Tilda Publishing

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

ФИЗИКА И ХИМИЯ
ОБРАБОТКИ
МАТЕРИАЛОВ

Tilda Publishing

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

2026, № 3, СОДЕРЖАНИЕ

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Tilda Publishing

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

2026, № 2, аннотации статей

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

УДК 538.971

Влияние облучения мощным импульсным ионным пучком на физико-механические свойства твердого сплава МС221 с TiN покрытием

Чжэнчуань Чжао¹, В. А. Тарбоков¹, О. С. Корнева¹, А. В. Гурулев², С. К. Павлов¹, А. В. Пирожков¹, Шухуэй Ли¹, Г. Е. Ремнев<sup>1

1</sup> Национальный исследовательский Томский политехнический университет,
634050, Томск, проспект Ленина, 30
E-mail: chzhenchuan1@tpu.ru; tarbokovv@tpu.ru; oskar@tpu.ru; quezze@tpu.ru; pirog@tpu.ru; shuhuey1@tpu.ru; remnev@tpu.ru
² Институт сильноточной электроники СО РАН, 634055 Томск, проспект Академический, 2/3
E-mail: av.gurulev@hcei.ru
Поступила в редакцию 8 апреля 2026 г., окончательный вариант — 17 апреля 2026 г., принята к публикации 5 июня 2026 г.

Исследовано влияние мощного импульсного ионного пучка (МИИП) на микроструктуру поверхности и механические свойства твердого сплава МС221, а также адгезионная прочность и трещиностойкость осажденных на него TiN покрытий. Поверхность образцов твердого сплава облучали ионным пучком C+/H+ (85 %/15 %), длительностью 100 нс и плотностью энергии 1 и 2 Дж/см2, после чего методом вакуумно-дугового испарения с баллистической фокусировкой осаждали TiN покрытия. Показано, что обработка МИИП при плотности энергии 1 Дж/см² увеличивает микротвердость поверхностного слоя исследуемого сплава с 1580 до 2810 HV за счет измельчения зерен WC с 62 до 18 нм и роста микроискажений кристаллической решетки карбида вольфрама. Нагрузка на индентор, при которой начинается разрушение покрытия на образце, возрастает с ~ 7 Н (исходный) до значений свыше 30 Н у обработанного МИИП (1 Дж/см²). Методом акустической эмиссии зафиксированы несколько низкоинтенсивных пиков в диапазоне 14,5 – 28,0 Н, интерпретируемые как контролируемое микрорастрескивание поверхности TiN покрытия на подложке, подвергнутой воздействию МИИП с плотностью энергии ионов 1 Дж/см2, которое может рассеивать энергию, снижать локальную концентрацию напряжений и способствовать закреплению или отклонению фронта основной трещины. Обработка твердого сплава МИИП с плотностью энергии ионов 2 Дж/см² приводит к образованию микротрещин на его поверхности и снижению адгезии TiN покрытия.

Ключевые слова: твердый сплав МС221, TiN покрытие, адгезия, мощные импульсные ионные пучки, акустическая эмиссия, микрокрекинговое упрочнение.

DOI: 10.30791/0015-3214-2026-3-5-12

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

УДК 621.762; 539.42

Влияние частиц Al3Fe на структуру и механические свойства сплава Al – 20 об. % Sn – 10 об. % Al3Fe, полученного методом селективного лазерного сплавления

Н. М. Русин¹, А. Л. Скоренцев^1, 2, К. О. Акимов¹, В. Е. Лихарев<sup>1

1</sup> Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (ИФПМ СО РАН),
634055 Томск, пр. Академический, 2/4
E-mail: rusinnm@mail.ru; skoralexan@mail.ru; akimov_ko@ispms.ru; vel6@tpu.ru
² Томский политехнический университет, 634050 Томск, пр. Ленина, 30
Поступила в редакцию 8 мая 2026 г., окончательный вариант — 1 июня 2026 г., принята к публикации 5 июня 2026 г.

