Новые физические и химические принципы технологии металлических, металлокерамических и керамических материалов с управляемой макро-, микро- и наноструктурой и уникальными служебными характеристиками.

Целью проекта является комплексное экспериментально-теоретическое исследование процессов создания металлических, металлокерамических и керамических материалов с управляемой макро-, микро- и наноструктурой, предназначенных для эксплуатации в режимах экстремального нагружения. В части управления наноструктурой материалов проект основывается на развиваемых школой академика В.Я. Шевченко представлениях о фундаментальных конфигурациях, позволяющих конструировать и прогнозировать материалы со сложной структурой, в частности интерметаллиды. Будет разработан автоматизированный алгоритм кластерного представления кристаллической структуры интерметаллида любого состава и сложности, созданы банки данных по механизмам самосборки структур интерметаллидов с полиэдрами Франка-Каспера. Практической задачей проекта является создание целого класса новых композиционных металлических, металлокерамических и керамических материалов с управляемой регулярной микроструктурой. Путем моделирования и экспериментального подтверждения будут найдены оптимальные условия реакционно-диффузионного синтеза материалов, обеспечивающие формирование структуры трехкоординатного высокопрочного каркаса интерметаллидных, оксидных, карбидных нановключений в матрице материала, обеспечивающих повышенный уровень физико-механических и эксплуатационных свойств. Предварительные расчеты и эксперименты свидетельствуют о возможности формирования трижды периодических объемных микроструктур, в том числе с топологией поверхностей минимальной энергии. Когерентное сопряжение фаз на границе раздела вкупе с высокими характеристиками каждой из фаз обеспечивает выдающееся сочетание свойств: твердости, жесткости, скорости звука.