Ви є тут

Компьютерное моделирование деформации и разрушения нановолокон интерметаллида сверхструктуры L12(M)NI3AL

Автор: 
Синица Никита Викторович
Тип роботи: 
кандидатская
Рік: 
2010
Кількість сторінок: 
196
Артикул:
137398
179 грн
Додати в кошик

Вміст

2
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ............................................................ 6
I. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О НАНОВОЛОКНАХ И ДЕФОРМАЦИИ НАНОВОЛОКОН С ВНЕДРЕННЫМИ ДЛИННОПЕРИОДИЧЕСКИМИ ДЕФЕКТАМИ........................................ 13
1.1. Свойства и применение нановолокон............................ 13
1.1.1. Промышленное производство наноматериалов и получение композитов на их основе........................................ 16
1.1.2. Методы экспериментальных и компьютерных исследований киноматериалов................................................. 17
1.1.3. Обзор методов компьютерного моделирования............... 20
1.2. Деформация нановолокон и виды дефектов, возникающих во
время деформации.................................................. 24
1.2.1. Нульмерные дефекты...................................... 26
1.2.2. Одномерные дефекты...................................... 27
1.2.3. Роль дислокаций в процессах структурной перестройки во время деформации............................................... 28
1.2.4. Двумерные дефекты....................................... 29
1.2.5. Изучение влияния свободной поверхности на свойства нанообъектов................................................... 30
1.2.6. Исследование влияния двойников на деформационные свойства нановолокон........................................... 32
1.2.7. Трехмерные дефекты..................................... 36.
1.3. Длиннопериодические структуры и сверхструктуры............... 38
1.3.1. Мартенситные превращения................................ 39
1.3.2. Антифазные границы в длиннопериодических структурах.... 40
1.3.3. Исследования формирования длиннопериодических сверхструктур.................................................. 41
3
1.3.4. Формирование длиинопериодических сверхструктур в процессе деформации........................................... 42
1.3.5. Кинетика разрушения длиннопериодических сверхструктур.. 43
1.3.6. Существование длиинопериодических сверхструктур в различных условиях............................................ 44
1.4. Постановка задачи........................................... 45
II. МОДЕЛЬ КОМПЬЮТЕРНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА................................ 48
2.1. Построение компьютерной модели деформации
длинно периодических структур.................................... 48
2.1.1 Описание метода молекулярной динамики................... 49
2.1.2. Выбор потенциалов межатомного взаимодействия........... 52
2.1.3. Методика термостабилизации нановолокна................. 56
2.1.4. Описание использованной модели термического всестороннего расширения нановолокна.......................... 57
2.1.5. Описание модели граничных условий и жестких захватов 58
2.1.6. Выбор температуры компьютерного эксперимента........... 65
2.2. Внедрение длиннопериодических АФГ в нановолокна с ориентациями осей растяжения в направлениях <001>, <011> и <111> 65
2.2.1. Выбор размера нановолокна и соотношения длина-диаметр... 67
2.2.2. Нановолокна с внедренными длиннопериодическими АФГ в направлении <001 >............................................ 71
2.2.3. Нановолокна с внедренными длиннопериодическими АФГ в направлении <011>............................................. 74
2.2.4. Нановолокна с внедренными длиннопериодическими АФГ в направлении <111>............................................. 77
2.3. Используемая методика анализа и визуализаторы атомной структуры.................................................... 80
2.3.1. Количественные оценки и расчеты структурноэнергетических превращений вблизи ДС.......................... 80
4
2.3:2; Описание применяемых в работе визуализаторов атомной структуры........................................................... 84
III. ВЛИЯНИЕ ПЛАНАРНЫХ ДЕФЕКТОВ НА СТРУКТУРНОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ ОДНООСНОЙ ДЕФОРМАЦИИ НАНОВОЛОКОН ИНТЕРМЕТАЛЛИДА Ш3А1.......................... 89
3.1. Деформация нановолокон в направлении <001 >................ 89
3.2. Деформация нановолокон в направлении <011>................ 100
3.3. Деформация нановолокон в направлении <111>............... 110
IV. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПРЕВРАЩЕНИЙ, ПРОИСХОДЯЩИХ В ПРОЦЕССЕ ДЕФОРМАЦИИ ДЛИННОПЕРИОДИЧЕСКИХ СТРУКТУР....................................... 120
