Ильющенко Александр Федорович – доктор технических наук, профессор, академик Национальной академии наук Беларуси, генеральный директор Государственного научно-производственного объединения порошковой металлургии Национальной академии наук Беларуси – директор
ул. Платонова, 41, 220005, Минск
Aliaksandr Ph. Ilyushchanka – Dr. Sci. (Engineering), Professor, Academician of the National Academy of Sciences of Belarus, Director General at State Research and Production Powder Metallurgy Association of the National Academy of Sciences of Belarus – Director
41, Platonov St., 220005, Minsk
Барай Сергей Георгиевич – кандидат технических наук, доцент, заведующий группой керамики
ул. Платонова, 41, 220005, Минск
Sergey G. Baray – Cand. Sci. (Engineering), Associate Professor, Head of the Ceramic Group
41, Platonov St., 220005, Minsk
Лецко Андрей Иванович – кандидат технических наук, доцент, заместитель директора
ул. Платонова, 41, 220005, Минск
Andrey I. Letsko – Cand. Sci. (Engineering), Associate Professor, Deputy Director
41, Platonov St., 220005, Minsk
Насонова Наталья Викторовна – доктор технических наук, доцент, ведущий научный сотрудник лаборатории «Материалы и элементы электронной и сверхпроводниковой техники»
ул. П. Бровки, 6, 220013, Минск
Natalia V. Nasonova – Dr. Sci. (Engineering), Associate Professor, Senior Researcher of Research Laboratory “Materials and Elements of Electronic and Superconducting Technology”
6, P. Brovka St., 220013, Minsk
Показана возможность создания радиопоглощающих материалов для высокотемпературного при - менения путем легирования диэлектрической матрицы на основе оксида алюминия или композиции Al2O3/TiO2 резистивными материалами на основе титана Ti–Si–C и Ti–Al–C, жаростойкими сплавами на основе железа в систе мах FeCrNiAl и FeSiAlTi и интерметаллидом TiAl при содержании наполнителя 10–60 мас.%. Резистивные материалы и интерметаллид синтезированы методом механоактивированного самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Жаростойкие сплавы получены газовым распылением расплава исходных компонентов. Легирование проводилось в планетарной шаровой мельнице. Основные рефлексы композиций Al2O3/Ti–Al–C и Al2O3/Ti–Si2C идентифицированы линиями α–Al2O3, MAX-фаз Ti3AlC2, Ti2AlC и Ti3SiC2 соответственно. Композиция Al2O3/TiO2/TiAl содержала α–Al2O3, TiO2 и Ti3Al. У композиций, легированных жаростойкими сплавами, кроме содержания α–Al2O3, установлены линии твердого раствора на основе железа Cr0,03Fe0,97 у Al2O3/FeCrNiAl, а также линии α–Fe, α–Fe2О3, TiAl и незначительно Fe2SiO4 у Al2O3/FeSiTiAl. Основной параметр распределения частиц по размерам d50 = 0,14– 36,5 мкм. Полученные радиопоглощающие материалы на основе Al2O3 с проводящими и магнитными наполнителями в диапазоне 8–12 ГГц характеризуются ростом диэлектрической проницаемости ε′ ≈ 5,6–25,0 и ε″ ≈ 0,5–7,9 при увеличении доли наполнителя до 50–60 мас.% и достижением максимальных потерь: tgδε = 0,34 (8,7 ГГц) и tgδµ = 0,69 ± 0,08 для магнитосодержащих композиций Al2O3/FeSiTiAl при 50 мас.% наполнителя. При концентрациях порядка 35–40 мас.% проявляются признаки перколяционного механизма усиления потерь. Разработанные композиционные материалы рекомендуется использовать в качестве радиопоглощающих покрытий, которые наносятся методами плазменного и газопламенного напыления на элементы техники, эксплуатируемые при температурах до 1000 °С.
The possibility of creating microwave absorbing materials for high-temperature applications by alloying a dielectric matrix based on alumina or Al2O3/TiO2 composite with resistive materials based on titanium Ti–Si–C and Ti–Al–C, heat-resistant iron-based alloys in the FeCrNiAl and FeSiAlTi systems, and the intermetallic compound TiAl with a filler content of 10–60 wt.% is demonstrated. The resistive materials and the intermetallic compound were synthesized by Mechanically Activated Self-propagating High-temperature Synthesis. The heat-resistant alloys were obtained by gas atomization of the initial components mixture. Alloying was performed in a planetary ball mill. The main reflections of the Al2O3/Ti–Al–C and Al2O3/Ti–Si–C compositions were identified by the lines of α–Al2O3, MAX-phases Ti3AlC2, Ti2AlC and Ti3SiC2, respectively. The Al2O3/TiO2/TiAl composition contained α–Al2O3, TiO2 and Ti3Al. In the composites alloyed with heat-resistant alloys, in addition to the α–Al2O3 content, the lines of the iron-based solid solution Cr0.03Fe0.97 for Al2O3/FeCrNiAl, as well as the lines of α–Fe, α–Fe2O3, TiAl and slightly Fe2SiO4 for Al2O3/FeSiTiAl were found. The main parameter of the particle size distribution was d50 = 0.14–36.5 μm. The obtained Al2O3-based MAMs with conductive and magnetic fillers in the 8–12 GHz range exhibit a concentration-driven increase of ε′ ≈ 5.6–25.0 and ε″ ≈ 0.5–7.9 as the filler content rises to 50–60 wt.%, reaching maximum losses of tgδε = 0.38–0.55 and tgδμ = 0.69–0.80 for magnetic Al2O3/FeSiTiAl composites at 50 wt.% filler. At ~35–40 wt.% filler content a percolation-type loss enhancement is observed, accompanied by an increased contribution of ohmic losses. The developed composite materials are recommended for use as radar-absorbing coatings applied by plasma and gas flame spraying on equipment components operating at temperatures up to 1000 °C.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.