Барвіцький П. П. Закономірності формування структури конструкційних ударостійких матеріалів на основі тугоплавких боридів в умовах термобаричного спікання

В роботі вирішено актуальну науково-технічну задачу по встановленню закономірностей формування структури композиційних матеріалів на основі тугоплавких боридів (-AlB12, AlB12C2, AlB12C2TiB2, B4C, B4CSiC) в термобаричних умовах (30 МПа і 2 ГПа, у діапазоні температур 1200-2200 С), в результаті чого розроблено нові легкі ударостійкі матеріали для засобів індивідуального захисту, захисту вертольотів та літаків, де вага захисних елементів є одним з визначальних факторів, а також для інших застосувань. Вивчення закономірностей впливу добавок C, TiC та SiC на структуру та властивості матеріалів на основі -AlB12 і B4C дозволили створити композити на з механічними характеристиками, що перевершують або знаходяться на рівні гарячепресованого карбіду бору, складів: (1) B4С – 22 % SiC (зі стехіометрією B3,64CSi0,01 – матричної фази і SiC1,07 – включень) густиною  = 2,63 г/см3, з твердістю за Віккерсом НV (49 Н) = 34,6 ±0,5 ГПа, тріщиностійкістю K1с (49 Н) = 5,4 МПа•м1/2, K1с (при три точковому згині) = 7,4 МПа•м1/2, границею міцності під час згинання Rbm = 474 МПа, міцністю під час стиску Rcm = 1878 МПа, міцністю на розтяг Rm = 386 МПа та логарифмічним декрементом коливань  = 1,45 % і модулем Юнга E = 521 ГПа; (2) AlB12C2 – 22 % TiB2 – 4 % Al2O3 (зі стехіометрією Al0,17B4,55C2O0,04N0,21 – матричної фази та TiB2,58C0,8Al0,02 і Al2O3,79B2,04C0,8 – включень) з  = 3,2 г/см3, НV (49 Н) = 37,7 ±6,7 ГПа, K1с (49 Н) = 6,9 ±0,6 МПа•м1/2, KIс (при триточковому згині) = 6,1 МПа•м1/2, Rbm = 646 МПа, Rcm = 1143 МПа, Rm = 515 МПа,  = 1,44 % і модулем Юнга E = 509 ГПа. Зроблено висновок про те, що високий рівень механічних властивостей було досягнуто за рахунок формування твердих розчинів. Результати підтверджені актами випробування від ФМІ НАН України та НТЦ «Композиційні матеріали» при ІПМ НАН та двома патентами України.