4.1. Деформация нановолокон, содержащих ДС, в направлении <001> 120
4.1.1. Влияние периода антифазности на механизмы деформации, происходящие в нановолокнах, содержащих ДС.................. 121
4.1.2. Влияние периода антифазности на временные интервалы стадий деформации........................................... 129
4.1.3. Влияние периода антифазности на предел текучести нановолокон ЫиА1, содержащих ДС............................. 133
4.2. Деформация нановолокон, содержащих ДС, в направлении
<011>.......................................................... 137
4.2.1. Влияние периода антифазности на механизмы деформации, происходящие в нано волокнах, содержащих ДС................. 137
4.2.2. Влияние периода антифазности на временные интервалы-стадий деформации........................................... 145
4.2.3. Влияние периода антифазности на предел текучести нановолокон №3А1, содержащих ДС............................. 148
5
4.3. Деформация нановолокон, содержащих ДС, в направлении
<111>............................................................ 151
4.3.1. Влияние периода антифазности на механизмы деформации, происходящие в нановолокнах, содержащих ДС.................... 151
4.3.2. Влияние периода антифазности на временные интервалы стадий деформации............................................. 161
4.3.3. Влияние периода антифазности на предел текучести нановолокон Ni3Al, содержащих ДС....................... 164
4.4. Основные выводы............................................. 168
ЗАКЛЮЧЕНИЕ........................................................... 175
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
178
6
ВВЕДЕНИЕ
Физические и механические характеристики веществ в конденсированном состоянии в немалой степени определяются размером и структурой: с уменьшением размера «элементарных» частиц, из которых состоит материал, обнаруживается повышение прочности и уменьшение пластичности [1]. Среди групп нанообъектов в последние пять лет особое внимание уделяется металлическим нановолокнам или нанопроволокам [2]. Нановолокнами называют материалы, имеющие в поперечном сечении размер не более 100 нм и значительно протяженные по длине.
В настоящее время наибольший интерес вызывают конденсированные системы или нановолокна с периодическими структурными неоднородностями наномасштаба. Это, прежде всего, полупроводниковые системы, которые могут явиться в перспективе основой принципиально нового уровня электроники -наноэлектроники, что повлечет за собой развитие технологии и возможностей управления и обработки информации. Другие важные системы включают наноструктурированные металлы и сплавы на их основе, которые имеют уникальные свойства и могут быть использованы как конструкционные или функциональные материалы [1].
Актуальным объектом исследования в настоящее время являются длиннопериодические металлические сплавы (ДПС) или нановолокна, содержащие длиннопериодическую структуру (ДС) [3-7]. Прежде всего, это обусловлено тем, что они достаточно давно изучаются и накоплен большой экспериментальный материал. Особый интерес с точки зрения выбора объекта исследования представляют те металлы и сплавы, у которых, во-первых, длинный период имеет наноразмер. Во-вторых, слабоустойчивы к внешним воздействиям (температуре, нагрузке, легированию и пр.). В-третьих, имеется
с
спектр структурных состояний вблизи границы потери устойчивости, и эти состояния равновесны либо близки к равновесию. Этим требованиям отвечают,
7
в частности, упорядоченные сплавы и интерметалл иды, содержащие ДС. От обычных упорядоченных систем с простой сверхструктурой они отличаются тем, что в сплавах этого класса упорядоченное расположение атомов периодически или квазипсриодичсски нарушается антифазными границами (АФГ). Обычно в упорядоченных сплавах и интермсталлидах АФГ энергетически невыгодны, однако в системах с длиннопериодической наноструктурой АФГ являются равновесными элементами структуры. Учитывая, что механизмы структурно-энергетических превращений при различных режимах нагрузки, в частности одноосной деформации, позволяют объяснить аномальные прочностные свойства ДПС, то есть свойства ДПС сопротивляться разрушению и необратимому изменению формы, ставится задача изучения механизмов структурно-энергетических превращений, происходящих в процессе высокоскоростной деформации одноосного растяжения нановолокон интерметаллида Ы13А1, содержащих ДС. Исследуемая задача интересна с точки зрения развития теоретических представлений о свойствах ДПС и создания новых видов наноматериалов с заданными свойствами.
