• Молодой ученый ЮФУ разработал компьютерную методику для точного прогнозирования механических свойств нанопокрытий.
• Методика основана на методах молекулярной динамики и успешно применена для анализа углеродных покрытий на никелевой подложке.
• Углеродные покрытия улучшают механические свойства материалов, снижают трение и повышают износостойкость.
• Методика позволяет моделировать процесс наноиндентирования - стандартного метода исследования твердости материалов.
• Методика применена для исследования углеродного напыления на никеле, что позволило детально изучить процесс разрушения покрытия и рассчитать его ключевые свойства.
• Полученные данные имеют значение для разработки новых, более совершенных покрытий.
• Инновационные напыления находят применение в различных отраслях, включая тяжелую промышленность, ювелирную отрасль и спортивное оборудование.
• Разработанная методика компьютерного моделирования открывает новые возможности для ускоренной разработки и оптимизации защитных покрытий.

после нескольких лет исследований в этой области молодой 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. Работы велись в программе Lammps – свободный пакет для классической молекулярной динамики.

«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», – отмечает Юрий Русалев.