Изучены особенности формирования структуры и механических свойств композиционного сплава Al – 20 об. % Sn – 10 об. % Al3Fe, полученного методом селективного лазерного сплавления (СЛС) при неизменной скорости сканирования 1,2 м/с и варьируемой с шагом 40 Вт мощности лазерного излучения (P) от 50 до 170 Вт. Композит заданного состава изготовлен из смеси коммерческих порошков алюминия марки АСД-1, олова ПО 1 и порошка Al3Fe, полученного помолом в шаровой мельнице спеченного брикета стехиометрического состава. Характер влияния величины P на эволюцию структуры сплава при СЛС оценен на основе данных электронной микроскопии и рентгенофазового анализа. Структура материала исследована на шлифах, ориентированных вдоль оси наращивания образцов при СЛС. Связь структуры с механическими свойствами сплава определена с помощью анализа кривых пластического течения σ(ε) образцов, вырезанных из середины изготовленного композиционного материала и подвергнутых сжатию. Обнаружено, что получение сплава Al – 20 об. % Sn – 10 об. % Al3Fe с относительно равномерным распределением компонентов по объёму образца и практически отсутствующими трещинами возможно только при значительной объёмной плотности лучистой энергии, достигаемой при P = 170 Вт и обеспечивающей высокие температуру и подвижность расплава. При этом присутствующие в сплавляемой порошковой смеси алюминиды железа являются инертной добавкой, препятствующей активному конвективному перемешиванию легкоплавких компонентов. Полученный сплав Al – 20 об. % Sn – 10 об. % Al3Fe обладает мелкодисперсной структурой с размером зёрен алюминиевой матрицы менее 1 мкм, прочностью (σВ = 146 МПа) намного выше по сравнению с базовым сплавом Al – 20 об. % Sn (σВ = 90 МПа), содержащим эквивалентное количество мягкой оловянной фазы, но низкой пластичностью (менее 1 %).

Ключевые слова: алюмоматричный композит, селективное лазерное сплавление, структура и фазовый состав, механические свойства.

DOI: 10.30791/0015-3214-2026-3-13-23

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

УДК 620.186

Полимерная композиция полиметилметакрилата с дисперсными частицами оксида меди (II), полученными in situ в полимерной матрице

К. В. Файзуллин¹, М. П. Данилаев¹, Е. А. Бобина¹, С. В. Дробышев¹, М. А. Клабуков¹, В. А. Куклин^1, 2, И. В. Лунев<sup>2

1</sup> Казанский национальный исследовательский технический университет им. А. Н. Туполева — КАИ
420111 Казань, ул. К. Маркса, 10
E-mail: KVFayzullin@kai.ru; danilaev@mail.ru; eabobina@yandex.ru; SVDrobushev@kai.ru;
klabukov.misha@mail.ru; iamkvova@yandex.ru
² Казанский федеральный университет, 420018 Казань, ул. Кремлевская, 18
E-mail: Lounev75@mail.ru
Поступила в редакцию 9 апреля 2026 г., окончательный вариант — 12 мая 2026 г., принята к публикации 5 июня 2026 г.

Впервые исследован метод получения полимерных композиционных материалов на основе термопластов (полиметилметакрилата — ПММА) с субмикронными частицами наполнителя, синтезируемыми непосредственно в процессе формирования композита. Методами сканирующей электронной микроскопии и рентгеновской дифракции установлено, что частицы оксида меди имеют моноклинную кристаллическую структуру и эллиптическую форму со средними размерами: бóльшая диагональ — 300 ± 100 нм, малая диагональ — 100 ± 20 нм. Методом диэлектрической спектроскопии определена объёмная концентрация наполнителя в образцах. Показано, что наибольшее значение предела прочности достигается при объёмной концентрации частиц около 2 – 3 % и составляет 69 ± 0,5 МПа, что на 15 – 20 % выше показателя ненаполненного ПММА. Дальнейшее увеличение содержания наполнителя приводит к снижению прочностных характеристик, что связано с образованием агрегатов частиц и подтверждено данными электронной микроскопии. Предлагаемый подход можно использовать для создания материалов с улучшенными механическими и функциональными свойствами, а также с целью предотвращения агломерации частиц рекомендовать для получения композиционных материалов при объёмной доле наполнителя не более 2 – 3 %.

Ключевые слова: полимерные композиционные материалы, субмикронные частицы наполнителя.