Объекты для исследования в настоящей работе - это нановолокна интерметалл и да №3А1, содержащие ДС, на основе ГЦК решетки с внедренной концентрацией длинноиериодических АФГ [8]. Под нановолокном, содержащим ДС, понимают протяженный монокристалл, в кристаллической решетке которого периодически внедрены планарные дефекты - АФГ в направлении деформации.
Наряду с экспериментальными методами исследования, в последние пять лет в научной литературе отмечается рост публикаций с привлечением численных методов, посвященных изучению структурно-энергетических
о
превращений в процессе высокоскоростной деформации (со скоростями 10 -1010 с'1) нановолокон на основе чистых металлов (Аи, Ag, №, А1 и др.) и сплавов. Однако недостаточно изученными остаются свойства нановолокон интерметаллидов, содержащих ДС, в частности №3А1. Данный материал
обладает положительной температурной зависимостью предела текучести; При-деформации в таких сплавах может происходить сочетание структурных и сверхструктурных изменений, обуславливающих различные эффекты;
Таким* образом, настоящее исследование, с привлечением* метода1 молекулярной динамики, структ}'рно-энергетических превращений в. нановолокнах ГЦК интерметаллида №зА1, содержащих ДС, в процессе высокоскоростной деформации одноосного растяжения, является актуальным.
Цель работы заключается в изучении методами компьютерного моделирования на атомном уровне процессов структурно-энергетических превращений в нановолокнах с внедренными длиннопериодическими планарными дефектами, такими как АФГ сдвигового (САФГ) и термического (ТАФГ) типов, подвергнутых высокоскоростной динамической деформации одноосного растяжения. Для достижения указанной цели в работе ставились следующие задачи:
К Исследовать механизмы структурно-энергетических
превращений, происходящие в нановолокнах, содержащих ДС, ГЦК сплава М13А1 со сверхструктурой Ы2(М) в процессе высокоскоростной одноосной деформации.
2.
Изучить влияние формы, размера и ориентации оси растяжения нановолокиа на развитие и особенности структурно-энергетических превращений во время одноосного растяжения.
3.
Произвести-, оценку влияния температуры на структурноэнергетические превращения на. различных стадиях деформации.
4.
Оценить влияние внедренных одиночных планарных дефектов на структурно-энергетические превращения, происходящие в нановолокне во время деформации.
9
5.. Оценить влияние внедренного комплекса планарных дефектов
на временные интервалы стадий деформации.
Научная новизна диссертационной работы заключается, в том, что методом молекулярной динамики.на атомном уровне исследованы процессы структурно-энергетических превращений, происходящие в нановолокнах NijAl с внедренными длиннопериодическими планарными дефектами, такими как САФГ и ТАФГ, в процессе высокоскоростной деформации растяжения при различных температурах.
Исследованы механизмы, реализующие структурно-энергетические превращения, характерные для каждой стадии деформации. Произведена оценка влияния формы, размера, наличия одиночных и комплекса АФГ, внедренных в нановолокно, на механизмы атомных перестроек во время деформации. Получено, что общим для всех типов нановолокон при исследуемых температурах является присутствие четырех стадий деформации: упругая, пластическая, течения и разрушения. На каждой стадии реализуются характерные для нее структурные перестройки.
Внедрение одиночных АФГ в нановолокно оказывает влияние на механизмы структурно-энергетических превращений, происходящих в нановолокне во время деформации. Выявлены особенности влияния внедренных САФГ и ТАФГ на области сдвига частей нановолокна и области зарождения очага деформации. Установлено, что наличие одиночных и комплекса планарных дефектов в нановолокне влияет на: местоположение шейки и характер разрушения.
Показано, что при внедрении комплекса планарных дефектов изменяются механизмы и временные интервалы одноосной деформации.. Установлено, что при внедрении длиннопериодических АФГ в направлении <001>, <111> происходит скольжение участков нановолокна преимущественно по плоскостям {111} с «пробиванием» АФГ. В направлении <011> антифазные домены (АФД) образуются поворотом участков нановолокна. При увеличении
10' \ .
периода антифазности АФГ в направлениях <001>, <011> область зарождения деформации, находится между двумя ближайшими внедренными- АФГ. С увеличением периода антифазности происходит увеличение длительности стадии пластической деформации..
Настоящая диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы.
