Закономерности и механизмы деформации и усталостного разрушения при квазистатическом и циклическом нагружении TiNi подложек с поверхностными аморфной/нанокомпозитными структурами на основе Ti-Ni-Ta, полученными тонкопленочным электронно-пучковым и/или импульсным ионно-пучковым методами

Длительная стабильность работы миниатюрных изделий из TiNi сплавов с эффектами сверхэластичности и памяти формы определяется структурно-фазовым состоянием тонкого поверхностного слоя, в котором действуют максимальные напряжения растяжения/сдвига, приводящие к росту усталостной трещины. В проекте для повышения усталостных свойств TiNi сплава будут впервые использованы поверхностные сплавы (ПС) и ионномодифицированные поверхностные слои (ИМПС) на основе Ti-Ni-Ta с аморфной/нанокомпозитной структурой. Синтез ПС толщиной ~200 нм будет осуществляться путем многократного чередования операций магнетронного осаждения Ti60Ta40 (ат. %) пленок толщиной 100 нм и их жидкофазного перемешивания c TiNi подложкой с помощью микросекундного низкоэнергетического сильноточного электронного пучка. Формирование ИМПС толщиной ~100 нм будет осуществляться с использованием вакуумно-дугового источника ионов путем импульсной имплантации ионов Ta до накопления дозы внедрения ~5х10^16 см-2. Важным преимуществом ПС/ИМПС по сравнению с тонкопленочными покрытиями с аморфной/нанокомпозитной структурой, используемыми для повышения усталостных свойств конструкционных сплавов, является формирование градиентной по глубине структуры и наличие высокопрочной диффузионной связи ПС/ИМПС с подложкой, что обусловлено аддитивным характером синтеза. Будут исследованы закономерности и механизмы деформации и разрушения исследуемых систем при квазистационарном и циклическом (малоцикловая усталость) нагружении в зависимости от элементного состава, атомной структуры и толщины ПС/ИМПС. Будут определены оптимальные методы, условия формирования и характеристики ПС/ИМПС.