Физико-механические свойства поверхностных сплавов на основе трех- и четырехкомпонентных систем из Ti, Ni, Ta, Nb, Si, синтезированных на TiNi подложках аддитивным электронно-пучковым способом, и их влияние на функциональные свойства систем [поверхностный сплав/подложка]

Дата начала и окончания второго этапа НИР: 24.09.2021–23.09.2022. Объекты исследований: поверхностные сплавы (ПС) на основе титана, синтезированные электронно-пучковым способом на поверхности никелида титана. Цель НИР – исследовать влияние физико-механических свойств ПС на основе Ti-Ni-Ta, Ti-Ni-Nb, Ti-Ni-Ta-Si, Ti-Ni-Nb-Si, синтезированных на TiNi подложках аддитивным тонкопленочным электронно-пучковым способом (АТП-ЭП) и различающихся структурой и строением, на функциональные свойства композиционных систем [ПС/подложка]. В отчёте по 2-му этапу НИР проводили исследования физико-механических свойств ПС, синтезированных на TiNi-подложке электронно-пучковым способом. На системе [ПС/TiNi-подложка] исследовано влияние ПС на свойства сверхэластичности подложки. Физико-механические свойства ПС исследовали методом инструментального индентирования. Функциональные свойства исследовали испытанием на кручение. На основе сопоставления прочностных и упруго-пластических характеристик ПС на основе Ti-Ni-Ta, Ti-Ni-Nb, Ti-Ni-Ta-Si, Ti-Ni-Nb-Si и TiNi-подложки оценена механическая совместимость этих ПС с подложкой. Сформулированы критерии, определяющие влияние строения и структуры ПС на их физико-механические свойства. Изучены закономерности изменения физико-механических свойств по глубине от облученной поверхности для четырёхкомпонентного ПС на основе Ti-Ni-Ta-Si в зависимости от нанопористости. Установлены закономерности изменения размеров и плотности распределения нанопор по глубине от поверхности в зависимости от дополнительных электронно-пучковых обработок. Показано, что трёх- и четырёхкомпонентные ПС на основе титана, синтезированные АТП-ЭП способом на TiNi-подложке, обладающие высокими физико-механическими свойствами и механической совместимостью к TiNi-подложке, являются новым видом покрытий, альтернативным покрытиям, получаемым химическим и физическим осаждением. Сформулированы практические рекомендации использования электронно-пучкового способа синтеза и поверхностных сплавов, которые могут быть рекомендованы в качестве защитных поверхностных слоев миниатюрных изделий, применяемых в медицине и технике.