Развитие системы ведущих научных школ как среды генерации знаний и подготовки научно-педагогических кадров высшей квалификации. Выполнение научно-исследовательских работ по приоритетным направлениям Программы. "Физическая мезомеханика наноструктурных поверхностных слоев и наноструктурных покрытий в экстремальных условиях нагружения".

Выполнено экспериментальное, теоретическое исследование и компьютерное моделирование процессов деформирования и разрушения поверхностно наноструктурированных материалов. Обоснован многоуровневый подход к проблеме их поведения при экстремальных воздействиях. Разработаны поверхностно наноструктурированные материалы для работы в полях экстремальных внешних воздействий.
Созданы и испытаны опытные образцы оборудования для их получения.
С использованием многоуровневого подхода проведено описание структурно-фазовых процессов в исследуемых материалах с наноструктурными поверхностными слоями или наноструктурными покрытиями, учтен факт их использования в экстремальных условиях. На мезо- и макромасштабном уровнях построены многоуровневые трехмерные модели для описания динамики напряженно-деформированного состояния системы “наноструктурный поверхностный слой (покрытие) - подложка” в нагруженном состоянии, в том числе в экстремальных условиях. Разработаны атомные модели структуры интерфейса с высокими релаксационными свойствами, обеспечивающими высокую трещиностойкость и циклическую долговечность. Выявлены механизмы деформации, зарождения трещин и отслоения наноструктурных поверхностных слоев (покрытий) в различных условиях нагружения.
Разработаны методы формирования зубчатых интерфейсов “поверхностный слой (покрытие) - подложка”, что обеспечивает одновременное повышение прочности и пластичности в экстремальных условиях нагружения. Выявлены кооперативные механизмы деформации в наноструктурном интерметаллическом соединении NiTi и их влияние на эффекты сверхэластичности и памяти формы в различных условиях нагружения. Изучено влияние структурной неустойчивости кристаллической решетки металлокерамических и керамических композитов на формирование наноструктуры в процессе интенсивного механического воздействия. На этой основе разработаны высокоресурсные металлокерамические материалы различного назначения.
Для стабилизации наноструктуры в поверхностных слоях и покрытиях в экстремальных условиях нагружения разработаны два подхода:
а) создание многоуровневой разветвленной границы раздела “поверхностный слой (покрытие) - подложка”, имеющий зубчатый (или игольчатый) профиль;
б) выделение на квазиаморфных границах наноструктуры тугоплавких наночастиц, имеющих аномально высокую стабильность в условиях высокоэнергетических воздействий.
Разработанные рекомендации будут предложены Росатому. Росавиакосмосу и Ленинградскому металлическому заводу для опытно-промышленного освоения.