DOI: 10.30791/0015-3214-2026-3-24-33

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

УДК 669.295’24:539.374

Формирование градиентной структуры в сплаве на основе
никелида титана методом продольной прокатки

Р. Д. Карелин, В. С. Комаров, В. В. Черкасов, В. А. Андреев, В. С. Юсупов

Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН,
119334 Москва, Ленинский пр., 49
E-mail: rdkarelin@gmail.com; vickomarov@gmail.com; v.basenchikov@yandex.ru; andreev.icmateks@gmail.com; vsyusupov@mail.ru
Поступила в редакцию 17 марта 2026 г., окончательный вариант — 31 марта 2026 г., принята к публикации 4 мая 2026 г.

Проведено исследование влияния температуры и степени деформации на формирование структуры и механические свойства прутков круглого сечения из сплава Ti – 50,8 ат. % Ni с памятью формы при продольной прокатке. Установлено, что с ростом степени деформации происходит повышение неоднородности распределения структуры и свойств по сечению заготовки. Показано, что температура деформации оказывает значительное влияние на структуру и твердость исследуемого образца. Вследствие неоднородного распределения деформации разница в значениях твердости по сечению заготовки составляет 50 HV при холодной прокатке и 20 HV при горячей прокатке.

Ключевые слова: сплавы с памятью формы, никелид титана, градиентная структура, продольная прокатка, твердость.

DOI: 10.30791/0015-3214-2026-3-34-44

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

УДК 539.213.2:537.312:531.781.2

Тензометрические свойства аморфного микропровода сплава Co69Fe4Cr4Si12B11

Т. Р. Чуева, П. П. Умнов, Н. В. Гамурар, Н. Д. Бахтеева, Е. В. Тодорова, А. В. Крутилин, В. В. Молоканов, М. А. Каплан, А. А. Алпатов

Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН,
119334 Москва, Ленинский пр., 49
E-mail: tchueva@imet.ac.ru; pumnov@imet.ac.ru; ngamurar@imet.ac.ru; nbakhteeva@imet.ac.ru; elena.panfilova10@yandex.ru; akrutilin@imet.ac.ru; vmolokanov@imet.ac.ru; mishakaplan@yandex.ru; aaalpatov@imet.ac.ru
Поступила в редакцию 10 февраля 2026 г., окончательный вариант — 10 апреля 2026 г., принята к публикации 4 мая 2026 г.

Исследованы механические и электрические свойства аморфного микропровода сплава Co₆₉Fe₄Cr₄Si₁₂B₁₁ в интервале температур от –196 °С до +200 °С для оценки его применения в качестве чувствительного элемента тензодатчика в аэрокосмической области. Показано, что при термических воздействиях прочность и пластичность микропровода сохраняются на высоком уровне (σ_В ≥ 3,1 ГПа). Установлено, что в исследованном температурном интервале микропровод обладает высоким удельным электросопротивлением (ρ = 1,13 – 1,15 Ом·мм²/м) и низким средним температурным коэффициентом сопротивления (α = –5,2·10^–5 1/К), зависимость относительного электросопротивления микропровода от нагрузки r(N) описывается линейной функцией вплоть до разрушения. Определено, что микропровод в широком диапазоне температур обладает высокими тензометрическими свойствами, превосходящими показатели кристаллических тензочувствительных проволок. Аморфный микропровод Со-сплава перспективен для производства чувствительного элемента тензодатчиков, эксплуатируемых в условиях экстремальных термоциклических воздействий, в том числе в аэрокосмической отрасли.

Ключевые слова: аморфный микропровод, электросопротивление, пластичность, прочность, термические воздействия, датчик напряжений, тензометрические свойства.

DOI: 10.30791/0015-3214-2026-3-45-57

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

УДК 538.9 + 621.891

Металловедческий анализ поверхностного слоя бронзы БрА5, деформированного трением
по стали 45 в условиях граничной смазки, содержащей поверхностно-активные компоненты

Л. И. Куксенова¹, В. И. Савенко<sup>2

1</sup> Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН),
101000 Москва, Малый Харитоньевский пер., 4
² Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук (ИФХЭ РАН),
119071 Москва, Ленинский пр., 31, корп. 4
E-mail: visavenko@rambler.ru
Поступила в редакцию 5 февраля 2026 г., окончательный вариант — 9 апреля 2026 г., принята к публикации 4 мая 2026 г.

