Разработка научных основ модификации поверхностных свойств материалов полифункционального назначения на основе структурно-фазовых превращений, инициируемых газоразрядной плазмой и пучками заряженных частиц .

В рамках научной темы необходимо решить следующие задачи: 1. Определение области рационального применения многокомпонентных методов электронно-пучкового легирования и комбинированного - химико-термической и электронно-пучковой обработки, установление взаимосвязи между методами бороалитирования, боромеднения, борохромирования и бороникелирования создания покрытий и их структурно-фазовым состоянием и эксплуатационными свойствами. 2. Разработка теоретической и экспериментальной базы создания композиционных покрытий на основе новых составов насыщающих смесей и температурно-временные режимы для синтеза покрытий на основе бора и металлов Al, Cr, Ni, Cu, Ti с комплексом механических (высокая твердость, пластичность, износостойкость, низкая шероховатость) и теплофизических (коррозионная стойкость, жаростойкость) свойств. 3. Разработка компьютерной системы поддержки принятия решений, позволяющей проводить автоматизированный выбор оптимальных параметров обработки, определение влияния исходного состава смеси, режимов и технологий на величину, знак и характер распределения остаточных напряжений, возникающих при производстве композиционных покрытий на основе бора и металлов Al, Cr, Ni, Cu, Ti. 4. Разработка технологических рекомендаций по выбору состава, технологии и режимов обработки в виде компьютерной системы реализованной методом интеллектуального программирования на основе баз знаний и результатов проведенных экспериментов. 5. Оптимизация составов для самораспространяющегося высокотемпературного синтеза боридов и карбидов хрома на поверхности штамповых сталей методом электронно-пучковой обработки. 6. Моделирование образования карбидов и боридов переходных металлов в условиях вакуума в рамках равновесной и неравновесной термодинамики, определение температурно-временных условий формирования карбидов и боридов хрома применительно к условиям, характерным для электронно-пучковой обработки. 7. Расчет импульсных тепловых нагрузок на поверхность реакционных обмазок Сr2O3-B-C, штамповых сталях и твердых сплавов карбидов и боридов хрома при воздействии импульсных электронных пучков в амплитудно - широтно- модулированном режиме и сканировании сфокусированного интенсивного электронного пучка. Учет тепловых эффектов самораспространяющегося высокотемпературного синтеза боридов и карбидов хрома, тепловые эффекты полиморфных превращений и теплоты плавления исходных компонентов. 8. Стехиометрический расчет реакционных смесей для оптимального состава борирующих компонентов для синтеза тугоплавких химических соединений на основе карбидов и боридов переходных металлов на поверхности углеродистых инструментальных сталях. 9. Проведение экспериментов по получению слоев боридов и карбидов хрома на основе самораспространяющегося высокотемпературного синтеза продуктов (твердых сплавов) на поверхности стали Х12МФ. 10. Синтез нанокомпозитных покрытий TiN-Cu на принципе сопряжения гибридных процессов вакуумно-дугового испарения, магнетронного распыления и распыления ионным пучком при контролируемом управлении концентрацией примесной компоненты, меди, и размерами кристаллитов в наращиваемом покрытии, и как следствие формирование наноструктуры с высокой микротвердостью и трещиностойкостью. Комплексное исследование структурно-фазовых, физико-механических и эксплуатационных характеристик покрытий TiN-Cu. 11. Особенности модификации функциональных свойств термочувствительной поверхности материалов, в частности, полимеров и биологических объектов, путем формирования неравновесных структурно-фазовых состояний низкотемпературной газоразрядной плазмой атмосферного давления, генерируемой слаботочными разрядами. Оптимизация режимов работы созданных источников неравновесной (холодной) плазмы на основе комбинированного типа разряда - тлеющего разряда, на который накладываются слаботочные стримерные разряды в конфигурации электродов острие-плоскость, электрических, оптических, спектральных характеристик, длительности, частоты и количества сеансов облучения для достижения обеззараживания и стерилизации, активации и модификации функциональных свойств термочувствительной поверхности.