Часть 2. Наноматериалы конструкционного назначения

Приводится аналитический обзор достижении организаций РФ в области наноматериалов по результатам международных конференций РАН, состоявшихся в Институте металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН, за период 2006 – 2009 г.г. И, в основном, под названием «Deformation and Fracture of Materals and Nanomaterials» с порядковым номером конференции и годом издания сборника докладов, приведенных в списке литературы по заглавным буквам: DFMN и далее следует год опубликования выполненных докладов [ 1-5 ].

Под нанонаукой понимается междисциплинарная наука, относящаяся к фундаментальным физико-химическим и биологическим исследованиям объектов и процессов с масштабами в несколько нанометров.

Нанотехнология конструкционных материалов может быть определена [1] как создание и управление естественно- и искусственно гетерофазными наноструктурами, величиной 1-100 нм, с целью повышения прочности, удельной прочности и жесткости конструкционных материалов, обеспечения стабильности наноструктурного состояния и, следовательно, повышения качества и надежности работы приборов оптотехники.

В части 2 приводится обзор достижений ведущих организаций РФ в области технологии получения наночастиц и наноматериалов методом порошковой металлургии; кристаллизацией аморфных сплавов; интенсивной пластической деформации с большими степенями; исследование воздействия лазерного излучения на объемные и пленочные наноматериалы и др. В работе проводится анализ основных свойств и требований к наноматериалам деталей оптотехники: прочностных свойств, физических, биологических, технологических, трибологических, радиационной стойкости, воздействия лазерного излучения на изменение различных свойств и состава поверхностных слоев различных конструкционных материалов и наноматериалов. Приводятся наноструктурные черные и цветные металлические сплавы, высокодемпфирующие, интерметаллидные материалы, а также полимерные и композиционные материалы на металлической и неметаллической основах.

В настоящее время интенсивно исследуются и внедряются в производство искусственно-гетерофазные конструкционные материалы на основе заранее полученных нанопорошков, нанотрубок, наноконусов, наношайб, нановолокон и др. наночастиц, вводимых в различные металлические и неметаллические матрицы с целью улучшения или получения новых свойств конструкционных материалов.

Для исследования структуры, процессов деформации и разрушения искусственно-гетерофазных наноматериалов, помимо рассматривавшихся ранее сканирующих, оптико-силовых и туннельных микроскопов [1], разработан сотрудниками института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН высокоточный лазерно-интерферометрический прибор пространственно-временной диагностики наноконструктивных материалов [6]. Прибор позволяет наиболее эффективно измерять длины и перемещения объектов в нанометровом и субнанометровом диапазонах. Современные методы лазерной интерферометрии, позволяющие при измерениях оперировать не только целыми, но и дробными долями волны света, являются наиболее подходящим инструментом для точного измерения стандарта длины в нанометровой и субнанометровой областях. Создание таких и подобных инструментов позволило установить ряд особенностей нанокристаллического состояния конструкционных поликристаллических материалов, работающих в нагруженном состоянии и подвергающихся упругим и пластичным деформациям, а некоторые из них разрушению. Например нити упругих подвесов преобразователей для угла наклона электронных угломерных геодезических приборов в экстремальных эксплуатационных условиях.