Отзыв ведущей организации (Распыление керамик и керамических композитов потоками ионов низких энергий)

УТВЕРЖДА1О Заместитель генерального директора псу «Центр Келдыша», г' сских наук Л.М.Губзертов 2015 г. Фьлврлльнор космичвсков лгвнтство Госуаарсигсвиига неуинии н:гпр Россиасноа Фсаераггнн— фсмрам,вы госузарсо~сигго» унитарное иреаириягне иИССаЕАОВатЕДЬСКИЙ ЦсуутР ИМЕНИ М.В.КЕЛгХЫЦуа" (ГНИ ФГУП "Центр Келдыша" ) ул. Онежская, Л 8, г. Москва, Россия, 125488 тел. гу 1495) 456 4608 Факс: 47 [495) 45643228 окпо 07547ззз аь 8 1аууооеаззоз иккукпв тл зогаазолулзозооз Кегсое!ггесгпаиги; Кегсисапзсогго, Ьар:/ггигвосзегс.глазго ат ОТЗЫВ ВЕДУ1ЦЕИ* ОРГАНИЗАЦИИ па диссертацию Семенова Александра Анатольевича на тему: «Распыление керамнк и керамических композитов потоками ионов низких энергий», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.07.05 — «Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановкп летательных аппаратов» Актуальность темы исследований.

Актуальность диссертационной работы определяется постоянно возрастакицими требованиями по ресурсу, которые предъявляются к перспективным стапионарным плазменным двигателям 1СПД), Проведенные в диссертации исследования носят прикладной характер и напрямую связаны с разработкой новых типов материалов. увеличиваюших срок службы двигателя.

Ресурс определяется эрозионной стойкостькз стенок разрядной камеры и ускорительного канала, выполненных нз керамических материалов. Общей тенденцией является использование тугоплавких эрозионностойких керамических композитов на основе нитрида бора, обладаюц1их высокой устойчивостью к техупературным наг1эузкам. Механисзеские характе1зистики композиционных ке1замик определяются различными связующими добавками, влияние которых на итоговый коэффициент распыления композита не всегда известно. Усилия современных исследований направлены на выявление оптимального состава композита для узлов С1!Д, обладающих низким коэффициентом распыления и устойчивостью к механическим нагрузкам. Отсутствие систематических исследований интегрального коэффициента распыления в зависимости от концентрации связуюшей добавки не позволяло начать оптимизацию состава керамического композита по указанным выше критериям.

Проведенные автором исследования конкретизируют круг материалов для проведения механических испытаний, но и указывают на необходимость уточнения в вопросах разработки теорий. обьяснякпцих процессы распыления сложных керамических композиционных материалов, поэтому тема представленной диссертации, а также результаты, полученные в процессе диссертационного исследования, явлиотся актуальными. Новизна исследований и полученных результатов. Научная новизна работы состоит в том, что впервые проведены системные исследования эрозионных свойств композиционных керамических материалов. Получены новые данные о влиянии состава композитов ~как эрозионно-стойких составляюцщх, так и примесей) на интегральный коэффициенг распыления.

По результатам экспериментов были сделаны выводы о неприменимости аддитивных моделей для описании распыления композиционных керамик. Получены новые количественные данные о распылении многокомпонентных материалов. Выдвинуты гипотезы„объясняющие резкое различие в коэффициентах распыления компознтов цитрида бора с нитридом и оксндом кремния. Обнаружено, что рост коэффициента распыления наблюдается не вблизи температуры шщвления, а значительно раньше. Впервые обнаружено, что скорость роста коэффициента распыления определенных керамик с увеличением угла падения для различных температур не одинакова.

В результате проведенных исследований получены данные, необходимые для проведения дальнейших работ по оптимизации состава керамических композитов при разработке перспективных СПД. Достоверность основных положений, выносимых на защиту. Обоснованность научных положений, достоверность результатов исследований и положений, выносимых на змциту, определяются корректностью применения исследовательской аппаратуры и условиями проведения экспериментов. Результаты экспериментов подтверждаются сопоставлением полученных в работе данных с экспериментальными и расчетными данными, полученными другими исследователями. Научная и практическая значимость полученных автором результатов.

