Индустрия наносистем и материалов

Современные кристаллические материалы и традиционные технологии изготовления и упрочнения деталей машин и механизмов практически исчерпали свои потенциальные резервы. Дополнительные и значительные ресурсы повышения комплекса эксплуатационных свойств заключены в разработке объемных функциональных металлических материалов с субмикрокристаллической и наноразмерной микроструктурой.

Механические свойства нанокристаллических материалов существенно зависят от размера зерен. При больших размерах зерен рост прочности и твердости с уменьшением размера зерен обусловлен введением дополнительных границ зерен, которые являются препятствиями для движения дислокаций, а при наноразмерных зернах рост прочности обусловлен низкой плотностью существующих дислокаций и трудностью образования новых дислокаций. Микротвердость нанокристаллических материалов в 2—7 раз выше, чем твердость крупнозернистых аналогов. Прочность нанокристаллических металлических материалов при растяжении существенно превышает прочность крупнозернистых аналогов чистых металлов. При этом значения пластичности при комнатной температуре достаточно высоки. Износостойкость наноструктурных металлических материалов значительно выше износостойкости крупнозернистых сплавов.

Получение нано- и субмикрокристаллических состояний в конструкционных материалах открывает уникальные возможности для получения нового высокого уровня механических свойств: прочность при достаточно высоком уровне пластичности; твердость; низкотемпературная и высокоскоростная пластичность; мало- и многоцикловая усталость; износостойкость.