Область научных интересов
Сверхвысокотемпературная керамика, композиты, высокоэнтропийные материалы, карбид кремния, катализаторы, самораспространяющийся высокотемпературный синтез, горение растворов, искровое плазменное спекание, экологически чистые технологии, альтернативные источники энергии.
Область знаний по классификатору ОЭСР
2.05 — технологии материалов (материаловедение — керамические материалы; материаловедение — композитные материалы; материаловедение — междисциплинарное; материаловедение — пленки и покрытия; металлургия и металловедение).
01.04.00 — химические науки (неорганическая и ядерная химия; физическая химия; химия — междисциплинарная).
К.т.н., директор НИЦ «Конструкционные керамические наноматериалы»
2018 г. НИТУ МИСИС, директор НИЦ «Конструкционные керамические наноматериалы».
2015 г. К.т.н. «Порошковая металлургия и композиционные материалы», НИТУ МИСИС.
2011 г. Высшее образование. «Порошковая металлургия, композиционные материалы, покрытия», НИТУ МИСИС.
Дополнительное образование
2012 г. Высшее образование. «Экономика и управление на предприятии», НИТУ МИСИС.
Основные результаты научной деятельности
Профессиональные интересы Дмитрия Московских связаны с использование самоподдерживающихся химических реакций, так называемое явление «твердого пламени» или самораспространяющийся высокотемпературный синтез, для синтеза керамических и металлических нанопорошков; изучение фундаментальных основ их спекания и консолидации; с целью получения новых материалов. А также прямой синтез керамических нано-структурированных материалов и изделий совмещением процессов безгазового горения и искрового плазменного спекания.
Основные результаты:
Впервые получена объемная фаза высокоэнтропийного нитрида (Hf0.2Nb0.2Ta0.2Ti0.2Zr0.2)N методом экзотермического горения. Изготовленный объемный материал демонстрирует сверхвысокую твердость (33 ГПа) и трещиностойкость (5,2 МПа∙м1/2), значительно превосходя значения ранее полученных бинарных и высокоэнтропийных керамик (рис. 1). Данный высокоэнтропийный нитрид может быть использована для сверхтвердых покрытий, конструкционных материалов, оптики и т. д. Полученные результаты иллюстрируют масштабируемый метод получения объемных высокоэнтропийных нитридов с новыми эталонными свойствами.
Рис. 1. График зависимости трещиностойкостьи от твердости с измеренными значениями для высокоэнтропийного нитрида и ранее полученными керамиками.
Получена сверхвысокотемпературная керамика HfCN с самой высокой теоретической температурой плавления среди всех известных на данный момент соединений. Проведено сравнение температуры плавления синтезированного соединения и исходного «рекордсмена» — карбида гафния. Для этого спрессованные образцы размещали HfC и HfCN на графитовой пластине, имеющей форму гантели, сверху накрывали аналогичной пластиной, чтобы избежать тепловых потерь«. Полученный «сэндвич» подключали к мощному аккумулятору при помощи молибденовых электродов. Все испытания проводили в глубоком вакууме. Так как сечение у графитовых пластин разное, то максимальная температура была достигнута в самой узкой ее части. Результаты одновременного нагрева нового материала, карбонитрида и карбида гафния показали, что карбонитрид обладает более высокой температурой плавления, чем карбид гафния (рис. 2).
Благодаря уникальному сочетанию физических, механических и термических свойств, материал перспективен для использования в наиболее теплонагруженных узлах летательных аппаратов — носовых обтекателях, воздушно-реактивных двигателях и острых передних кромках крыльев, работающих при температурах выше 2000 °С.
Рис. 2. Макроизображение графитового нагревателя с образцами после сравнительных экспериментов по температурам плавления керамики.
Методом горения растворов получены нанокомпозиты графен — Cu и графен — CuNi. Такие материалы характеризуются наноструктурой графен-металл с количеством графеновых слоев от 1 до 3 нм и металлическими зернами размером 31 нм (Cu) и 14 нм (CuNi). Экспериментальные данные показали, что полученные нанокомпозиты графен-металл являются одними из наиболее эффективных катализаторов окисления CO с температурой 100% конверсии 150 °C и 200 °C для Cu и CuNi-содержащих катализаторов соответственно. При этом оба нанопорошка оказались неактивными по отношению к деструкции красителей.
