Разработка физических основ комплексного электронно-ионно-плазменного инжиниринга поверхности материалов и изделий.

Проект направлен на решение комплексной задачи, фундаментальной составляющей которой является разработка физических основ технологии электронно-ионно-плазменного инжиниринга поверхности материалов и изделий, осуществляемого в едином вакуумном цикле. Прикладной поисковой составляющей проекта является разработка и создание лабораторной установки для реализации указанной технологии. Актуальность проблемы обусловлена необходимостью разработки технологии кардинальной модификации структуры и свойств поверхностных слоев металлов и сплавов, работающих в тяжелых условиях (пары трения высоконагруженных механизмов, работающих в условиях температурных градиентов и присутствия агрессивных сред, инструмент, ответственные детали авиакосмической отрасли и др.). В качестве объекта модифицирования будут использованы материалы широкого промышленного назначения (титан и его сплавы, сплавы на основе алюминия), срок службы поверхности которых планируется кратно увеличить. Суть разрабатываемой технологии, определяющей научную новизну и практическую значимость проекта, заключается в формировании в едином вакуумном цикле градиентных нанофазных поверхностных слоев, сочетающих упрочненный подслой, сформированный путем газофазного насыщения поверхности материала элементами внедрения (азот, углерод, кислород и т.д.), сверхтвердые наноструктурированные покрытия на основе нитридов тугоплавких металлов (TiCrN , ZrMoN, TiAgN и т.д.), синтезированные ионно-плазменными методами и вплавленные в подложку высокоинтенсивным электронным пучком с целью увеличения сил адгезии системы покрытие/подложка и формирования поверхностных сплавов с прогнозируемыми функциональными свойствами. В ходе реализации проекта будут выявлены закономерности эволюции элементного и фазового состава, микроструктуры, физических (модуль Юнга), механических (микро- и нанотвердость) и трибологических (износостойкость, коэффициент трения) свойств материала в зависимости от условий диффузионного насыщения поверхностного слоя реакционно-способными элементами (азот), синтеза сверхтвердых (более 40 ГПа) нанокристаллических покрытий (TiAgN, TiCrN ) и режима облучения электронным пучком, выявлены оптимальные режимы комплексной обработки, позволяющие кратно (в 2 и более раз) повышать физико-механические и трибологические свойства материалов. Таким образом, в результате выполнения проекта предполагается разработать физические основы новой комплексной технологии электронно-ионно-плазменного инжиниринга поверхности материалов и изделий в едином вакуумном цикле и создать лабораторную установку, позволяющую реализовать данную технологию. Ожидаемые при реализации проекта научные результаты носят приоритетный характер, а создаваемое на их основе электронно-ионно-плазменное оборудование по совокупности основных параметров не будет иметь мировых аналогов.