Дисертаційну роботу присвячено дослідженню закономірностей впливу тугоплавких добавок (Cr3C2, CrB2, Mo2C, MoSi2, WC, WSi2, W2B5 SiC, HfC, TaC) та технологій отримання (гаряче пресування, вакуумне спікання та комбінована технологія) на формування структурно-фазового складу та властивостей кераміки на основі дибориду цирконію. Особлива увага приділяється системі ZrB2-SiC, як найбільш перспективній для практичного використання. Термодинамічні розрахунки для прогнозування складу композиційної кераміки на основі ZrB2 показали, що додавання карбідів (VC, NbC, TiC, HfC, TaC, Mo2C, WC) та силіцидів (WSi2, MoSi2) призводить до взаємодії між компонентами. У випадку додавання силіцидів взаємодія відбувається з утворенням стабільного бориду добавки (WB, MoB). При додаванні карбідної складової взаємодія відбувається, у першу чергу, із оксидами (ZrO2, B2O3), які знаходяться на поверхні дибориду цирконію, що призводить до утворюється ZrC та бориду добавки. Здатність до відновлення оксидів зростає в ряді VC > NbC > TiC > HfC > TaC > Mo2C > WC. Результати термодинамічних розрахунків підтверджено експериментальними дослідженнями. У роботі методом гарячого пресування отримували композити на основі дибориду цирконію з добавками Cr3C2, CrB2, Mo2C, MoSi2, WC, WSi2, W2B5 у кількості 3–20 об.%. У результаті вивчення структури композиційних матеріалів показано, що додавання вже 5 об.% карбіду (Cr3C2, Mo2C, WC) активує процес спікання за рахунок взаємодії між компонентами з утворенням нових тугоплавких сполук. Карбідні добавки (Cr3C2, WC, Mo2C), які безпосередньо вводились у шихту, відсутні в структурі отриманого матеріалу. Натомість, за рахунок реакції взаємодії карбіду із оксидом цирконію, який виступає в ролі домішки, утворюються тверді розчини на основі карбіду цирконію, які є найбільш термодинамічно стабільними фазами. При додаванні силіцидних добавок (WSi2 чи MoSi2) спостерігається утворення WB чи MoB, SiC та легкоплавких прошарків на основі SiO2. При додаванні CrB2 чи W2B5 утворюються тверді розчини на основі ZrB2. Незалежно від виду добавки на границі зерен дибориду цирконію відбувається утворення твердих розчинів на його основі з формуванням структури ядро-оболонка, що підтверджено за мікрорентегноспектральним аналізом (МРСА) та методами рентгенівської дифракції (РФА). Міцність кераміки ZrB2–тугоплавка сполука при кімнатній температурі становила 500–600 МПа. При підвищенні температури випробування до 1800 °С міцність матеріалів знижується до 180 МПа у випадку силіцидних добавкок (MoSi2, WSi2), у той час як при введенні карбідних добавок (Mo2C, WC) міцність становить від 240 до 600 МПа. Така різниця пов’язана із структурою та фазовим складом: у матеріалах із силіцидними добавками на границях зерен присутні легкоплавкі фази, а додавання карбідів зменшує їх кількість та сприяє утворенню більш тугоплавких сполук ZrC, MeB (MoB, WB) на границях зерен, що ускладнює рух тріщини під час руйнування. Встановлено залежність стійкості до окиснення від вмісту добавки для композиційних керамік систем ZrB2–MeC та ZrB2–MeВ2 Оптимум корозійної стійкості кераміки досягається при ~5 об.% добавки MeC або MeВ2. Менший вміст добавки не дозволяє повністю ущільнити матеріал, більший вміст (від 5 об.%) призводить до утворення кратерів та тріщин в окалині за рахунок нижчої стійкості до окиснення добавки Cr3C2, CrB2, Mo2C,WC чи W2B5. Силіцидні добавки підвищують стійкість до окиснення кераміки на основі ZrB2 за рахунок утворення на поверхні стабільного боросилікатного скла, що забезпечує нормальну роботу композиту при температурі 1500 °С протягом 50 год. При введені до дибориду цирконію добавок карбідів (Mo2C, WC) чи боридів (CrB2, W2B5) на поверхні композитів не утворюється захисна плівка, тому вони можуть працювати при температурі 1500 °С до 5 год. У роботі апробовано ідею про створення кераміки на основі дибориду цирконію з високими показниками жаростійкості та жароміцності за рахунок одночасного введення добавок силіциду молібдену (MoSi2), як найбільш жаростійкого компонента, та карбіду вольфраму (WC), як найбільш жароміцного. Виявлено, що в процесі отримання композиційних матеріалів системи ZrB2–MoSi2–WC відбувається хімічна взаємодія між компонентами, що призводить до утворення нових фаз (Mo, W)B, (Zr, Mo, W)B2 та присутність оксидів ZrO2 та SiO2). Встановлено, що вміст 15 об.% MoSi2 у композиті ZrB2–MoSi2–WC забезпечує стійкість до окиснення (10 мг/см2), але при цьому зменшує жароміцність (145 ± 35 МПа). У результаті зменшення вмісту MoSi2 до 7,5 об.% жароміцність підвищується (175 ± 28 МПа), однак це призводить до погіршення жаростійкості (15 мг/см2). Вміст 5 об.% WC не призводить до повного очищення матеріалу ZrB2–MoSi2–WC від оксидних фаз, а тому не вдається забезпечити необхідний рівень високотемпературної міцності (>300 МПа).