Дисертаційна робота спрямована на розробку керамічних матеріалів на основі композицій системи ZnO – ВаO – Al2O3 – SiO2 та технології їх формування для підвищення ефективності та надійності військово-прикладних технологій у сфері авіації та ракетобудування.
Об’єкт дослідження – створення керамічних матеріалів з комплексом заданих електрофізичних властивостей та спроможністю максимального пропускання електромагнітних хвиль у радіочастотному діапазоні.
Предмет дослідження – фізико-хімічні закономірності формування, властивості, фазовий склад і структура радіопрозорих керамічних матеріалів на основі композицій системи ZnO – ВаO – Al2O3 – SiO2 та технологічні параметри формування носового обтічника шляхом шлікерного лиття з непластичного шлікеру.
Метою дисертаційної роботи є розробка рецептурно-технологічних параметрів отримання радіопрозорої цельзіан-віллемітової кераміки із заданими радіофізичними властивостями на основі композицій системи ZnO – ВаO – Al2O3 – SiO2.
У підсумку проведених досліджень отримано такі наукові результати:
– отримано нові дані щодо субсолідусної будови системи ZnO ‒ BaO ‒ Al2O3 – SiO2: елементарних об’ємів, ступенів асиметрії та взаємозв’язку тетраедрів, що входять до областей системи, які містять фази цельзіану, вілеміт і ганіту;
– розраховані температури і склади евтектик елементарних тетраедрів та визначено перспективні для проектування складів цельзіан-віллемітової кераміки модельні композиції;
– за результатами прогнозної оцінки фазового складу продуктів синтезу модельних композицій та аналізу динаміки накопичення розплаву в інтервалі температур 1100 – 1350 °С визначено умови низькотемпературного синтезу цільових фаз;
– за результатами термодинамічного аналізу реакцій цільових і супутніх фаз з агресивними хімічними реагентами визначено умови отримання радіопрозорої кераміки, яка демонструє високу стійкість до впливу агресивних середовищ; визначено вплив різних глиноземвмісних матеріалів на властивості і фазовий склад цельзіан-віллемітової кераміки та показана доцільність використання більш дешевого металургійного глинозему марки Г-00;
– показана ефективність дії добавки 1 мас. % Li2O для інтенсифікації процессу утворення цельзіану і вілеміту в умовах низькотемпературного одностадійного синтезу та визначено позитивний вплив на експлуатаційні властивості отриманих керамічних матеріалів: діелектричні характеристики (ε = 2,41 – 2,85, tgδ = 0,0024–0,0075), термостійкість 225–250 °С, міцність при згинанні 83–152 МПа;
– встановлено технологічні параметри шлікерного лиття та склад комплексної добавки, яка дозволяє покращити текучість шлікеру на 52 %, поліпшити фільтраційні властивості на 53 % та підвищити міцність відливок в 1,10 разів;
– встановлено можливість використання розробленого матеріалу для виготовлення елементів захисту радіоелектронної апаратури, яка працює у діапазоні частот при 26 – 37,5 ГГц та покращення їх експлуатаційних властивостей.
Результати дисертаційної роботи впроваджені у навчальний процес кафедри технології кераміки, вогнетривів, скла та емалей Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут» при підготовці магістрів.
Ключові слова: радіопрозорі керамічні матеріали, цельзіан-віллемітова кераміка, евтектика, модификація, адгезія, оксид алюмінію, глинозем, субсолідусна структура, модификатор, технологія, β-глинозем, кремнезем, склофаза, мікроструктура, спікання.
