Разработка, исследование и создание физико-химических процессов и механизмов технологического структурирования и превращения керамических порошковых и полимеро-волоконных композиций в конструкционные, керамо-полимерные бронесистемы с управляемым спектром функционально-защитных баллистических свойств; разработка рекомендаций по организации и созданию инновационных производств

Abstract

Объект исследования – составы, структуры и свойства ударопрочных материалов на основе технической корундовой Al2O3 керамики, модифицированной добавками ZrO2, MgO, SiO2, ZrB2, SiC полимерных материалов и др. Предмет исследования – процессы и явления, протекающие при размоле, механоактивации, термической обработке (спекании), обеспечивающие получение требуемой структуры (на атомном, нано-, и микроуровнях), фазового состава и свойств порошковых оксидных химических соединений на основе Al2O3, ZrO2, MgO, SiO2, ZrB2, SiC, полимеров и ультрадисперсных частиц. Цель исследования – разработка и исследование полной технологической цепочки системно-дифференцированного проектирования и создания, физико-химических процессов материаловедческой инженерии состава, структуры и свойств ударопрочных, бронекерамических, износостойких материалов. Проведен аналитический обзор современных ударопрочных материалов (керамических, стальных, композиционных), который позволил обосновать в качестве наиболее перспективных с точки зрения цена-качество корундовой бронекерамики, модифицированной сложными добавками. Разработана и исследуется структурная блок-схема, учитывающая закономерности, особенности и механизмы каждой стадии технологического процесса. Рассмотрены возможности использования полимерных композиционных материалов (ПКМ) и полимерных наноупрочненных композиционных материалов (ПНКМ) с целью повышения живучести ударопрочных материалов. Оценены возможности золь-гель методов химического соосаждения для получения бронекерамических композитов . Получены шихтовые составы материалов Al2O3, MgO и SiO2, ZrO2 на основе корунда, которые формируются из муллита, полученного по керамической технологии и муллита, формирующегося при тепловой обработке гелей, по золь-гель процессам – коллоидному полимерному, а также, синтезируемых при трибохимической обработке гетерофазных компонентов шихты, в коллоидных мельницах – керамических аттриторах. На состав шихты получен патент Республики Беларусь №23147 от 04.08.2020 «Шихта для получения керамо-огнеупорного материала». Разработанный материал обладает универсальными свойствами и может использоваться как огнеупорный , так и как ударопрочный.