Фізика високотемпературної міцності армованих керамічних матеріалів спеціального, функціонального і біомедичного призначення

Встановлено основні закономірності фізичної природи міцності спрямовано закристалізованих евтектичних сплавів (LaB6–MeB2, B4C–MeB2, Ti–TiB, Mo-Si-B, тощо) шляхом системних досліджень впливу природи матричної та армуючої фаз, їх структурно-геометричних характеристик та напружено-деформованого стану на температурну залежність механічних характеристик композиційних матеріалів. На основі експериментальних даних проаналізовано ефективну енергію активації зародження і росту включень армуючої фази при кристалізації евтектичних сплавів квазібінарних боридних, карбідних і оксидних систем. Доведено, що концентраційна складова переохолодження має найбільший вплив на зародження і ріст фаз в евтектичних сплавах досліджених систем. Встановлено механізми зміцнення спрямовано армованих композитів в широкому інтервалі температур – від кімнатної до 2000 оС. Доведено, що проведення додаткової термічної обробки армованих керамічних композитів сприяє зниженню величини внутрішніх напружень і, як наслідок, підвищенню їх механічних характеристик. Показано, що міцність на згин спрямовано закристалізованих евтектичних сплавів немонотонно змінюється по мірі зростання температури випробувань в інтервалі 25-2000 оС. Встановлено, що підвищення міцності таких композитів у високотемпературному інтервалі обумовлене змінами у напружено-деформованому стані, зростанням пластичності фазових складових по мірі збільшення температури випробувань та реалізацією механізмів зернограничного (на поверхні розділу армуючи фаза - матриця) та деформаційного зміцнення монокристалічних волокон диборидів перехідних металів. Розроблені нові спрямовано армовані композити в системі B4C-TiB2-SiC, міцність на згин яких при 2000 оС досягає 370 МПа. Одержані матеріали можуть бути успішно застосовані для спеціального, функціонального і біомедичного призначення.