Модификация структурно- и химически неоднородных наноструктурированных материалов методами механоактивации, электрохимической и плазмохимической обработки для получения композитов и покрытий с высоким уровнем функциональных свойств

Объектами исследования являлись нанокристаллические металлические сплавы на основе железа, нанокомпозиты металл - карбиды переходных металлов, металл - полимеры, молекулярные кристаллы на основе производных углеводов, многокомпонентные органические пленки на подложках различной природы. Цель работы - проведение теоретических и экспериментальных исследований влияния интенсивной физико-химической обработки (механоактивация, механосинтез, электро- и плазмохимия) на формирование атомной и молекулярной структуры в композиционных и наноструктурированных материалах, обеспечивающей повышенные физические, химические и механические свойства. В ходе выполнения НИР получены следующие научные результаты: Исследованы механизмы формирования гибридных модифицирующих поверхностных слоев на частицах Fe и Fe-Si-Al при шаровом измельчении в жидких органических средах. Определены смеси органических модификаторов, которые позволяет формировать тонкие и плотные слои с улучшенными защитными свойствами. Консолидацией механоактивированных в петролейном эфире порошков Ti-Cu–графит и Ti-Al-графит получены нанокомпозиты на основе карбогидридов титана и МАХ-фазы Ti2AlC. Добавка 3-5 мас. % нанопластинок графита привела к существенному улучшению фрикционных характеристик. Методом высокоскоростного селективного лазерного спекания механоактивированных в петролейном эфире порошков Ti-Cu, Nb-Cu, W-Fe получены покрытия на железных подложках, которые не изнашиваются в режиме сухого фреттинг-изнашивания с контртелом из закаленной стали и сплава ВК6. Показано, что структура сегрегаций примеси на межкристаллитных границах поликристаллических сплавов замещения полностью определяются особенностями распределения избыточного объема в плоскости границы. Проведены первопринципные расчёты электронной структуры систем (Ti, Al, γ-TiAl) и (Ni, Al, Ni3Al), обсуждена взаимосвязь кристаллической структуры, элементного состава и электронной структуры. Установлена взаимосвязь магнитных свойств со структурно-фазовым состоянием композитов (Fe1-ХMn0.1NiХ)83C17, где х = 0.05, 0.10. Разработанным в отделе методом точечного электроимпульсного спекания получены образцы пористых Та анодов, которые обладают электрическими свойствами, превосходящими характеристики анодов серийного производства. Синтезированы полимерные плёнки в плазме паров адамантана толщиной 1- 2 мкм на поверхности железа, выявлено, что их физико-механические характеристики сравнимы с аналогичными параметрами для полиэтилена низкого и высокого давления. Исследованы физико-химические механизмы нуклеации карбоната кальция на биоорганическом темплате в проточной ячейке. Обнаружены когерентные интерфейсные границы переменного состава, что говорит о формировании бионеорганических слоев на начальной стадии преципитации. Предложены новые алгоритмы математической обработки мёссбауэровских спектров, что позволяет проводить более корректную обработку спектров разупорядоченных бинарных и многокомпонентных систем.