Первая глава посвящена обзору современной информации о наноматериалах и нановолокнах, их свойствах, получении и применении. Дан обзор известных методов компьютерного моделирования, которые применяются при исследовании свойств наноматериалов. Перечислены потенциалы межатомного взаимодействия, применяемые в методе молекулярной динамики. Проведен анализ современных отечественных и зарубежных представлений о структуре нановолокон и одноосной деформации нановолокон с внедренными длиннопериодическими дефектами, такими как САФГ и ТАФГ. Отдельно приводится описание широкого спектра дефектов,, возникающих во время одноосной деформации в нановолокнах. Вводится понятие длиннопериодической структуры и сверхструктуры, их определение и классификация. В конце первой главы сформулированы основные задачи диссертационной работы.
Во второй главе содержится описание модели компьютерного эксперимента, конфигураций исследуемых нановолокон. Последовательно описываются этапы компьютерного моделирования одноосной деформации и требования, предъявляемые к компьютерной модели, а также характеристики выбранного метода моделирования. Дано описание потенциальной функции* межатомного взаимодействия. Приводится; сравнительный: анализ уже-использованных моделей граничных условий, указываются достоинства и недостатки, характерные для каждой из них. Производится выбор размера расчетного блока, методики внедрения €АФГ и ТАФГ, скорости деформации,
параметров- применяемого термостата. Подробно описаны применяемые в работе визу ал изаторы атомной структуры.
В- третьей главе выполнен анализ структурно-энергетических превращений; происходящих в нановолокне >П3А1, содержащем- одиночные САФГ и ТАФГ, при высокоскоростной одноосной деформации, растяжения в направлениях <001>, <011> и <111>. Для сравнения, проанализированы структурные изменения в бездефектном нановолокне №3А1. Проводится анализ линий тренда запасенной, энергии на стадии пластической деформации в расчетных конфигурациях. Выделены механизмы, реализующие структурноэнергетические превращения на каждой стадии деформации. Определен механизм локализации очага деформации в зависимости от типа внедренной АФГ. В ходе исследования выявлены механизмы аморфизации в области бегающей шейки вблизи ТАФГ. Проанализированы взаимосвязь величины временных интервалов стадий деформации и значения предела текучести от типа внедренной АФГ. Описаны топологии возникающих промежуточных состояний атомной структуры вблизи АФГ.
Четвертая глава посвящена исследованию структурно-энергетических превращений, имеющих место в процессе деформации длиннопериодических структур нановолокон ГЦК интерметаллида М!3А1. Проведен сравнительный анализ структурно-энергетических превращений, происходящих при одноосном растяжении нановолокон >П3А1 в трех ориентациях <001>, <011> и <111> с изменяющимся периодом антифазности. Выявлены механизмы, реализующие структурно-энергетические превращения на каждой стадии деформации. Изучено влияние длиннонериодических АФГ на характер структурных изменений в нановолокнах №3А1. Получена зависимость временных интервалов стадий деформации от величины* периода антифазности. Произведено исследование влияния периода антифазности на значение предела текучести.
Научно-практическая ценность работы состоит в том, что полученные результаты могут быть непосредственно использованы для развития теории
12
пластической деформации: нановолокон, содержащих ДС. Обнаруженные результаты могут найти практическое* -применение, при использовании материалов со сверхструктурой Ь12(М) в качестве наполнителей в нанотрубках или в;. качестве составных частей в более сложных - композитных, наноматериалах. Полученная с помощью компьютерного моделирования атомная структура нановолокон №3А1, содержащих ДС, и варианты ее перестроек могут применяться для анализа электронно-микроскопических изображений высокого разрешения; графические изображения дефектов, возникающих в нановолокнах, могут быть использованы в качестве демонстрационного материала для студентов и аспирантов материаловедческих специальностей. На их базе возможно создание работ для лабораторного практикума.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Развитие и особенности структурно-энергетических превращений, происходящих во время высокоскоростной одноосной деформации растяжения в нановолокне М13А1 со сверхструктурой Ы2(М), зависят от формы, ориентации и размера исследуемого нановолокна.
2. Влияние внедренных одиночных АФГ на механизмы структурноэнергетических превращений, происходящих в нановолокне во время деформации, зависит от их типа.
3. Наличие планарных дефектов в нановолокне влияет на местоположение шейки- и характер разрушения.
