Разработка научных основ использования мощных ионных пучков для повышения стойкости наноструктурированных керамических покрытий в экстремальных условиях

Разработка научных основ модифицирования структурно-фазового состояния поверхностного слоя материалов при воздействии мощных ионных пучков в комбинации с осаждением наноструктурированных покрытий на механическую прочность, сопротивляемость коррозии и методов оперативной диагностики радиационной стойкости изделий.Основные задачи проекта:- установить закономерности формирования на поверхности сталей нанокристаллического слоя и его характеристик в зависимости от плотности энергии воздействующего мощного ионного пучка;- исследовать зависимость адгезии нанокомпозитных покрытий к металлу от размера кристаллитов и уровня внутренних напряжений в металлической подложке, модифицированной МИП;- разработать метод моделирования основных факторов радиационного повреждения материалов при использовании ускорителей: циклотрон У-120М (протоны, альфа-частицы, нейтроны); ЭСГ-2,5 (протоны, альфа-частицы); ТЕМП-4М (ионы углерода и протоны);- провести испытания образцов с наивысшими значениями адгезионной прочности на радиационную стойкость при различных величинах поглощенной дозы и сопротивляемости высокотемпературной паро-водяной коррозии;- установить основные закономерности формирования нанокристаллических покрытий с повышенной адгезионной прочностью и сформулировать научно-техническое обоснование использования обработки мощными импульсными ионными пучками для повышения адгезионной прочности нанокомпозитных покрытий с повышенной радиационной и коррозионной стойкостью.Научная новизна проекта заключается в установлении роли наноструктурных элементов и дефектного состояния материалов пленки, подложки и границы раздела на адгезионную прочность, радиационную и коррозионную стойкость материала в целом; в применении для создания заданного наноструктурного состояния поверхности подложки обработки мощными ионными пучками; в разработке и обосновании методов радиационных испытаний при использовании пучков заряженных частиц ускорителей различных типов для моделирования основных факторов радиационного повреждения материалов.Междисциплинарность проекта определяется совокупностью научных задач, требующих своего решения в ходе работ по проекту, которые лежат в области физики взаимодействия концентрированных импульсных потоков энергии с веществом, поведения материалов при экстремальных воздействиях, химии и радиационной физики. В ходе выполнения проекта получат свое дальнейшее развитие оборудование и методы импульсно-пучковой обработки изделий и осаждения нанокомпозитных и керамических покрытий на металлические материалы.Высокая значимость ожидаемых результатов определяется тем, что повреждение конструкционных материалов при экстремальных воздействиях в ряде случаев может приводить к аварийной ситуации, при которой требуется сохранить механическую прочность изделия в течение максимально возможного времени. Решение технологических задач создания таких материалов позволит использовать их для повышения эксплуатационных свойств широкого круга изделий, энергетических и двигательных установок разного типа.