^UThe thesis is devoted to the research of the regularities of the influence of refractory compounds (Cr3C2, CrB2, Mo2C, MoSi2, WC, WSi2, W2B5, SiC, HfC, TaC) and technologies of obtaining (hot pressing, pressureless sintering and combined technology) on the formation of structural phase composition and properties of ceramics based on zirconium diboride.Thermodynamic calculations for predicting the phase composition of composite ceramics based on ZrB2 showed that the addition of carbides (VC, NbC, TiC, HfC, TaC, Mo2C, WC) or silicides (WSi2, MoSi2) leads to interactions between components. In the case of the addition of silicides, the interaction occurs with the formation of a stable mono boride (WB, MoB). The carbide additive interacts with oxides (ZrO2, B2O3) located on the surface of zirconium diboride, which leads to the formation of ZrC and monoboride. The ability to reduce oxides increases in the range VC> NbC> TiC> HfC> TaC> Mo2C> WC.The results of thermodynamic calculations were confirmed by experimental studies. Composites based on zirconium diboride with the addition of Cr3C2, CrB2, Mo2C, MoSi2, WC, WSi2, W2B5 in the amount of 3–20 vol% were prepared by hot pressing. As a result of studying the structure of composite materials it is shown that the addition of 5 vol.% carbide (Cr3C2, Mo2C, WC) activates the sintering process due to the interaction between the components with the formation of new refractory compounds. The initial carbide additives (Cr3C2, WC, Mo2C), which were present in a charge, are absent in the structure of as-sintered material. Due to the reaction of the interaction of carbide with zirconium oxide, which actsas an impurity, solid solutions based on zirconium carbide are formed, which are the most thermodynamically stable phases. The addition of silicide compounds (WSi2 or MoSi2), the formation of WB or MoB, SiC and low-melting layers based on SiO2 isobserved. The addition of CrB2 or W2B5 lead to formation, solid solutions based on ZrB2 are formed. Independent of the type of additive there are formation of core-shell structures, where core is ZrB2 and shell solid is solutions based on ZrB2, which is confirmed by energy dispersive spectra (EDS) and X-ray diffraction (XRD).The flexural strength of “ZrB2 – refractory compounds” at room temperature was 500–600 MPa. At 1800 °С flexural strength of materials decreases to 180 MPa in the case of silicide additives (MoSi2, WSi2), while with the carbide additives (Mo2C, WC) the strength is from 240 to 600 MPa. This difference is related to the structure and phase composition: in materials with silicide additives at the grain boundaries there are low- melting phases, while addition of carbides reduces their number and promotes the formation of more refractory compounds ZrC, MeB (MoB, WB) at grain boundaries.The dependence of oxidation resistance on the additive amount for composite ceramics of ZrB2 – MeC and ZrB2 – MeB2 systems has been established. The optimum amount of MeC or MeB2 addition for oxidation resistance is ~ 5 vol.%. The lower content does not allow to fully densify ceramics, the higher content (from 5 vol.%) results in the formation of craters and cracks in the oxide scale due to lower oxidation resistance of the additive Cr3C2, CrB2, Mo2C, WC or W2B5. Silicide additives significantly increase the oxidation resistance of ZrB2-based ceramics due to the formation of a stable borosilicate glass on the surface, which ensures the normal operation of the composite at a temperature of 1500 °C for 50 hours. In the same time addition of carbides (Mo2C, WC) or borides (CrB2, W2B5) to zirconium diboride does not form a protective film on the surface of the composites, which decrease operation time to 5 hours at 1500 °C.The idea of developing ceramics based on zirconium diboride with high oxidation resistance and high temperature flexural strength due to the simultaneous introduction of additives of molybdenum silicide (MoSi2) as the most oxidation resistant component and tungsten carbide addition (WC) which significantly increase high temperature flexural strength. It was found that in the process of obtaining composite materials of the ZrB2 – MoSi2 – WC system there is a chemical interaction between the components, which leads to the formation of new phases (Mo, W) B, (Zr, Mo, W) B2 and the presence of oxides ZrO2 and SiO2. There is the content of 15 vol.% MoSi2 in the composite ZrB2 – MoSi2 – WC provides oxidation resistance (10 mg / cm2), but high temperature flexural strength (145 ± 35 MPa). As a result of reducing the MoSi2 content to 7.5 vol.%, the high temperature flexural strength increases (175 ± 28 MPa), but this leads to a decrease of oxidation resistance (15 mg / cm2). The content of 5 vol.% WC does not lead to complete purification of the material ZrB2 – MoSi2 – WC from oxide phases, and therefore it is not possible to provide the required level of high temperature strength (> 300 MPa).