4. Внедрение комплекса планарных дефектов оказывает влияние на механизмы и временные интервалы одноосной деформации. С увеличением периода антифазности • происходит увеличение длительности стадии пластической деформации. . '
13
I. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О НАНОВОЛОКНАХ И ДЕФОРМАЦИИ НАНОВОЛОКОН С ВНЕДРЕННЫМИ ДЛИННОПЕРИОДИЧЕСКИМИ ДЕФЕКТАМИ
В настоящей главе приведен обзор современных отечественных и зарубежных представлений о структуре и деформации нановолокон с внедренными длиннопериодическими дефектами. В связи с тем, что в работе впервые проводятся исследования деформации длиннопериодической структуры нановолокон, в настоящей главе ставятся следующие задачи. Во-первых, проанализировать современную информацию о наноматериалах и нановолокнах, их свойствах, получении и применении. Во-вторых, дать описание широкого вида дефектов, возникающих во время одноосной деформации нановолокон, в том числе АФГ сдвигового и термического типов. В-третьих, ввести понятие длиннопериодической структуры и сверхструктуры, дать им определение и классификацию. Представить обзор методов компьютерных исследований. В конце главы, с учетом представленного обзора, произвести постановку задачи.
1.1. Свойства и применение нановолокон
Развитие промышленности и науки в конце XX в. привело к появлению новой области знаний - нанотехнологии. В настоящее время высок интерес к исследованиям, посвященным изучению свойств материалов, которые определяются на микроскопическом (молекулярном и атомном) уровне. Структуры, размеры которых не превышают 100 нм, носят название наночастиц [3], а материалы, созданные с участием таких частиц, получили название -наноматериалов. Наноструктурные объекты существуют в различных сочетаниях: в объеме материала - в качестве дефектных областей или границ зерен, в виде фаз, пор, объемных дефектов, в качестве независимых нанообъектов.
14
Один из представителей нанообъектов. - нановолокно или нанотехнологическое волокно [4]. Нановолокна традиционно определяются как цилиндрические структуры с внешним диаметром менее 100,0 нм и отношением между длиной и шириной более 50. Нановолокна, как правило, не содержат протяженных внутренних полостей [5]. Примером таких объектов могут выступать усы [6]. Наноматериалы вследствие особенностей атомной структуры и соотношения площади поверхности к объему могут обладать уникальными физическими и физико-механическими свойствами, в частности аномально высоким значением предела текучести [7].
С момента появления самого термина нанотехнология в 1974 году [7] было разработано несколько типов нановолокон: полимерное, углеродное, керамическое, стеклянное, металлическое и композитное, и они по-прежнему остаются объектами для интенсивных экспериментальных и компьютерных исследований.
Свойства материалов на макро- и наноуровнях отличаются [8], что стало основной причиной, по которой нановолокна получили широкое применение в промышленности. Экспериментально установлено, что прочность нановолокон в десятки раз выше, чем у обычных образцов [9].
В промышленности рост доходов от использования нановолокон стимулируется, в основном, за счет использования таких материалов в механико-химическом секторе, особенно для производства фильтрационных материалов. Ожидается, что наиболее быстрорастущим сектором в обозримом будущем будет электронная промышленность [101.
У нановолокон имеется целый ряд действующих и потенциальных применений для изготовления широкого диапазона продуктов, включая электронные и механические устройства, химические продукты, датчики и системы управления и контроля, энергетические устройства, медицинские продукты, продукты биоинжиниринга, автомобильные и авиационно-космические компоненты, тепло- и звукоизоляцию, потребительские товары, а также оборонную продукцию и компоненты для обеспечения безопасности.
15
Применение наноматериалов позволяет создавать легкие конструкционные материалы с повышенными механическими свойствами. Легкие изделия со сложной формой на основе сплавов А1 используются в качестве поршней для двигателей внутреннего сгорания. Жаростойкие, конструкционные материалы, получаемые компактированием наноструктурных легированных нитридных керамик, находят применение при изготовлении деталей газовых турбин и двигателей внутреннего сгорания. При протезировании применяются изделия, получаемые из нанопорошков, к которым относятся высокопрочные изделия из Т\ и сплавов на его основе [11]. В качестве конструкционных материалов применение получили нанокомпозигные материалы, в частности, усиленный пластик с внедренными нанокристалл и ческими частицами и металлокерамика [12]. Перспективным является использование наноматериалов при изготовлении непроницаемых поверхностей, защитной ткани и износостойких покрытий. Разработаны технологии мелкодисперсных покрытий из N1, А%, Си на керамических и пластмассовых изделиях со сложной формой [13].
