Введение. 
Разработка коррелятора приемника GPS с помощью технологий hardware-in-the-loop

Общая характеристика работы. Диссертация посвящена разработке коррелятора приемника GPS с помощью технологий hardware-in-the-loop.

Актуальность темы

исследования. Среди многообразия огнеупорных и жаростойких композиционных систем благодаря своим уникальным свойствам особое место занимают материалы из нитридной, карбидной, смешанной керамики. Они могут быть как основным продуктом, так и фазой в композиционных материалах. Такие материалы представляют интерес, так как способны выдерживать высокие температуры и работать в условиях агрессивных сред, являются хорошими теплоизоляторами с высокой прочностью и износостойкостью.

В последнее время повысился интерес к дибориду магния как к сверхпроводнику и перспективы широкого применения его в различных отраслях промышленности делают исследования в этой области весьма актуальными. Одним из доступных методов получения соединений на основе диборида магния является самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС), являющийся разновидностью горения. В основе СВС лежит использование тепла, которое выделяется в ходе сильноэкзотермической реакции взаимодействия порошковых реагентов. В зависимости от условий СВС может протекать в двух режимах: в режиме послойного горения и в режиме объемного теплового взрыва. Диборид магния целесообразно получать в режиме теплового взрыва, заключающийся в предварительном нагреве смеси реагентов до температуры их спонтанного воспламенения, когда реакция происходит во всем объеме образца. При тепловом взрыве за счет саморазогрева практически одновременно во всем объеме вещества достигаются высокие температуры вещества, при которых быстро завершается синтез продукта.

Одним из актуальных малоизученных проблем получения веществ и материалов является взрывной синтез, позволяющий сильно сократить время пребывания реакционной смеси при высоких температурах. Этот метод является также перспективным для получения диборида магния.

Таким образом, интересным с научной точки зрения и важным для практического применения является возможность синтеза многокомпонентных керамических материалов на основе нитридов, карбидов, боридов и других высокотемпературных соединений в одну стадию за короткий промежуток времени (прямой синтез). Перспективным направлением в этой области является метод СВС и его разновидности, не требующий больших энергозатрат и позволяющий управлять процессом синтеза для получения материалов с заданными свойствами.

Цель работы. Целью настоящей диссертационной работы является синтез огнеупорных нитридсодержащих композитов и диборида магния в режиме твердофазного горения в среде азота и аргона в установке высокого давления и изучение основных технологических параметров процесса горения.

Задачи работы. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

• — установить закономерности и особенности горения в режиме алюмои магнийтермического горения оксидов титана, хрома и кремния с целью получения нитридсодержащих композитов. Исследовать влияние исходного состава реагентов, давления (азота и аргона) на макрокинетические характеристики СВ-синтеза;
• — изучить механизм формирования фазового состава и микроструктуры продуктов в системе в процессе СВС методом электронной микроскопии
• — разработать огнеупорные композиционные материалы на основе нитридсодержащих соединение. Определить физико-механические свойства полученных материалов;
• — исследовать СВ-синтез диборида магния в режиме теплового взрыва, изучить основные закономерности синтеза диборида магния в присутствии допирующих добавок в установке высокого давления;
• — исследовать возможность синтеза диборида магния во взрывчатых составах на основе аммиачной селитры и бездымного пороха, изучить влияние диборида магния на физико-химические параметры взрывчатых составов.

Основные положения, выносимые на защиту:

• — физико-химические основы получения нитридсодержащих композиционных материалов в режиме твердофазного горения;
• — механизм формирования фазового состава и микроструктуры продуктов в процессе СВС нитридсодержащих композиционных материалов;
• — механические и электрофизические характеристики полученных нитридсодержащих композиционных материалов;
• — закономерности синтеза диборида магния в режиме теплового взрыва;
• — закономерности взрывного синтеза диборида магния с использованием взрывчатых составов на основе аммиачной селитры и бездымного пороха.

Объекты исследования — СВС-системы, состоящие из оксидов титана, хрома, циркония, кремния и в качестве восстановителей алюминия и магния. Композиционные материалы на основе нитридов, диборидов.

Предметом исследований — физико-химические процессы СВ-синтеза композиционных материалов на основе нитридов, диборида магния их физикохимические свойства, а также взрывчатые составы, содержащие магний и бор.

Методы исследования. При решении задач, необходимых для достижения поставленных целей, использовались следующие методы исследования: СВС — технология, метод определения температуры горения, рентгенофазовый анализ пpодуктов cинтеза полученных композиционных материалов, cканиpующая электpонная микpоcкопия, определение физико-механических характеристик полученных материалов.

