% мас. Показано, що сформована індукційна генерація провідності композиту забезпечує реалізацію потужності до 35кВт з частотою 2,5кГц. Індукційне спікання створеного нанокомпозиту при температурі 1900°С супроводжується формуванням в його структурі мікронних агломератів, що сприяють покращенню електропровідності 1,5 рази.
Опис продукції
Автори роботи
Іванченко Сергій Едуардович
Іценко Анатолій Іванович
Барановський Дмитро Іванович
Бондаренко Сергій Олексійович
Бородянська Ганна Юліївна
Гадзира Микола Пилипович
Галямін Володимир Борисович
Давидчук Надія Костянтинівна
Дерій Андрій Іванович
Дьоміхіна Наталія Владиславівна
Замула Марина Валеріївна
Коваленко Ольга Анатоліївна
Ковальчук Володимир Васильович
Козак Світлана Іванівна
Колесніченко Валерій Григорович
Корнієнко Оксана Анатоліївна
Короп Сергій Миколайович
Коряк Оксана Станіславівна
Кравчук Карина Леонідівна
Кузьменко Людмила Миколаївна
Кулаков Сергій Анатолiйович
Кутрань Тамара Миколаївна
Кушнір Владислав Володимирович
Лажевський Віктор Опанасович
Лобунець Тетяна Федорівна
Макогон Віктор Анатолійович
Манакіна Діана Михайлівна
Пінчук Микита Олександрович
Пацуй Віктор Іванович
Петровський Віталій Ярославович
Петухов Олександр Сергійович
Позній Анатолій Павлович
Похилько Богдан Анатолійович
Рагуля Андрій Володимирович
Семенюк Наталія Григорівна
Степаненко Артур Валентинович
Теплюк Олена Вікторівна
Тимошенко Ярослав Григорович
Тищенко Надія Іванівна
Томила Тамара Василівна
Тулінова Алла Станіславівна
Фатов Ігор Іванович
Широков Олександр Володимирович
Шульженко Володимир Якович
Юрченко Юрій Васильович
Додано/оновлено в НРАТ
2022-03-09