На тему самораспространяющегося высокотемпературного синтеза термоэлектрических материалов Московских Дмитрию поддержана стипендия президента. Проект направлен на создание нового способа получения передовых термоэлектрических материалов для энергетики будущего методом управляемого энергоэффективного синтеза горением и искрового плазменного спекания. Для решения задачи планируется: создание и оптимизация методов синтеза горением наноструктурных сплавов Гейслера Fe2Ti1-x SnVx и Fe2TiSn1-xSix; проведение детального исследования наноструктур в зависимости от условий синтеза; определение взаимосвязей структуры и физических свойств для изготовления материалов с повышенными параметром ZT. Данная задача является составной частью актуальных проблем энергетики будущего, развития научных основ получения термоэлектрических материалов.
Индекс Хирша по Scopus — 12.
Количество статей по Scopus — 60.
SPIN РИНЦ:
ORCID: 0000-0001-5168- 4885.
ResearcherID: A-4789-2014.
Scopus AuthorID: 55511296200.
Значимые исследовательские проекты, гранты
- «Разработка реакционных композитных порошков для трехмерного электроискрового плазменного и селективного лазерного спекания», Минобрнауки,
2019-2021 гг. - Получены реакционноспособные порошки Ti/Al и Ni/Al для селективного лазерного спекания. Выполнено моделирование высокоэнергетического шарового размола в планетарных мельницах.
- «Высокоэнтропийная керамика и сплавы — новая платформа для создания материалов с улучшенными свойствами», РНФ,
2018-2021 гг. - Впервые получена объемная фаза высокоэнтропийного нитрида (Hf0.2Nb0.2Ta0.2Ti0.2Zr0.2)N методом экзотермического горения. Изготовленный объемный материал демонстрирует сверхвысокую твердость (33 ГПа) и трещиностойкость (5,2 МПа∙м1/2), значительно превосходя значения ранее полученных бинарных и высокоэнтропийных керамик.
- «Получение сверхвысокотемпературной керамики на основе карбонитрида гафния для эксплуатации в экстремальных условиях», РНФ,
2019-2022 гг. - Получена сверхвысокотемпературная керамика HfCN с самой высокой теоретической температурой плавления среди всех известных на данный момент соединений. Проведено сравнение температуры плавления синтезированного соединения и исходного «рекордсмена» — карбида гафния.
- «Новые методы изготовления аморфных металлических и кристаллических пьезоэлектрических пленок для наноэлектронных устройств со сверхмалым энергопотреблением», НИТУ МИСИС,
2018-2019 гг. - «Разработка новой режущей наноструктурированной керамики на основе оксида алюминия с добавками карбида и нитрида кремния методом искрового плазменного спекания», РФФИ,
2017-2018 гг. - «Нанопорошок карбида кремния: синтез и исследование механизма структурообразования», РФФИ,
2014-2015 г. - «Нанокомпозитные материалы на основе металлических псевдосплавов для контактов переключателей мощных электрических сетей», Минобрнауки,
2014-2016 - «Разработка новых бестемплатных методов синтеза керамических, металлических и металлокерамических материалов различной морфологии», РФФИ,
2015-2016 гг.
Значимые публикации
- Mukasyan, A.S., Moskovskikh, D.O., Nepapushev, A.A., Pauls, J.M., Roslyakov, S.I. ; Ceramics from self-sustained reactions: Recent advances (2020) Journal of the European Ceramic Society, 40 (7), pp.
2512-2526. - Buinevich, V.S., Nepapushev, A.A., Moskovskikh, D.O., Trusov, G.V., Kuskov, K.V., Vadchenko, S.G., Rogachev, A.S., Mukasyan, A.S. ; Fabrication of ultra-high-temperature nonstoichiometric hafnium carbonitride via combustion synthesis and spark plasma sintering (2020) Ceramics International, 46 (10), pp.
16068-16073. - Mukasyan, A.S., Lin, Y.-C., Rogachev, A.S., Moskovskikh, D.O.; Direct combustion synthesis of silicon carbide nanopowder from the elements (2013) Journal of the American Ceramic Society, 96 (1), pp.
