Эволюция структуры, фазового состава и физико-механические свойства металлов, интерметаллидов, конструкционных и функциональных сплавов и композитов в результате воздействия давления, деформации и термической обработки. Шифр «Давление»

Развитие промышленности, в частности аэрокосмической и энергетикой отраслей, требует создания новых материалов, к которым можно отнести легкие высокопрочные сплавы на основе магния, алюминия, титана, жаропрочные сплавы на основе никеля, кобальта, молибдена, ниобия, электроконтактные материалы и материалы для передающих энергию устройств, в том числе основанных на принципах высоко- и низкотемпературной сверхпроводимости. Одним из подходов при достижении рекордных свойств является формирование в этих новых материалах наноструктурного, нанокристаллического или наноструктурированного состояния. При получении и обработке таких материалов возникают трудности, связанные с их высокой прочностью или недостаточной пластичностью. Преодолеть возникающие трудности позволяет высокое давление, используемое в технологиях деформационной обработки материалов, препятствующее их разрушению. Наиболее сильное деформационное воздействие на материал обеспечивают такие методы, как ударные волны, сдвиг под высоким квазигидростатическим давлением, гидроэкструзия. Эти методы позволяют осуществить деформацию в широком интервале давлений, температур и скоростей. Поэтому они используются в мировой практике для получения новых фундаментальных результатов о связи параметров структуры с уровнем достигаемых физико-механических свойств, в том числе, данных для моделирования сильных деформационных воздействий, которые испытывают космические тела - метеориты и астероиды. Другое важное свойство высокого давления - губительное влияние на микроорганизмы, что открывает перспективу использование барообработки в технологиях пищевой промышленности для обеспечения экологической безопасности продуктов питания, а также управления скоростью прорастания семян и урожайностью растений. Планируемые исследования направлены на установление фундаментальных связей между параметрами структуры и уровнем физических и механических свойств металлов, интерметаллидов, металлических сплавов и композитов, кристаллической керамики, претерпевших сильное деформационно-термическое воздействие, включая сверхвысокие давления и ударно-волновое нагружение. Применение высокого давления позволяет обеспечить большую пластическую деформацию материалов без разрушения и получить в них ультрадисперсную структуру, не достигаемую при традиционных способах обработки. Такая структура, во-первых, обеспечивает материалу набор уникальных физико-механических свойств, и, во-вторых, оказывает сильное влияние на кинетику структурных и фазовых превращений, что в свою очередь может оказать влияние на свойства материала. Применение высокого давления сохраняет микробиологические показатели продуктов питания и повышает всхожесть семян, что улучшает потребительские свойства продукции. Поэтому цель исследования заключается в разработке методов воздействия, приводящих к формированию различных, в том числе субмикро- или нанокристаллических структурных состояний, и определению достигнутого при этом уровня свойств изучаемых материалов. Полученные результаты позволят разработать основы создания новых материалов широкого спектра назначений с высокими конструкционными, функциональными и потребительскими свойствами, обеспечивающими повышение эффективности работы различных технических устройств и продовольственной безопасности РФ.