Нанокомпозитные покрытия

Уменьшение среднего размера зерен до ~ 10 нм и менее приводит к существенному изменению ряда физических свойств мелкозернистых образцов: термических (понижается температура плавления), кинетических (резко возрастает коэффициент диффузии, падает теплопроводность), магнитных (повышается коэрцитивная сила), механических (увеличивается предел текучести и износостойкость, появляется эффект сверхпластичности при высокой температуре) и др. Это связано с тем, что размер зерен становится меньше соответствующей характеристической длины (толщины стенки доменов, критического радиуса дислокационной петли и т.д.). Благодаря возможности их широкого практического применения такие наноструктурированные материалы являются объектом пристального внимания как технологов, так и физиков

a – Идеализированное наноструктурированное покрытие согласно теории Вепрека и др.; b – схематическое изображение строения нанокомпозитов nc-TiN/a-Si₃N₄/nc-TiSi₂

В работе [1] украинские ученые из Института металлофизики (Киев) и Харьковского национального университета представили обзор современного состояния исследований структуры и свойств твердых (твердость H £ 40 ГПа) и сверхтвердых (H > 40 ГПа) нанокомпозитных покрытий (см. рис.). В обзоре обсуждаются физические механизмы увеличения твердости тонких (< 10 нм) покрытий, способы их изготовления, возможные применения и направления дальнейшего развития этой области нанотехнологий. Авторы замечают, что имеющиеся в литературе сообщения о твердости некоторых нанокомпозитных покрытий, превышающей твердость алмаза и нитрида бора, требуют подтверждения, поскольку могут быть следствием методических ошибок, и подчеркивают необходимость разработки новых (желательно неразрушающих) методик определения твердости. Они также предлагают комплекс экспериментов, направленных на прояснение физической картины повышения твердости нанопокрытий.

• 1. А.Д.Погребняк и др., УФН 179, 35 (2009)