Розмір шрифту: 

Сучасні науково-технічні досягнення свідчать про все більш явну необхідність вивчення сильно нерівноважних станів у твердому тілі, знаходячись у яких матеріал набуває нові властивості. До таких станів призводить метод одержання матеріалу з плазмових потоків у вакуумі. Далекі від рівноваги умови одержання при цьому конденсатів створюють можливості утворення в них цілком унікальних станів та властивостей, що пов’язано з можливістю одержання при конденсації наноматеріалів з нанокристалічною і/або нанокластерною структурою.     Матеріал формується із плазмових потоків у вигляді покриття з широким структурним діапазоном, включаючи аморфноподібний, аморфноподібно-нанокристалічний і нанокристалічний стани. Перспективним є створення на базі цих матеріалів нових типів структур з високими механічними характеристиками. Досягнення високої твердості понад 40 ГПа виявилося можливим при формуванні біструктурних матеріалів типу „аморфноподібна матриця-кристалічні включення”, проте фізика утворення таких систем як принцип їх оптимізації до теперішнього часу є не з’ясованим.     У зв’язку з цим необхідне встановлення загальних закономірностей структурно-фазових змін в матеріалі покриття в залежності від фізичних процесів при конденсації або дифузії при високих температурах на їх подальше використання в умовах дії термочасового чинника. Це дасть змогу створювати матеріали, які за рахунок підсилення неоднорідності по складу з формуванням упорядкованої структури збільшуватимуть свої механічні властивості і при підвищенні температури.     Структурно-фазова інженерія здійснюється використовуючи комплексний підхід, який об’єднує фізико-хімічні механізми впливу на стадії формування із створенням модульованої структури завдяки постконденсаційному відпалу. Експериментально реалізовано розпад з упорядкуванням у багатошарових системах з примусовим фазовим розподілом (TiAlN/MoN, TiAlN/CrN, TiMoN/CrN). Оптимізація режимів отримання структурного стану та фізичних властивостей композитів, формування структурних станів і механічних властивостей композитів при різних термомеханічних впливах дозволило побудувати модель контактного навантаження квазібінарних систем у стані розпаду і шаруватих структур. В роботі запропоновано використовувати кластерний підхід при розгляді процесу розшарування в квазібінарних і квазітрінарних системах. Кластеризація в цьому випадку представляється як етап фазової сегрегації, тобто розпаду пересиченого твердого розчину з позитивною вільною енергією.     На базі цих даних створена нова концепція розробки надтвердих вакуумно-плазмових покриттів (дугове випаровування, іонне розпилення) зі складом квазібінарних перерізів систем на основі перехідних металів Ti, W, Cr, Al, Mo та неметалевих наповнювачів C, B, N, Si (Ti-W-C, Ti-W-B, Ti-Al-N,  Ti-W-C-N, Ti-W-B-N, Ti-Mo-N, Ti-Mo-Si-N, Ti-Cr-N, Ti-Cr-Si-N, Ti-Al-Si-N, Ti-B-Si-N), а також багатошарових систем нітридів та карбідів перехідних металів з примусовим фазовим розподілом (TiAlN/MoN, TiAlN/CrN,            TiMoN/CrN).     Отримані результати є важливими як для фізики конденсованого стану, матеріалознавства нерівноважних систем, фізики плазми, так і у практичному використанні при створенні матеріалів для машино- та літакобудування, ядерній енергетиці, мікро- та наноелектроніці. Підхід, який запропоновано в роботі, передбачає розробку принципово нової фізичної концепції формування надтвердих матеріалів з підвищеними функціональними характеристиками при високих температурах, має інноваційний характер для реалізації технології у виробництві.