Разработанная автором методика определения средних энергий ионного потока на поверхности образца путем обработки энергетических распределений позволяет с высокой точностью проводить оценку коэффициента распыления и зависимости угла падения, соответствующего максимуму распыления, от энергии„несмотря на широкое распределение потока ионов по энергии. Определено влияние концентрапии эрозионностойких составляющих на коэффициент распыления в керамических композитах, что открывает дорогу дальнейшим исследованиям по изучению механических характеристик композиционных керамик в целях выявления оптимального состава применительно к СПД. На основании проведенных исследований сформулированы рекомендации по использованию керамик и керамических композитов в конструкции деталей ЭРД.

Рекомендации по использованию результатов н выводов диссертации. Результаты диссертационной работы А. А. Семенова рекомендуется использовать в научной и производственной деятельности таких предприятий. как 1'НЦ ФГУП «Центр Келдыша», ФГУП ОКБ «Факел», МАИ, занимающихся исследованиями и разработкой стационарных плазменных двигателей. Часть результатов может быть отражена при чтении специальных курсов в МФТИ, МАИ, МЭИ, МИ!'ЭА, МГТУ им. Н. Э. Баумана и других ВУЗов. Соответствие специальности. Диссертационная работа, посвященная исследованикэ распыления ксрамик и керамических композитов потоками ионов низких энергий, соответствует специальности 05.07.05 — Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов.

Автореферат работы адекватно отражает ее основное содержание, научную новизну, выводы и другие ключевые элементы. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в открытой печати. Замечания по диссертационной работе. 1. В разделе 2.1 автор постулирует. что энергетическая зависимость коэффициента распыления в диапазоне энергий 80-1000 эВ близка к линейной. Однако, по опубликованным справочным данным (А!оп йс да!а апд пис!еаг да1а 1аЫев 62, 149-253 (1996), Агбс!е Хо. 0005) по распылению моноатомных мишеней ионами различных элементов (в том числе Аг'", Кг', Хс ) в ряде случаев наблюдается существенное отклонение от линейности в указанном выше диапазоне.

Линейную аппроксимацик> при анализе энергетической зависимости коэффициента распыления стоит применять на более коротких энергетических промежутках, например: от 50 до 100 эВ, от 100 до 200эВ. от 200 до 500эВ, от 600 до 1000 эВ. 2. В разделе 2.4 автор указал, что провел расчет плотности ионного тока для обеспечения степени чистоты поверхности О„р < 0.05.

Однако, сам расчет в работе нс приведен, а также не указаны способ получения и значение коэффициента десорбции, как одного из важнейших параметров в расчетной формуле. 3. В разделе 3 отмечается, что применителыю к СПД интересен диапазон энергий от десятков (20-30) эВ до нескольких сотен (500-700) эВ, однако этот диапазон не охватьпщется используемылз в работе ионным источником (100 — 400 эВ). Стоит отметить, что использование в эксперименте ионного источника Кауфмана позволило бы исследовать диапазон высоких энергий (400 — 700 эВ), проведя нссь спектр работ, начиная от обеспечения степени чистоты поверхности 0»р < 0.1 при плотностях тока -5мЛ!см при 2 давлении Ра = 5 1О" - 1 10' Торр, до определения дозоной зависимости.

4. В работе подчеркннанзтся особенности распыления пористых материалов. однако, отсутствуют оценки порнстостн композитных керамик и ее влияние на микрорельеф распыляемой поверхности н коэффициент распыления. Общие выводы. Опенивая диссертацию Л,Л. Семенова в пелолн можно заключить, что она представляет собой научно-квалификационную работу, в которой решена актуальная научно-техническая задача исследования перспективных материалов, входящих в состан ответственных узлов стационарного плазменного двигателя н выработаны рекомендации по их применению с учетом полученных экспериментальных данных. Отмеченные недостатки пе влияют существенным образом па общее хорошее впечатление от работы.