Шут О. О. Закономірності зміцнення полікристалів при переході від мікро- до наноструктурного стану

З використанням S- функцій та інтегралів усереднення отримано узагальнююче рівняння залежності межі текучості, твердості (а також цих величин, нормованих на модуль Юнга ) від розміру зерна при переході від мікро- до наноструктурованого стану. Враховано існування двох критичних розмірів зерен, при яких відбувається зміна механізму деформації та, відповідно, зміна залежності межі текучості від розміру зерна. Експериментально досліджено структурну залежність твердості та нормованої на модуль Юнга твердості при переході від мікро- до наноструктурованого стану тонкоплівкових матеріалів на основі хрому та титану, отриманих за допомогою магнетронного розпилення при контрольованій зміні парціального тиску кисню. Встановлено суттєві відмінності отриманих залежностей властивостей хрому та титану що зумовлені різницею у розчинності домішок втілення у кристалічній ґратці. Завдяки збагаченню границь поділу "корисними" домішками вдалося реалізувати підвищення твердості у випадку хрому до 19 ГПА, а титану до 11,5 ГПа З використанням отриманого узагальнюючого рівняння межі текучості від розміру зерна запропоновано побудову обмежуючих кривих для різних характеристик границь поділу та твердого розчину. Аналіз експериментальних даних за цих умов дозволяє оцінити реальні зміни стану границь поділу та твердого розчину при зміні розмірів зерен. В рамках композитної моделі оцінено досягнуту міцність границь поділу для сплаву Cr-37,2 ваг.% Ni на рівні Е/50, а у тонких плівках хрому на рівні Е/30, що наближається до гранично можливої для даного матеріалу (теоретичної) міцності. В титані з вмістом кисню 5,5 ат.% міцність меж поділу приблизно дорівнює Е/50.