Специалисты ИЦ ВИАМ рассказали о выполненных работах второго этапа по реализации исследовательской программы.

В рамках реализации Мероприятия 1 Федеральной научно-технической программы развития синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры на 2019 - 2027 годы, НИЦ «Курчатовский институт» - ВИАМ выполняет работы в рамках исследовательской программы (проекта) по теме «Создание научных и методологических основ использования синхротронного и нейтронного излучения для разработки прорывных промышленных технологий структурной диагностики металлических и металлокерамических материалов, синтезированных аддитивными технологиями».

В рамках проекта специалисты НИЦ «Курчатовский институт» - ВИАМ в консорциуме с ведущими научными организациями РФ создают металлокерамический алюмоматричный материал для аддитивных технологий, который обладает повышенным комплексом механических характеристик при сохранении малого удельного веса.

Получение металлокерамических композиционных порошковых композиций применительно к аддитивной технологии ‒ селективного лазерного сплавления, обеспечено за счет применения следующих технологических процессов: высокоэнергетического смешивания порошков матрицы сплава и армирующего компонента с получением металлокерамических композиционных частиц осколочной формы и последующей высокотемпературной обработкой металлокерамических композиционных частиц осколочной формы в потоке плазмы с получением сфероидизированных металлокерамических композиционных гранул.

В 2022 г. разработана технология изготовления сфероидизированной металлокерамической порошковой композиции сплава на основе алюминия, армированной частицами карбида кремния, обеспечивающая получение порошкового материала заданного гранулометрического состава и сферической формы.

Впервые в Российской Федерации разработана аддитивная технология получения синтезированного металлокерамического композиционного материала методом селективного лазерного сплавления металлического композиционного порошка заданного гранулометрического состава и сферической формы на основе алюминиевого сплава, армированного частицами карбида кремния, обеспечивающая минимальную пористость и повышенные механические свойства синтезированного материала.

Проведенные при реализации исследовательской программы синхротронные и нейтронные исследования, позволили изучить механизмы формирования структурного состояния разрабатываемого синтезированного металлокерамического материала  и стали  основой при создании металлокерамического алюмоматричного синтезированного материала для аддитивных технологий. Указанные результаты были получены, в том числе, на основе исследований, проведенных на уникальной научной установке класса «мегасайенс» - «КИСИ-Курчатов». На основании данных, полученных, в том числе, с использованием синхротронного и нейтронного излучения, выбраны оптимальные режимы плазменной обработки для получения сфероидизированной металлокерамической порошковой композиции заданного гранулометрического состава с коэффициентом сферичности не менее 1.2 и селективного лазерного сплавления для получения синтезированного металлокерамического композиционного материала с равномерной структурой и минимальной пористостью (объёмная доля пор не более 0,2%), а также повышенным комплексом механических свойств.

Создан научно-технический задел по созданию нового класса материалов, обладающих повышенными показателями удельной прочности и низким удельным весом, которые могут быть использованы для изготовления деталей газотурбинных двигателей и летательных аппаратов методом аддитивного производства.

Полученные на данном этапе работ результаты в полной мере удовлетворяют целям Мероприятия 1 Федеральной программы и являются научной основой для разработки прорывных промышленных технологий производства и структурной диагностики металлокерамических материалов, синтезированных аддитивными технологиями.