Логин:
Пароль:

Работа №1468
Название работы
Исследование физико-механических свойств наноструктурных керамических композитов в условиях квазистатического и динамического нагружения
Автор работы
Кульков Сергей Сергеевич
Дата начала работы Дата окончания работы
2009-08-27 2011-08-25
Аннотация
Цель работы - Проведение исследований структуры и физико-механических свойств керамических нанокомпозитов в условиях квазистатического и динамического нагружения. В ходе выполнения проекта будут получены следующие рузультаты: данные о поровой и кристаллической структуре, фазовом составе образцов керамических нанокомпозитов; данные о деформации, накоплении повреждений в образцах керамических нанокомпозитов при испытании на изгиб в широком диапазоне скоростей; данные о деформации, накоплении повреждений в образцах керамических нанокомпозитов при испытании на сжатие в широком диапазоне скоростей; данные о теплофизических свойствах керамических нанокомпозитов; анализ и обобщение данных физико-механических свойств керамических нанокомпозитов при квазистатических и динамических воздействиях; закономерности влияния структурных факторов на свойства нанокомпозитов, обобщение данных о поведении керамических нанокомпозитов при высокоскоростном нагружении; данные о структуре опытных образцов керамических нанокомпозитов после динамического нагружения и зависимости прочностных характеристик от структурных параметров. Будет разработана численно-аналитическая модель для оценки механических свойств наноструктурных керамических композитов в широком диапазоне скоростей нагружения. Получен алгоритм для оценки прочностных характеристик керамических нанокомпозитов в широком диапазоне скоростей нагружения с учетом исходной структуры и фазового состава. Полученные при выполнении проекта результаты станут основой для создания компьютерной модели поведения наноструктурных композитов, для прогнозирования их свойств при заданных условиях, для выработки рекомендаций, направленных на создание материалов с требуемыми свойствами.
Тип НИР Источник финансирования Объем финансирования Вид работы
ФЦП 1006600 Федеральное агентство по образованию Фундаментальная
Промежуточный реферат №1
Объектом исследования являются новый подкласс наноструктурных керамических композитов с наноразмерами кристаллитов и особой поровой структурой. Цель работы – проведение комплексных экспериментальных и теоретических исследований структуры и физико-механических свойств наноструктурных керамических композитов в условиях квазистатического и динамического нагружения. При проведении первого этапа НИР получены следующие результаты. Выполнен аналитический обзор современного состояния исследований физико-механических свойств наноструктурных керамических композитов в условиях квазистатического и динамического нагружения. Проведены предварительные аналитические исследования и компьютерные эксперименты. Которые показали, что структурная неоднородность керамики (наличие пор, трещин, фаз, распределения размеров зерен и) формирующаяся при ее производстве, приводит к появлению мезоскопических концентраторов напряжений при деформации. Закономерности релаксации напряжений в области мезоконцентраторов в крупнокристаллической и наноструктурной керамике различны. Информация о структуре керамики должна быть учтена в моделях, позволяющих прогнозировать ее физико-механические свойства. Выбран и обоснован оптимальный вариант направления экспериментальных исследований физико-механических свойств наноструктурных керамических композитов в условиях квазистатических и динамических воздействий. Таким образом, механическое поведение оксидных керамических материалов в диапазоне гомологических температур от 0.01 до 0.5 при динамических воздействиях с амплитудами до 20 ГПа определяется релаксационными процессами, обусловленными зарождением повреждений структуры керамики на мезоскопическом уровне.
Инвентарный номер отчета (ИК): 02200953964 Дата регистрации ИК: 2009-11-30
Промежуточный реферат №2
Цель работы - получение данных о закономерностях деформирования, повреждения и разрушения нанокомпозитов керамики при динамических воздействиях. На втором этапе для исследования структуры керамических материалов использованы методы оптической и зондовой сканирующей микроскопии. Для исследования прочностных свойств керамических нанокомпозитов на основе оксида алюминия и оксида магния использованы экспериментальные методы с непрерывной регистрацией параметров нагружения и деформации образцов при трехточечном изгибе, осевом сжатии и определении ударной вязкости. При выполнении НИР использовано следующее оборудование: оптический микроскоп ОЛИМПУС GX, усовершенствованная учебная нанолаборатория, системы электронного управления СЗМ EM16Ed; сервогидравлический универсальный высокоскоростной испытательный стенд Инстрон 8800 модель VHS 40/50-20. При выполнении второго этапа НИР получены следующие результаты: - экспериментальные данные о поровой и кристаллической структуре, фазовом составе опытных образцов керамических нанокомпозитов Al203-1,5 vol. % MgO. - экспериментальные данные о деформации, накоплении повреждений в опытных образцах керамических нанокомпозитов при испытании на изгиб в широком диапазоне скоростей воздействия. - экспериментальные данные о деформации, накоплении повреждений в опытных образцах керамических нанокомпозитов при испытании на сжатие в широком диапазоне скоростей воздействия. - экспериментальные данные о теплофизических свойствах ряда керамических нанокомпозитов методом сканирующей дифференциальной калориметрии. - обобщение данных физико-механических свойств наноструктурных керамических композитов при квазистатических и динамических воздействиях.
