❋ 4.7
Международная исследовательская группа с участием профессора Центра инженерных систем и наук Сколтеха Александра Корсунского впервые в мире провела прямое измерение механических напряжений в зоне контакта между алмазным индентором и сложным наноструктурированным покрытием с разрешением менее 80 нанометров. Используя синхротронную рентгеновскую нанодифракцию на синхротроне ESRF в Гренобле, ученые показали, что многослойное покрытие из керамического ZrN с прослойками аморфного сплава ZrCu на 30% эффективнее рассеивает упругую энергию по сравнению с монолитным аналогом, предотвращая распространение трещин. Результаты дают инженерам прямые количественные критерии для проектирования защитных покрытий нового поколения.
Сколтех
# материалы
# нанопокрытия
# напряжение
# технологии
Новый наномеханический зонд состоит из наконечника индентора из монокристаллического алмаза, покрытого нанокристаллическим алмазом методом химического осаждения из газовой фазы. Зонд изображен в контакте с тонкой многослойной пленкой ZrN-ZrCu при постоянной нагрузке, в то время как область интереса (ROI) размером y = 20 мкм и z = 12 мкм сканируется рентгеновским лучом диаметром 75 нм. При шаге сканирования 80 нм на каждом этапе нагружения регистрировались 37500 двумерных дифрактограмм Дебая-Шеррера / © Communications Materials
Любой реальный контакт между твердыми телами происходит не по идеально ровной поверхности, а через множество микроскопических неровностей. В этих точках напряжения могут достигать десятков гигапаскалей, приводя к локальной деформации и катастрофическому разрушению. Особенно остро эта проблема стоит для защитных покрытий режущего инструмента, лопаток турбин и биомедицинских имплантов, где контактные нагрузки сочетаются с высокими температурами и агрессивными средами.