Для нужд медицины с применением наноматериалов разработаны перевязочные материалы, активно развивается тканевая инженерия, разрабатываются теоретические основы для применения нанороботов. Синтезированы наноматериалы, имитирующие естественную костную ткань. Одним из успешных направлений синтеза нановолокон для нужд медицины является производство так называемых «золотых нитей»,’ позволяющих омолаживать кожу человека [14].
Б машиностроении широко используются различные присадки к маслам для увеличения срока службы рабочих зон двигателей внутреннего сгорания,
I
такие как ремонтно-эксплуатационные присадки, приработочные препараты на основе наноалмазов, кондиционеры металла, реметаплизанты и геомодификаторы [13].
Наноматериалы применяются для совершенствования различных производственных процессов, таких как интенсификация процесса спекания
16
промышленных порошков путем добавки активаторов спекания в виде нанопорошков А1, N1, Ре [15]. С использованием нанопорошков металлов получают микропористые материалы с открытой пористостью состава РЛ3А1, Ы1А1 и Т13А1, которые эффективны при изготовлении испарителей, сепараторов и фильтров в системах терморегулирования [13].
Экологические разработки по защите окружающей среды с применением наноматериалов представлены установками по фильтрации воздуха, фильтрации жидкости и датчиками для определения наличия биологических и химических токсинов в воздухе [10, 16].
1.1.1. Промышленное производство наноматериалов и получение
композитов на их основе
Нановолокна, обладая высокой прочностью но сравнению с объемными материалами, получили широкое применение в промышленности. Промышленное производство нановолокон сосредоточено на производстве углеродных нанотрубок (нановолокон с протяженными полостями) и нановолокон. В промышленных масштабах нановолокна получают из паровой фазы путем возгонки-десублимации базового элемента волокна или из химических растворов каталитическим пиролизом [4, 7, 17].
Методы возгонки включают электродуговую и лазерно-термическую возгонки, а также использование резистивного нагревания. Известен способ создания дискретных наноструктур путем вакуумной конденсации из паровой фазы [18]. Формирование нанопроволоки из паровой фазы исследовано в работах [19, 20]. Получение наноматериалов химическим путем может быть осуществлено при помощи многих методов, не требует высоких температур, а процессы могут проводиться непрерывно и легко масштабироваться. В настоящее время первое место по применению в промышленности занимает именно этот способ производства. Ведется интенсивный поиск методов синтеза
17
наноструктур с заданными свойствами: на основе нановолокон и нанотрубок. [21].
Для получения композитов на основе нанотрубок и напоматериалов. применяют несколько распространенных методов [6]: смешивание наполнителя' и порошкообразного полимера с последующим прессованием; введение наполнителя в расплавленный полимер; смешение дисперсий частиц наполнителя с раствором полимера с дальнейшим выпариванием растворителя; коагулирование раствора полимера с введенным в него наполнителем путем изменения химического состава; полимеризация in situ.
Постоянно появляются новые методики, например, исследователями в работах [22, 23] предложено получение неупорядоченной сети из микро- и нановолокон с помощью лазера. При помощи мощного лазера происходит нагрев поверхности исходнот керамического материала, например, оксида алюминия, далее под напором газовой струи расплавленный участок вытягивается в волокно и застывает.
1.1.2. Методы экспериментальных и компьютерных исследований
наноматериалов
В настоящее время существует ряд методик и приборов, используемых в исследовательских лабораториях для изучения свойств нанотехнологических материалов. Такие методы, как просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ) и ПЭМ высокого разрешения (ПЭМ ВР) [24, 25], являются мощными инструментами'для определения кристаллической, структуры, отдельных зерен, предоставляя детальную информацию об ориентировке конкретных кристаллов. При использовании с такими методами, как. термодинамические расчеты, рентгенофазовый анализ или спектроскопия энергетических потерь электронов; ПЭМ ВР позволяет получить информацию о фазовом составе наноструктурных материалов [26].