Звіт по науково-дослідній роботі. Явецький Роман Павлович. Новітні та традиційні ІЧ-прозорі кераміки складної архітектури для екстремальних умов експлуатації

Реєстраційний номер

0223U004800, (0123U102633) , Науково-дослідна робота

Назва роботи

Новітні та традиційні ІЧ-прозорі кераміки складної архітектури для екстремальних умов експлуатації

Назва етапу роботи

Масштабування технології компактування заготівок обтічників Y2O3 та Y2O3–MgO

Керівник роботи

Явецький Роман Павлович, Доктор технічних наук

Дата реєстрації

05-12-2023

Організація виконавець

Інститут монокристалів Національної академіі наук України

Опис роботи

Метою проєкту є створення ІЧ-прозорої композитної нанокераміки MgO-Y2O3 та одержання керамічних виробів складної геометрії, які за оптичними й термомеханічними показниками задовольняють вимогам для обтічників ІЧ голівок самонаведення. Проєктом також передбачається доопрацювання технології створення традиційної прозорої кераміки Y2O3 складної геометрії, яка має найнижчу випромінювальну здатність серед ІЧ матеріалів, та недоступна як комерційний матеріал. Вирішення поставлених у проєкті задач дозволить підвищити оборонний потенціал країни та сприятиме створенню новітніх наукоємних вітчизняних технологій

Опис етапу

Визначено оптимальні умови синтезу порошкового прекурсору Y2O3 методом високоенергетичного помелу в планетарному шаровому млині (v=140 об/хв, t=15-24 год, Т=800°C). Помел порошків Y2O3 дозволяє змістити середній розмір частинок в субмікронний діапазон і отримати нанопорошок із середнім розміром частинок 0,4-0,5 мкм та ступенем агломерації 6,6-8,3. Встановлено оптимальні умови синтезу порошкового прекурсору Y2O3–MgO методом високотемпературного саморозповсюджуваного синтезу. Відпал порошків при T=600°С протягом 2 годин забезпечує формування ізольованих нанокристалів діаметром до 40 нм. Досліджено седиментаційну стійкість та реологічні властивості суспензій нанопорошків Y2O3, Y2O3–MgO. Виявлено оптимальні умови для отримання суспензій, подібних до ньютонівської рідини: 1,5 мас.% Dolapix CE64 та вміст твердої речовини 30 мас.% для Y2O3; 2,0 мас.% Dolapix CE64 та вміст твердої речовини 30 мас.% для Y2O3–MgO. Методом шлікерного литва отримані керамічні заготівки Y2O3, Y2O3–MgO складної геометрії з відносною щільністю від 40 до 46%. Оптимізовано температурно-часовий маршруту спікання (Т=1800С, t=10 год.), що дозволяє синтезувати прозору кераміку Y2O3 з відносною щільністю 99,999%, середнім розміром зерен 7 мкм, та коефіцієнтом оптичного пропускання вище 80% на довжині хвилі 5 мкм. Комплексна домішка La3+ (0,5 ат.%) + Zr4+ (1,5 ат.%) ефективно пригнічує рухливість границь зерен та активує дифузійний транспорт по розгалуженій системі міжзеренних меж кераміки оксиду ітрію. Оптимізовано умови синтезу ІЧ-прозорих нанокомпозитів 50:50 об.% MgO–Y2O3 методом вакуумного спікання (Т=1300С, t=10 год.). Лінійне оптичне пропускання композиту Т60% на довжині хвилі 5 мкм реалізується за умов формування однорідної двофазної структури, просторового обмеження процесів рекристалізації компонентів та збереження розміру зерен 200-250 нм, за якого внесок розсіювання світла на міжфазних межах є мінімальним.

Опис продукції

Автори роботи

Балабанов Антон Едуардович
Ворона Ігор Олегович
Капустник Олексій Костянтинович
Матвієнко Оксана Олександрівна
Софронов Дмитро Семенович
Тимошенко Арсеній Дмитрович
Явецький Роман Павлович

Додано/оновлено в НРАТ

2026-06-23