Функциональные Ti-Ta/NbSi/Ni поверхностные сплавы с нанокомпозитной и аморфной структурой на подложках из TiNi сплава: термодинамическое моделирование, тонкопленочный электронно-пучковый синтез, атомная структура и физико-механические свойства

Проект направлен на разработку физических принципов, экспериментальную реализацию способа синтеза, исследование атомной структуры и физико-механических свойств многокомпонентных Ti-Ta/Nb-Si/Ni поверхностных сплавов сплавов с аморфно-нанокомпозитной структурой на подложках из сплавов на основе никелида титана.Научная новизна поставленной задачи заключается в том, что впервые, на основании термодинамического анализа тройных систем Ti-Ta-X и Ti-Nb-X (X=Ni, Si, …) будут предсказаны такие составы поверхностных сплавов, при которых в результате импульсного электронно-пучкового плавления систем пленка/подложка должен формироваться определенный тип структуры: аморфно-нанокристаллический (нанокомпозитный) или полностью аморфный. Впервые, на основании расчетных характеристик тепловых полей в выбранных системах пленка-подложка, подвергнутых импульсному плавлению, будут выбраны режимы синтеза, соответствующие формированию градиентной структуры с монотонными концентрационными профилями элементов и плавным переходом от нанокомпозитной или аморфной структуры поверхностного слоя толщиной до нескольких микрометров к субмикро- и микрокристаллической структуре TiNi подложки. Впервые, с помощью структурно-аналитических методов, в том числе электронной микроскопии высокого разрешения, будут получены характеристики атомной структуры нанокомпозитного и аморфного состояний в поверхностных слоях, напряженно-деформированного состояния примыкающей к ним TiNi подложки, предложены механизмы формирования нанокомпозитных и/или аморфных структурно-фазовых состояний в поверхностных слоях. Впервые будет получен комплекс экспериментальных данных, характеризующих поверхностно-чувствительные (коррозионная стойкость, биотоксичность, тромборезистентность, усталостные характеристики) и механические (твердость, модуль упругости, пластичность, обратимость деформации) свойства материала нового поколения на основе TiNi сплава с функциональными аморфно-нанокомпозитными поверхностными слоями, установлена природа взаимосвязи этих свойств со структурой.