111-117. - Khort, A., Romanovski, V., Leybo, D., Moskovskikh, D.; CO oxidation and organic dyes degradation over graphene—Cu and graphene—CuNi catalysts obtained by solution combustion synthesis (2020) Scientific Reports, 10 (1),
- Moskovskikh, D., Vorotilo, S., Buinevich, V., Sedegov, A., Kuskov, K., Khort, A., Shuck, C., Zhukovskyi, M., Mukasyan, A.; Extremely hard and tough high entropy nitride ceramics (2020) Scientific Reports, 10 (1),
- Rogachev, A.S., Moskovskikh, D.O., Nepapushev, A.A., Sviridova, T.A., Vadchenko, S.G., Rogachev, S.A., Mukasyan, A.S. ; Experimental investigation of milling regimes in planetary ball mill and their influence on structure and reactivity of gasless powder exothermic mixtures (2015) Powder Technology, 274, pp.
44-52. - Shkodich, N., Sedegov, A., Kuskov, K., Busurin, S., Scheck, Y., Vadchenko, S., Moskovskikh, D. ; Refractory high-entropy HfTaTiNbZr-based alloys by combined use of ball milling and spark plasma sintering: Effect of milling intensity (2020) Metals, 10 (9), статья № 1268, pp.
1-15. - Moskovskikh, D.O., Vorotilo, S., Sedegov, A.S., Kuskov, K.V., Bardasova, K.V., Kiryukhantsev-korneev, P.V., Zhukovskyi, M., Mukasyan, A.S. ; High-entropy (HfTaTiNbZr)C and (HfTaTiNbMo)C carbides fabricated through reactive high-energy ball milling and spark plasma sintering (2020) Ceramics International, 46 (11), pp.
19008-19014. - Torosyan, K.S., Sedegov, A.S., Kuskov, K.V., Abedi, M., Arkhipov, D.I., Kiryukhantsev-Korneev, P.V., Vorotilo, S., Moskovskikh, D.O., Mukasyan, A.S. ; Reactive, nonreactive, and flash spark plasma sintering of Al2O3SiC composites—A comparative study (2020) Journal of the American Ceramic Society, 103 (1), pp.
520-530. - Rogachev, A.S., Vadchenko, S.G., Kochetov, N.A., Rouvimov, S., Kovalev, D.Y., Shchukin, A.S., Moskovskikh, D.O., Nepapushev, A.A., Mukasyan, A.S. ; Structure and properties of equiatomic CoCrFeNiMn alloy fabricated by high-energy ball milling and spark plasma sintering (2019) Journal of Alloys and Compounds, 805, pp.
1237-1245.
Индекс Хирша по Scopus — 12.
Количество статей по Scopus — 60.
SPIN РИНЦ:
ORCID: 0000-0001-5168- 4885.
Web of Science ResearcherID: A-4789-2014.
РИНЦ AuthorID: 724221.
Scopus AuthorID: 55511296200.
Значимые патенты
- Способ получения сверхвысокотемпературного керамического материала на основе карбонитрида гафния, RU 2729277, 24.12.2019, РФ.
- Способ получения реакционного композиционного порошка округлой формы для применения в аддитивных технологиях, 2019140909, 11.12.2019, РФ.
- Способ получения углеродного фрикционного композиционного материала (УФКМ) на основе коротких углеродных волокон (С-С) армируемых «скелетом» из карбида кремния (SiC), Ноу-хау, РФ, 10 лет, Распоряжение № 273 от 01.12.2017 г.
- Способ получения нанокерамики методом совмещения самораспространяющегося высокотемпературного синтеза и искрового плазменного спекания, Патент, дата приоритета 14.12.2015, РФ, 20 лет, № 2614006, дата выдачи 22.03.2017 г.
- Нанокомпозиционный электроконтактный материал и способ его получения, Патент, дата приоритета 23.07.2015, РФ, 20 лет, № 2597204, дата выдачи 17.08.2016 г.
- Способ получения нанопорошка карбида кремния, Патент, дата приоритета 20.07.2012, РФ, 20 лет, № 2493937, дата выдачи 27.09. 2013 г.
Научное руководство и преподавание
Седегов А.С. «Разработка и исследование высокоэнтропийных керамических материалов на основе карбидов тугоплавких элементов, полученных методами свс и искрового плазменного спекания», аспирант
Преподавание
«Введение в материаловедение», онлайн-курс, 10 недель. От 2 до 3 часов в неделю понадобится для освоения. Необходимо 4 зачётных единицы для зачета в своем вузе.
Научно-общественная деятельность
- Рецензент международных журналов Ceramic international, Journal of the European Ceramic Society, Metallurgical and Materials Transactions B: Process Metallurgy and Materials Processing Science, «Известия вузов. Цветная металлургия»;
- Эксперт РНФ;
- Приглашенный редактор журнала Metals.
