Наноиндентирование и механические свойства материалов в субмикро- и наношкале. Недавние результаты и достижения (Обзор)

Обзор посвящен специфике механического поведения различных материалов в субмикро- и наношкале. В значительной мере успехи в этой области определяются развитием большого семейства методов прецизионного силового нанотестинга, получившего условное название “наноиндентирование”. Однако к настоящему времени исследования наномеханических свойств осуществляют не только и не столько методами наноиндентировании буквально, т. е. локальным деформированием макро-, микро- и наномасштабных объектов. Силовой наномеханический тестинг рассмотрен более широко, включая приложение малых сил к тестируемому объекту и прецизионное измерение деформации с нанометровым разрешением при одноосном сжатии, растяжении, изгибе, сдвиге и кручении различными способами с одновременной in situ регистрацией их микроструктурных параметров электронно-микроскопическими и рентгено-дифракционными методами. Описаны основные направления совершенствования экспериментальных подходов в последнее десятилетие и результаты, полученные с их помощью на моно-, микро- и нанокристаллических материалах, композитах, пленках и покрытиях, в аморфных твердых телах, биоматериалах (тканях, живых клетках и макромолекулах). Особое внимание уделено размерным эффектам и атомным механизмам деформации/разрушения в наношкале. Настоящий обзор является органичным продолжением и развитием рассмотрения специфики наномеханических свойств твердых тел в обзоре автора, опубликованном в ФТТ 50, 12, 2113 (2008), и описывает как основные концепции наномеханического тестинга материалов, так и последние достижения в этой сфере.