Инвентарный номер отчета (ИК): 02201057386 Дата регистрации ИК: 2010-11-17
Заключительный реферат
В отчете представлены результаты исследований, выполненных по 3 этапу Государственного контракта № П1228 "Исследование физико-механических свойств наноструктурных керамических композитов в условиях квазистатического и динамического нагружения" (шифр "НК-209П") от 27 августа 2009 по направлению "Создание и обработка композиционных керамических материалов" в рамках мероприятия 1.3.1 "Проведение научных исследований молодыми учеными - кандидатами наук.", мероприятия 1.3 "Проведение научных исследований молодыми учеными - кандидатами наук и целевыми аспирантами в научно-образовательных центрах", направления 1 "Стимулирование закрепления молодежи в сфере науки, образования и высоких технологий." федеральной целевой программы "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009-2013 годы. Цель работы – проведение комплексных экспериментальных и теоретических исследований физико-механических свойств наноструктурных керамических композитов в условиях квазистатического и динамического нагружения, разработка численно-аналитической модели для оценки механических свойств наноструктурных керамических композитов в широком диапазоне скоростей нагружения. При выполнении НИР использованы методы: механических испытаний, методы оптической микроскопии, методы сканирующей электронной микроскопии, методы фрактального анализа, методы компьютерного имитационного моделирования. При выполнении третьего этапа НИР был использован следующий инструментарий: оптический микроскоп ОЛИМПУС GX, сканирующий электронный микроскоп SEM-515, вычислительный кластер Т-Платформы (НРС- 0011025-001), универсальный сервогидравлический стенд Instron VHS 40/50-20. При проведении третьего этапа НИР получены следующие результаты. 1. Данные о теплофизических и механических свойствах и структуре наноструктурных керамических композитов. 2. Закономерности влияния структурных факторов на свойства наноструктурных композитов, обобщение данных о поведении наноструктурных керамических композитов при высокоскоростном нагружении. 3. Данные о структуре опытных образцов наноструктурных керамических композитов после динамического нагружения. 4. Зависимости прочностных характеристик наноструктурных керамических композитов от структурных параметров. 5. Разработана численно-аналитическая модель для оценки механических свойств наноструктурных керамических композитов в широком диапазоне скоростей нагружения. 6. Разработана компьютерная программа и алгоритм для оценки прочностных характеристик наноструктурных керамических композитов в широком диапазоне скоростей нагружения с учетом исходной структуры и фазового состава. 7. Рекомендации по возможности использования результатов НИР в реальном секторе экономики и при разработке научно-образовательных курсов.
Инвентарный номер отчета (ИК): 02201161356 Дата регистрации ИК: 2011-10-12
Заказчик
Федеральное агентство по образованию, ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы» Мероприятие 1.3.1 «Проведение научных исследований молодыми учеными - кандидатами наук», Конкурс НК-209П «Проведение поисковых научно-исследовательских работ по направлению «Создание и обработка композиционных керамических материалов» в рамках мероприятия 1.3.1. Программы», ГК № П 1228 от 27.08.2009 г.
ГРНТИ УДК Инвентарный номер Госшифр Госконтракт Договор
55.09.43 ( МАШИНОСТРОЕНИЕ. Машиностроительные материалы. Композиционные материалы. )
620.22--419; 621.002.3-419; 488844 П1228
Ключевые слова
наноструктурные керамические композиты, прочность, механические свойства
Предполагаемый результат работы
Отчет
Организации соисполнители
Государственный учет результатов НИОКР в БД РНТД Минобрнауки РФ
Получить полный доступ
Основание к регистрации темы (электронный вариант)
Только для служебного пользования
   
2007 © ОНТИ НУ ТГУ
E-mail: onti@sun.lib.tsu.ru
Тел: 52-76-99