Научная новизна исследования. В работе были впервые получены следующие результаты:

• — установлены закономерности и особенности горения в режиме алюмои магнийтермического горения оксидов титана, хрома и кремния в среде азота с целью получения нитридсодержащих композитов. Определена зависимость макрокинетических параметров СВ-синтеза от состава исходных реагентов, от давления азота. На основании полученных результатов показана перспективность использования доступных исходных компонентов для синтеза огнеупорных нитридсодержащих композиционных материалов;
• — изучен механизм формирования фазового состава и микроструктуры продуктов в процессе СВС нитридсодержащих композиционных материалов, предложен механизм взаимодействия компонентов в процессе СВС;
• — разработаны нитридсодержащие композиционные материалы с огнеупорностью 1500−1800 ^оС. Определены физико-механические свойства полученных материалов;
• — исследован СВ-синтез диборида магния в режиме теплового взрыва, изучены основные закономерности синтеза диборида магния в присутствии допирующих добавок в установке высокого давления;
• — было использовано высокое давление инертного газа при СВ-синтезе диборида магния;
• — исследована возможность взрывного синтеза диборида магния с использованием взрывчатых составов на основе аммиачной селитры и бездымного пороха;
• — изучено влияние порошков бора и магния на энергетические характеристики взрывчатых составов на основе аммиачной селитры и бездымного пороха

Теоретическая значимость. Установлены основные закономерности синтеза нитридсодержащих композитов в режиме технологического горения. Изучены условия получения диборида магния в режиме теплового и взрывного синтеза.

Практическая значимость. Разработаны оптимальные составы и условия СВ-синтеза огнеупорных нитридсодержащих композитов с огнеупорностью 1500−1750^оС и прочностью на сжатие 40−120 МПа, которые могут быть применены в химической и металлургической промышленности. Показана возможность теплового и взрывного синтеза диборида магния, на основе которого можно создавать композиционные материалы с высокотемпературными сверхпроводящими свойствами.

Связь с научно-исследовательскими работами и государственными программами. Работа выполнялась в рамках программы фундаментальных исследований: «Разработка научных основ новых технологий и создание перспективных материалов различного функционального назначения» (2012; 2015гг.) и по бюджетной программе «Грантовое финансирование» по теме:

«Разработка технологии получения нитридсодержащих СВС-композитов в установке высокого давления» и «СВ-синтез диборида магния в реакторе высокого давления и электрофизические свойства композитов на его основе» (2015;2017 гг.).

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на различных международных, республиканских конференциях и симпозиумах:

• — ISSHS 2013. XII Internatioal Symposium on Self-propagating HighTemperature Synthesis (Техас, США, 21−24 октября, 2013);
• — PCCMN 2014. VIII International Symposium Physics and Chemistry of Carbon Materials Nanoengineering (Алматы, Казахстан, 17−19 сентября, 2014);
• — PJISCP 2015. VIII Proceedings of the Joint International Symposium Combustion and Plasmochemistry (Алматы, Казахстан, 16−18 сентября, 2015);
• — IACFICT 2015. 46^th International Annual Conference of the Fraunhofer ICT (Карлсруэ, Германия, 23−26 июня, 2015);
• — PIACAS 2016. 56^th Proceeding of the Israel Annual Conference on Aerospace Sciences (Тель-Авив, Израиль 9−10 марта, 2016);
• — Международной конференции студентов и молодых ученых «Мир науки» (Алматы, Казахстан, 17−19 апреля, 2013);
• — Международном научном симпозиуме «Новые Концепции в физике конденсированного состояния» (Алматы, Казахстан, 17−18 ноября, 2014);
• — International Conference on Nanotechnology and Nanomaterials (Paris, France, June 2−4, 2016);
• — конференция студентов и молодых ученых «Проблемы технологического горения», посвященная 85-летию со дня рождения А. Г. Мержанова (Алматы, 22 декабря 2016).

Личный вклад автора заключается в постановке и проведении экспериментов, обобщении и интерпретации полученных результатов, написании статей и отчетов и подготовке заявки на инновационный патент Республики Казахстан.

Публикации. Результаты выполненной работы отражены в 17 научных работах, в том числе:

• — одна статья, опубликованная в научном журнале, имеющем по данным информационной базы компании Томсон Рейтерс (ISI Web Of knowledge, Thomsom Reuters) импакт-фактор;
• — в двух научных трудах (1 статья и 1 доклад), опубликованных в научном журнале и сборнике трудов конференции, индексируемых базой Scopus;
• — в 5 статьях, опубликованных в журналах, рекомендованных Комитетом по контролю в сфере образования и науки Министерства образования и науки Республики Казахстан;
• — в 8 тезисах докладов на международных и республиканских конференциях и симпозиумах.

Кроме того, получен инновационный патент № 29 609 Республики Казахстан на изобретение «Способ получения керамических изделий» (опубликован 16.03.2015, Бюл. № 3).

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 103 страницах и включает 57 рисунков и 26 таблиц. Работа состоит из введения, обзора литературы, описания объектов и методов исследования, результатов и их обсуждения, заключения и списка использованных источников из 131 наименования.