РОСТОВ-НА-ДОНУ, 7 мая. /ТАСС/. Ученый Южного федерального университета (ЮФУ) разработал новую компьютерную методику, позволяющую с высокой точностью прогнозировать механические свойства современных защитных покрытий. Разработка основана на методах молекулярной динамики и успешно применена для анализа углеродных покрытий на никелевой подложке, сообщает пресс-служба вуза.
"Ученый создал методику, особенность которой является возможность компьютерного моделирования процесса наноиндентирования - стандартного метода исследования твердости материалов. В традиционных экспериментах алмазная игла специальной формы (индентор) вдавливается в материал, а прибор фиксирует зависимость прилагаемой силы от глубины проникновения. Ученые смогли воспроизвести этот процесс в цифровом формате, создав виртуальный аналог индентора, что позволяет получать точные данные о свойствах покрытий без дорогостоящих лабораторных испытаний", - говорится в сообщении.
Отмечается, что важным достижением стало применение этой методики учеными Уфимского университета науки и технологий для исследования углеродного напыления на никеле. В ходе работы удалось изучить процесс разрушения покрытия под нагрузкой, рассчитать его ключевые свойства и провести анализ образования трещин. Эти данные имеют принципиальное значение для разработки новых, более совершенных покрытий.
"Особый практический интерес представляют многослойные композитные системы. Например, комбинация из железной основы, никелевого промежуточного слоя и верхнего углеродного напыления. Железо обеспечивает основные механические свойства, никель защищает от коррозии, а углеродное покрытие не только дополнительно повышает коррозионную стойкость, но и увеличивает твердость в три раза по сравнению с чистым никелем. При этом все преимущества достигаются при минимальном увеличении массы благодаря тонкослойному нанесению", - цитирует пресс-служба разработчика, инженера фронтирной лаборатории рентгеноспектральной нанометрологии Международного исследовательского института интеллектуальных материалов ЮФУ Юрия Русалева.
С экономической точки зрения применение таких функциональных покрытий оказывается значительно выгоднее, чем использование более дорогих материалов в качестве основы. Разработанная методика компьютерного моделирования открывает новые возможности для ускоренной разработки защитных покрытий с заданными свойствами для различных отраслей промышленности.
В настоящее время исследовательская группа продолжает работу по адаптации методики для других типов покрытий и расширению возможных сфер применения этой перспективной технологии.