Исследование особенностей структурообразования и эффектов памяти формы в сплавах на основе TiNi при экстремальных воздействиях

Работа направлена на решение фундаментальной проблемы физики конденсированных сред, связанной с получением новых структурных состояний в сплавах на основе TiNi, изучением взаимосвязи их структуры, физико-механических свойств и эффектов памяти формы (ЭПФ). Основная идея проекта состоит в разработке принципиально новых методов создания функциональных материалов с ЭПФ за счет формирования уникальных структурных состояний и физико-механических свойств в сплавах на основе TiNi с помощью комбинированных экстремальных воздействий (закалка из расплава, динамическая кристаллизация, лазерная обработка, микропинчевый разряд, фокусированные ионные пучки). Для успешной реализации комплексной обработки необходимо синхронизировать параметры всех способов экстремального воздействия на материал для получения качественно новых структур и структурно-чувствительных свойств. Подобная синхронизация будет являться предметом исследований в данном проекте, в которых будут рассмотрены различные варианты последовательности экстремальных воздействий и оптимизированы условия их реализации. Поскольку создаваемые материалы предполагается использовать в микромеханических устройствах, комплексное воздействие на сплавы с ЭПФ должно обеспечить ультрамелкозернистую (нанокристаллическую) структуру сплава и формирование обратимого ЭПФ, что необходимо для функционирования микро- и наноразмерных элементов МЭМС. Реализация новых структурных состояний и необычных физико-механических свойств в сплавах потребует систематического исследования влияния условий легирования, функциональных параметров получения сплавов, динамики процессов кристаллизации и параметров экстремальных воздействий на структурообразование и фазовые переходы в сплавах. При экспериментальном исследовании фазовых превращений и структуры сплавов будет применен комплекс наиболее эффективных методов структурного анализа и прецизионного измерения физических свойств, в частности, сканирующая электронная микроскопия с рентгеноспектральным микроанализом, просвечивающая электронная микроскопия и методы рентгенофазового анализа. Предполагается изучить тепловые, электрические и механические свойства сплавов, а также параметры ЭПФ. Для анализа некоторых явлений будут разработаны физические модели и наряду с экспериментальными методами будут использованы методы компьютерного моделирования. Изучение ЭПФ в микроразмерных образцах сплавов будет проводиться по методике in-situ исследований с применением активации образцов с памятью формы при помощи нагрева излучением полупроводникового инжекционного лазера и/или нагрева/охлаждения посредством элементов Пельтье, расположенных непосредственно в камере сканирующего электронного или ионного микроскопа.