Наименование конкурса: Конкурс на грантовое финансирование научных и (или) научно-технических проектов на 2024-2026 годы.

Руководитель проекта: Абдулина Сауле Амангельдыевна, PhD, профессор.

 

Идентификаторы:

Исследовательская группа проекта

№ ФИО Должность по проекту Идентификаторы (Scopus Author ID, Researcher ID, ORCID, если имеются) и ссылки на соответствующие профили
1. Абдулина С.А. СНС Scopus Author ID: 56389550800 (https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=56389550800),
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6328-8652,
Web of Science ResearcherID: ABC-5778-2021,
Google Scholar ID: Nbg6V2cAAAAJ.
Молодые ученые (до 40 лет + обучающие (Студенты, магистранты))

 

 ФИО Должность по проекту Идентификаторы (Scopus Author ID, Researcher ID, ORCID, если имеются) и ссылки на соответствующие профили Примечание (ППС, студент, магистрант, докторант)
1 Кеңесбеков А.Б. ВНС Scopus Author ID: 57205287682,
Web of Science Researcher ID: AAJ-2006-2021,
Google Scholar ID: qiSsE64AAAAJ&hl,
ORCID: 0000-0002-5630-9467.		 ППС
2 Ескермесов Д.Қ. ВНС Scopus Author ID: 57225097090,
Web of Science Researcher ID: ABC-5876-2021,
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2206-8132,
Google Scholar ID: WdqfuZ0AAAAJ&hl=ru		 ППС
3 Кусайнов А.Е. НС Scopus Author ID: 59065558000,
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-4623-4681.		 Докторант
4 Абижанова И.К. НС Web of Science Researcher ID: ADR-8182-2022,
ORCID:: 0009-0006-3218-7246.		 Докторант
5 Әпсежанова А.Қ. НС Scopus Author ID: 57225969663,
ORCID: 0009-0001-7778-7767.		 Магистр
6 Отаров Е.С. МНС    
7 Андреева О.А. Инженер    
8 Молбосынов Е.С. Техник Scopus Author ID: 59345086000,
ORCID: 0009-0009-0578-6544,
https://www.researchgate.net/profile/Ermahan-Molbosynov.		 Студент

Аннотация проекта

Проект направлен на разработку комбинированного способа получения термобарьерного покрытия YSZ/GZO для теплонапряженных узлов изделий ракетно-космической техники. В рамках данного проекта предлагается объединить два метода APS и HVOF для получения двухслойного покрытия с целью снижения разрушения TBC из-за отслаивания покрытия. Для того чтобы объединить сильные адгезионные характеристики HVOF-покрытий с лучшими теплозащитными свойствами APS-покрытий предлагается получить нижний слой из YSZ методом HVOF, а верхний слой Gd2Zr2O методом APS. С целью оптимизации многослойной структуры предлагаются провести комплексные экспериментальные исследования изменения структурно-фазовых состояний, механических и теплофизических характеристики термобарьерных покрытий YSZ/GZO в зависимости от параметров напыления, от состава и структуры исходного порошка, от пористости и толщин слоев. Также предлагается изучить коэффициент теплового расширения, твердость, упругость, циклической долговечности, горячей коррозии и высокотемпературного окисления покрытий YSZ/GZO. Будут установлены взаимосвязи термомеханических свойств покрытий YSZ/GZO с его структурно-фазовым состоянием. Будут изучены особенности формирования механических напряжении в межслойных соединениях связующий слой/YSZ/GZO при циклических термических воздействиях в зависимости от кристаллической структуры слоев. Будет выбрана оптимальная структура покрытий YSZ/GZO, который могут работать экстремальных условиях температурных и механических воздействии. В результате успешной реализации проекта будет разработан комбинированный способ получения термобарьерного покрытия YSZ/GZO, перспективного для применения в теплонапряженных узлах изделий ракетно-космической техники.

