Представлено результати досліджень методом прецизійної електронографії структурних і мікроструктурних станів, механізмів формування компонентного та фазового складу вільних від підкладки гетерогенних кластерів, сформованих при адіабатичному розширенні газових сумішей Ar-Kr, Kr-Xe і N2-Ar через надзвукове сопло у вакуум. Вивчено вплив термодинамічних властивостей газових сумішей на вході сопла і їх компонентного складу на гетерогенну нуклеацію у струмені, ефект збагачення важким компонентом і розміри кластерів, що формуються. Отримано напівемперичні співвідношення, використання яких дозволяє ефективно керувати розміром та складом кластерів при їх формуванні в бінарних надзвукових струменях. Досліджено структурне перетворення від ГЦК до двофазної ГЦК-ГЩП будови у кластерах інертних газів і виявлено значне перевищення вмісту ГЩП фази в гетерогенних агрегаціях Ar-Kr порівняно з гомогенними кластерами Ar і Kr. Встановлено кореляцію між кількістю ДП деформаційного типу в кластерах та їх фазовим складом при зміні їх розміру та запропоновано модель зародження і росту ГЩП фази в вільних кластерах інертних газів.