Дисертація присвячена вирішенню важливої науково-технічної задачі встановлення закономірностей реакційного спікання металічних композицій, які містять невзаємодіючі сполуки, та розробці жаростійких дисперсно-зміцнених ніхромів і технології одержання виробів з них.
Вперше, на основі теоретичного аналізу з урахуванням колективних взаємодій в реакційних системах Ni-Al і Ti-Al, ґрунтуючись на уявленні проточного реактора побудовані термокінетичні моделі необоротних процесів, ініційованих контактним плавленням компонентів. Встановлено різного роду термокінетичні траєкторії розвитку процесу взаємодії. Виявлено, що особливо важливу роль в передачі енергії відіграє теплове випромінювання. Це дозволило ефективно застосувати безпосередній термічний аналіз для реагуючих сумішей.
Вивчено експериментальну термокінетику реагуючих систем (Ni-Al, Ti-Al, Ni-Ti, Ni-Sn, Cu-Ti, Cu-Sn), які є основою промислових сплавів. Показано, що поведінка цих систем характеризується складною немонотонною змінною температури і має режими теплового вибуху та самопоширюваного високотемпературного синтезу. Така термокінетична поведінка підтверджує синергетичний характер реакційної взаємодії, як і було показано при моделюванні цих процесів. Це стало основою експериментального вивчення закономірностей спікання.
Аналіз кривих усадки та порівняння відносної густини сирих і спечених порошкових заготовок з металевих сумішей показав, що процес реакційного спікання ініціюється разом з появою перитектичної чи евтектичної рідини. Виявлено, що зразки практично усіх досліджених порошкових подвійних систем з відносною густиною понад 80 % дають значний ріст об’єму в процесі спікання. Проте введення певної кількості хімічно інертних домішок локалізує реакційніпроцеси по всьому об’єму пресовок і не дає змоги дрібним порам збиратися в каверни. Це сприяє сповільненню росту пресовок і, з часом, приводить до значної усадки. Дрібні пори в кожному з малих локальних об’ємів беруть участь у масопереносі і забезпечують ущільнення на пізніх стадіях спікання.
Розроблено із застосуванням реакційного спікання жаростійкі дисперсно-зміцнені сплави на основі ніхрому з вмістом алюмінію до 6 % і оксиду ітрію (Y2O3) до 1,5% та відпрацьовано технології отримання виробів з них. Зокрема, режими прокатки товстих заготовок і тонких листів товщиною до 0,1 мм. Розроблено склади припоїв та умови термореакційної пайки для товстих заготовок, що використовуються при виготовленні повітрозабірника гіперзвукового літака. Також відпрацьовано режими пайки та інші технологічні операції для виготовлення теплозахисних панелей гіперзвукових і багаторазових космічних апаратів.
Отримані фізико-механічні та функціональні властивості дисперсно-зміцнених ніхромів забезпечують в сукупності необхідну працездатність багаторазових космічних систем за температур до 1200 0С.
Ключові слова: синергетична модель, термокінетика, реакційне спікання, самопоширюваний високотемпературний синтез, тепловий вибух, інтерметаліди, дисперсно-зміцнені ніхроми, жаростійкість, жароміцність, утомна міцність.