Представлены результаты исследований влияния поверхностно-активных добавок (комплексных органических соединений металлов Cu, Ni, Mo, Nd, входивших в состав многокомпонентной пластичной смазки) на структурно-фазовое состояние поверхностного слоя антифрикционного медного сплава и уровень его поверхностного разрушения. Эксперименты проводили на универсальной машине реверсивного трения скольжения МТ-8 при испытании пары трения “бронза БрА5 — сталь 45” в смазочно-дисперсионных средах на основе композиции минерального моторного масла М9С и литиевого мыла оксистеариновой кислоты. В ряде опытов качестве базовой смазочной среды использовали также эмульсию, состоящую из масла М9С и сложного эфира бензилянтарной кислоты и широкой фракции спиртов С7 – С12, присутствовавших в композиции в равных массовых долях. В качестве поверхностно-активных добавок применяли олеаты меди, никеля, молибдена и неодима. Влияние каждого компонента среды на процесс трения оценивали на основе анализа изменений макроскопических показателей износа бронзы в совокупности с микроскопическими характеристиками структурно-фазового состояния зоны контактной деформации (уширение рентгеновских линий на дифрактограммах, зафиксированных методом скользящего пучка рентгеновских лучей, и параметр кристаллической решетки поверхностного слоя сплава). Показано, что поверхностно-активные металлосодержащие добавки существенно изменяют концентрационный и фазовый составы модифицированного поверхностного слоя бронзы и заметно влияют на его структурно-механическое состояние, а также могут приводить не только к улучшению прочностных и триботехнических характеристик поверхностно модифицированного слоя бронзы, но и создавать на его поверхности оксидные пленки, существенно снижающие износостойкость этого слоя. Определено, что интенсивность синергетического воздействия каждого из компонентов смазки на износостойкость бронзы определяется степенью его поверхностной активности и концентрацией в смазочной среде. Установлены необходимые и достаточные условия для создания в такой трибосистеме износостойкой структуры.

Ключевые слова: бронза, граничное трение, износ, поверхностно-активные вещества, остаточные напряжения, контактная деформация, кристаллическая микроструктура материала, эффект Ребиндера.

DOI: 10.30791/0015-3214-2026-3-58-76

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

УДК 536.7; 544-971; 546.9

Энтальпии образования и атомизации твердых и газообразных оксидов платиноидов

Е. К. Казенас, Н. А. Андреева, Г. К. Астахова, В. А. Волченкова,
О. А. Овчинникова, Т. Н. Пенкина, А. А. Фомина

Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН,
119334 Москва, Ленинский пр., 49
E-mail: kazenas@imet.ac.ru
Поступила в редакцию 10 декабря 2025 г., окончательный вариант — 10 декабря 2025 г., принята к публикации 23 января 2026 г.

Приведены экспериментальные и расчетные результаты по составу и давлению пара всей группы оксидов платиноидов в нейтральной и окислительной атмосфере в области 600 – 2100 К. Найдены газообразные молекулы оксидов платиноидов (RuO, RuO2, RuO3, RuO4, RhO, RhO2, PdO, OsO, OsO3, OsO4, IrO, IrO2, IrO3, PtO, PtO2). Определены давления кислорода при диссоциации оксидов (P, атм) за исключением OsO2(k). Результаты представлены в виде уравнений: lgP(RuO2(k)) = –15000/T + 7,97 в области температур 985 – 1190 К; lgP(Rh2O3(k)) = –11520/T + 8,07 — 757 – 910 К; lgP(PdO(k)) = –13257/T + 12,11 — 700 – 800 К; lgP(OsO2(k)) = –19640/T + 22,52 — 650 – 710 К; lgP(IrO2(k)) = –11486/T + 8,64 — 780 – 850 К; lgP(PtO2(k)) = –11603/T + 12,75 — 590 – 660 К. На основании литературных и экспериментальных данных рассчитаны энтальпии испарения (ΔH0S, 298), образования (–ΔH0f, 298) и атомизации (ΔH0at, 298) газообразных оксидов платиноидов, составившие, ΔH, кДж/моль: RuO2 (88, 201, 941); Rh2O3 (686, —, —); PdO (494, 330, 280); OsO2 (485, 214, 1066); IrO2 (431, 247, 915); PtO2 (355, 176, 882).

Ключевые слова: оксиды платиноидов, давление пара, энтальпия сублимации, энтальпия атомизации, энтальпия образования.

DOI: 10.30791/0015-3214-2026-3-77-84