Ученые МГТУ «СТАНКИН» применили новый подход для прогнозирования свойств керамической системы TiB2-TiC-Al2O3 на основе планирования эксперимента и математического моделирования. Использование этого научного подхода позволило исследователям получить математические модели и значительно сократить количество натурных опытов, необходимых для определения таких ключевых характеристик, как твердость по Виккерсу и трещиностойкость. Результаты могут быть использованы в тех областях, где необходимы материалы с требуемыми свойствами, например, машиностроение, автомобильная промышленность, авиастроение, оборонная промышленность, и т.д.
В ходе работы было изучено 10 различных композиционных материалов системы TiB2-TiC-Al2O3, спеченных методом искрового плазменного спекания под давлением 80 МПа и температуре 1700°C. При этом, полученные результаты были использованы для построения контурных графиков в тройной диаграмме, что способствовало прогнозированию областей с повышенными механическими свойствами: твердость по Виккерсу более 18 ГПа и трещиностойкость свыше 7 МПа·м½. Установленные графики обладают интересом для исследователей, занимающихся системой TiB2-TiC-Al2O3, так как с их помощью можно выбирать необходимый состав композиционного материала для решения конкретных задач в зависимости от его требуемых свойств для ряда отраслей от тяжелого машиностроения до деталей оборонно-промышленного комплекса.
Полученные результаты демонстрируют, что планирование эксперимента смесей является эффективным инструментом для определения перспективных составов композиционных материалов с учетом их механических свойств, позволяя значительно сократить объем ресурсоемких экспериментов. Исследование выполнялось в Лаборатории искрового плазменного спекания (ЛИПС) при поддержке Российского научного фонда. Проект в 2026 году признан победителем конкурсного отбора и был продлен на 2 года (Соглашение № 23−19−413 П).
Источник: Минобрнауки России
