AP25796151 «Разработка нанокомпозитов W-Cu методами механоактивации и искрового плазменного спекания»

Наименование конкурса: Конкурс на грантовое финансирование молодых ученых по проекту «Жас ғалым».

Руководитель проекта: Миниязов Арман Жанарбекович, PhD.

Идентификаторы:

• Scopus ID автора: https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57195102430),
• ORCID 0000-0002-2188-8075 (ссылка https://orcid.org/0000-0002-2188-8075).
• H-index 8.

Исследовательская группа проекта

Аннотация проекта

Реализация проекта направлена на разработку технологии получения наноструктурированных композитов на основе W–Cu (вольфрам-медь), которая будет достигнута посредством применения передовых методов механоактивации и искроплазменного спекания. Вольфрам (W) и медь (Cu) являются ключевыми материалами для многих отраслей, включая электронику, энергетику и ядерную промышленность. Разработка наноструктурированных композитов на их основе позволит значительно улучшить функциональные характеристики этих материалов и расширить спектр их применения. Композиты системы W–Cu обладают высокой прочностью, теплопроводностью и электропроводностью, сочетания подобных особенностей делает их идеальными для использования в производстве электронных компонентов, теплоотводящих элементов и других высокотехнологичных устройств.

Предлагаемые методы механоактивации и искроплазменного спекания являются высокоэффективными способами получения нанокомпозитов W–Cu. Предлагаемый комбинированный метод обеспечивают высокую степень дисперсии фаз и способствует значительному улучшению механических и физико-химических свойств получаемых материалов. Кроме того, данные технологии обладают такими преимуществами, как низкая температура синтеза, сниженное потребление энергии, высокая плотность конечного материала и возможность точного контроля структуры.

Применение искроплазменного спекания позволяет получать компактные структуры с высокой теплопроводностью, что особенно важно для эффективного теплоотвода в электронике и других устройствах, работающих при высоких температурах. Использование современных технологий может также способствовать снижению затрат на производство наноструктурированных композитов и повышению эффективности использования сырья и представляют значительный экономический интерес.

Кроме того, данные методы производства обладают экологическими преимуществами, такими как сокращение отходов и снижение энергопотребления соответствуя современным требованиям к экологической устойчивости и снижению углеродного следа.

Реализация проекта позволит существенно повысить уровень компетенций в области разработки современных функциональных материалов и послужит основой для повышения конкурентоспособности отечественных специалистов. Проект также способствует развитию уникального опыта в области создания нанокомпозитов открывая возможности для внедрения результатов в промышленное производство и расширения сферы их применения.

Цель проекта:

Синтез и характеризация нанокомпозитов на основе W–Cu, полученных методами механоактивации и искрового плазменного спекания (SPS).

Ожидаемые и достигнутые результаты проекта:

• Наноразмерные композиции порошков на основе W–Cu, полученные методом механоактивации. Технология получения наноразмерных композиционных порошков на основе W–Cu будет регулируемой по составу, существующему состоянию фаз, размеру и распределению как частиц матрицы, так и добавок.
• Оптимизированные параметры SPS для получения композитов с высокой плотностью и сохраненной наноструктурой. Методология получения наноразмерных порошков W–Cu. Полный профиль свойств порошков W–Cu (размер частиц, распределение, фазовый состав, однородность), который послужит основой для дальнейших этапов спекания.
• Результаты исследований нескольких составов с варьированием содержания меди и вольфрама. Сравнение механических свойств и тепловых характеристик композитов для определения оптимального состава. Оценка производственных затрат и энергопотребления для технологий механоактивации и SPS. Анализ возможностей масштабирования производства композитов с сохранением их высоких свойств.
• Публикация не менее 2 (двух) статей в журналах из первых трех квартилей по импакт-фактору в базе данных Web of Science или имеющих процентиль по CiteScore в базе данных Scopus не менее 50 по теме предлагаемого Проекта. А также планируется получить патент на изобретение.

Инфографика