Данный проект, несомненно, внесет вклад в пополнение надежной базы данных по материалам, применяемых в ракетно-космической промышленности. Получение надежной базы данных по термобарьерным покрытиям, обеспечивающих стабильности и безопасности термонапряженных узлов ракетно-космической техники, являются весьма актуальной материаловедческой задачей в развития ракетно-космической промышленности. Ракетно-космическая промышленность вносит значительный вклад в обеспечение национальной безопасности и является одной из наиболее развитых и конкурентоспособных отраслей промышленности отечественной экономики.

Цель проекта

Разработка комбинированного способа получения термобарьерного покрытия YSZ/GZO для теплонапряженных деталей и узлов изделий ракетно-космической техники, а также изучение взаимосвязи термомеханических свойств покрытий YSZ/GZO с его структурно-фазовым состоянием.

Ожидаемые и достигнутые результаты проекта:

Год

Полученные результаты по исследованиям.
Публикаций (со ссылками на них) и патентов; информация для потенциальных пользователей

2024 год

Будут проведены эксперименты по пескоструйной обработке поверхности при различных режимах. В экспериментах будут варьированы скорость, форма и размер абразивных частиц. Будет выбран оптимальный режим пескоструйной обработки поверхности.

Будет проведена серия экспериментов по получению связующего слоя NiCrAlY при различных режимах атмосферно-плазменного напыления.  А также будет изучено влияние предварительного нагрева сплава на адгезионную прочность связующего слоя. Будет отработана методика получения связующего слоя NiCrAlY с низкой пористостью и высокой адгезионной прочностью на поверхности суперсплава.

Будет определен оптимальный режим высокоскоростного кислородно-топливного напыления, который позволит получить покрытий YSZ с высокой адгезионной прочностью и низкой пористостью. Будут исследованы изменения морфологии и свойства покрытий YSZ в зависимости от режимов параметров HVOF (соотношение газов, дистанция напыления, скорость газового потока, скорость подачи порошков).

2025 год

Будут изучены микроструктура, фазовый состав и механические свойства полученных покрытий YSZ в зависимости от содержания Y2O3. Будут установлены закономерности формирования покрытий YSZ в зависимости от содержания Y2O3.

Будет создана установка для атмосферно-плазменного напыления, которая состоит из источника питания, системы поджога электрической дуги, плазмотрона, блока охлаждения и системы газовой коммуникации. При созданий установки будут применены результаты ранее проведенных исследований.

Будет отработаны оптимальные режимы получения покрытий GZO с высокими физико-механическими характеристиками. Будет измерена микротвердость поверхности, а также будет получен график распределения микротвердости по глубине образца на поперечном шлифе. Будут проведены испытания покрытий на адгезионную прочность методом отрыва, шероховатость покрытий будет измерена щуповым методом

Будут проведены комплексные экспериментальные исследования изменения структурно-фазовых состояний и термомеханических характеристики термобарьерных покрытий YSZ/GZO в зависимости от параметров напыления, от состава и структуры исходного порошка, от пористости и толщин слоев. Коэффициент теплового расширения будет измеряться от 100°C до 1000°C при скорости нагрева 5°̊C°/мин с помощью термомеханического анализатора Q400EM.

2026 год

Будут изучены циклическая долговечность, горячая коррозия и высокотемпературное окисление покрытий YSZ/GZO. Горячая коррозии термобарьерных покрытий будет изучена под воздействием расплава смеси оксидов кальция, магния, алюминия и кремния (CMAS).

Будут изучены особенности формирования механических напряжении в межслойных соединениях связующий слой/YSZ/GZO при циклических термических воздействиях в зависимости от кристаллической структуры слоев.

Будут изучены взаимосвязи термомеханических свойств покрытий YSZ/GZO с его структурно-фазовым состоянием.

Будет разработано комбинированного способа получения термобарьерного покрытия YSZ/GZO. Будет разработана рекомендация по применению разработанного термобарьерного покрытия YSZ/GZO для защиты теплонапряженных деталей и узлов изделий ракетно-космической техники

Инфографика