Исследование фазовых переходов на внешних поверхностях и границах зерен модельных поликристаллических сплавов: связь поверхностной энергии с механическими и физико-химическими свойствами

Проект направлен на развитие исследований поверхности и поверхностных явлений в твердых телах. Основой проекта будут исследования фазового и структурного состояния границ зерен и внешних поверхностей, измерения поверхностной энергии твердых растворов, их механических свойств в зависимости от температуры и состава. В проекте предполагается развитие методов для измерения поверхностных энергий "твердое-газ", "жидкость-твердое", границ зерен и получение широкого набора данных на модельных системах на основе меди, серебра, никеля. Прежде всего, усилия будут сосредоточены на определении поверхностных энергий в системах, образующих простые диаграммы: Ag-Cu (эвтектическая), Cu-Co (перитектическая), Cu-Ni (неограниченная растворимость в твердом и жидком состояниях), Ag-Ni (расслоение в жидком состоянии). Метод прямого определения поверхностной энергии будет использован для определения изотерм при различных температурах в твердых растворах Cu(Ag), Ag(Cu), Cu(Co), Ni(Cu), Cu(Ni), Ni(Ag), Ag(Ni). Метод высокотемпературного смачивания позволит определить энергии поверхностей «твердое-жидкое» в предлагаемых системах, а метод канавок термического и жидкометаллического травления – энергии границ зерен. Таким образом, предлагаемые исследования позволят впервые экспериментально определить все поверхностные энергии в двухкомпонентных двух- и трехфазных системах. Большое число современных работ в области поверхностных явлений посвящено исследованию фазовых переходов на поверхности. При этом, фазовые переходы определяются косвенно - по структурным признакам или скачкам свойств, прямо не указывающим на превращения. Температурные и концентрационные зависимости поверхностной энергии позволят прямо обнаружить фазовые переходы, исследование механических свойств (диффузионная ползучесть, адгезионная прочность) позволит установить связь между фазовым состоянием поверхностей и этими свойствами.