• Международная исследовательская группа провела прямое измерение механических напряжений в наноструктурированных покрытиях.
• Многослойное покрытие из керамического ZrN и аморфного сплава ZrCu на 30% эффективнее рассеивает упругую энергию, предотвращая трещины.
• Результаты исследования дают инженерам количественные критерии для проектирования защитных покрытий нового поколения.
• Традиционные методы измерения напряжений давали усредненную картину с разрешением в десятки микрон.
• Новый наномеханический зонд позволил регистрировать дифракционные сигналы от индентора и покрытия с беспрецедентной детализацией.
• Аморфные прослойки ZrCu «экранируют» передачу напряжений между слоями ZrN, предотвращая трещины.
• Разработанная методика становится эталонным инструментом для валидации компьютерных моделей контактной механики.

«Представьте, что вы пытаетесь понять, как распределяется давление в месте контакта двух твердых тел. Раньше мы могли измерить либо то, что происходит внутри одного тела, либо внутри другого, но не одновременно, и с значительно более низким разрешением. Теперь, используя новейшие достижения в области синхротронных методов, мы убедились, что тончайшие металлические пленки в многослойном покрытии перераспределяют и рассеивают накопленную упругую энергию, работая подобно демпфирующим прослойкам. Это не просто прорыв в разрешении — мы даем инженерам способ прямого определения напряжений на уровне отдельных шероховатостей в реальном контакте, то есть такой инструментарий, о котором могли лишь мечтать Буссинеск, Герц, а также Гринвуд и Вильямсон», — прокомментировал соавтор исследования, профессор Центра инженерных систем и наук Сколтеха, руководитель Лаборатории иерархически структурированных материалов Александр Корсунский.