Важнейшие результаты научных исследований

Адрес Новости История Структура События Результаты-архив Разработки Конкурсы Мероприятия Газета Web-сайты

Отчет о научной деятельности за 1999 год по научным направлениям

Из доклада председателя Уральского отделения РАН академика В.А.Черешнева на Общем собрании Отделения 28 апреля 2000 г.

ОТЧЕТ о научной деятельности за 1999 год. ИНСТИТУТ ФИЗИКИ МЕТАЛЛОВ

• ТЕОРИЯ  КОНДЕНСИРОВАННОГО  СОСТОЯНИЯ

• МАГНЕТИЗМ

• ФИЗИКА  МЕТАЛЛОВ  И  СПЛАВОВ

ТЕОРИЯ  КОНДЕНСИРОВАННОГО  СОСТОЯНИЯ. 

Разработан новый подход к расчетам электронной структуры твердых тел с учетом сильных кулоновских взаимодействий (корреляционные эффекты) в рамках метода расчета из первых принципов (метод LDA++). Реализация подхода позволила описать недоступную в стандартном методе общую структуру электронных спектров соединений с промежуточной валентностью ( например, - TmSe) со строгим учетом внутриатомного воздействия f-электронов, а также , в полном согласии с данными эксперимента, описать корреляционные эффекты в электронном и магнонном спектрах железа. 

(Институт физики  металлов).

МАГНЕТИЗМ. 

Обнаружено влияние изотопического массового беспорядка на форму линии ЯМР ⁷³Ge в особо чистых совершенных кристаллах германия с различным изотопным составом (⁷³Ge, ⁷⁴Ge). Рассчитаны локальные деформации вблизи изотоп-дефекта и установлена  связь аномальных угловой и температурной зависимостей распределения градиента электрического поля на ядре с параметрами, характеризующими изотопный беспорядок. Полученные результаты раскрывают природу динамических процессов, происходящих в упругой подсистеме идеальных кристаллов. 

(Институт физики металлов;

 РНЦ “Курчатовский институт”; 

Казанский государственный университет; 

Высшая школа промышленной физики и химии,Франция;

 ИФТТ Института Макса Планка, Германия).

 Установлено, что в манганитах лантана, близких к концентрационному переходу металл-диэлектрик, эффект колоссального магнитосопротивления и другие аномалии кинетических свойств вблизи температуры Кюри обусловлены изменением концентрации носителей тока в делокализованных состояниях. (Рис. 4). Предложена теория, позволяющая на основе измерений в парамагнитной области описать температурную зависимость эффектов вблизи температуры Кюри, включая ферромагнитную область.

(Институт  физики  металлов).

При частичном замещении никеля медью в соединениях RNi_5-xCu_x обнаружено усиление обменных взаимодействий, обусловленное повышением плотности 3d состояний на уровне Ферми, и возникновение локальных кристаллических полей, что проявляется  в переходе парамагнетика Ван Флека PrNi₅ в ферромагнитное состояние. (Рис. 5). Результаты раскрывают  взаимосвязь электронной структуры с магнитными свойствами 3d-4f интерметаллидов и определяют перспективы поиска материалов для постоянных магнитов.

 (Институт физики металлов; 

ИФТТ Токийского университета, Япония;

 Институт Хана-Мейтнера, Германия).

Обнаружено снижение магнитных потерь при ионно-лучевой обработке ионами Ar сталей и сплавов на основе Fe, находящихся в различных кристаллоструктурных состояниях. Выяснено, что физическая природа этого явления связанна с формированием двухслойной доменной структуры в результате коренной перестройки магнитных доменов в поверхностных слоях и  влияния последней  на размеры и динамику доменов глубинных слоев. (Рис. 6) Результаты позволяют прогнозировать режимы ионной обработки для максимального снижения магнитных потерь (15-25%) в основных магнитомягких материалах. 

(Институт физики металлов; 

Институт электрофизики;

 АО ”Верх-Исетский металлургический завод”).

 В сверхрешетках Fe/Cr обнаружена индуцированная межслойным обменным   взаимодействием анизотропия намагниченности, проявляющаяся в магнитных полях, которые в несколько раз превышают поля анизотропии в объемном монокристалле Fe. Выяснено, что в процессе намагничивания сверхрешетки происходит изменение направлений осей легкого намагничивания плоскости пленки на 45° что может способствовать  созданию материалов с управляемой полем анизотропией магнитных свойств. (Рис. 7).

(Институт физики металлов; 

Петербургский ИЯФ; 

Институт Лауэ-Ланжевена, Франция).

С использованием атомного зонда ⁵⁷Co в поликристаллах  родия экспериментально обнаружен новый эффект – магнитное упорядочение в межкристаллитных границах. Огромная подвижность атомов в таких границах открывает перспективы улучшения свойств нанокристаллических магнитных материалов.  Создан и опробован в условиях одновременного действия нескольких механизмов диффузии метод анализа сложных диффузионных профилей. В методе  используются отношения интенсивностей двух компонент - с низкой и высокой энергией излучения атомных зондов в диффузионной зоне. Метод позволил обнаружить влияние магнитного состояния (пара- или ферромагнитного) атомного зонда ⁵⁷Co на параметры его объемной диффузии в золоте и воссоздать спектры областей сопряжения кристаллитов. (Рис. 8, 9).  

(Институт физики металлов; 

ОАО “Екатеринбургский завод

 обработки цветных металлов”).

С использованием внешнего давления и сильных импульсных магнитных полей экспериментально  установлено, что уменьшение критического поля метамагнитного перехода в зонных метамагнетиках Y(Co_1-xAl_x)₂  при увеличении концентрации алюминия обусловлено одновременным действием двух факторов: уменьшением концентрации электронов в d-зоне и увеличением межатомных расстояний. (Рис. 10, 11). Сравнение влияния легирования алюминием и гидрирования на критическое поле метамагнитного перехода показало, что в области малых концентраций водорода в сплавах RCo₂ водород является электронным акцептором. Полученные результаты имеют принципиальное значение для  понимания природы зонного метамагнетизма и электронного состояния атомов внедрения в интерметаллидах. 

(Институт физики металлов; 

ИФТТ Токийского университета, Япония).

ФИЗИКА  МЕТАЛЛОВ  И  СПЛАВОВ. 

Впервые определена концентрационная область существования b/g-эвтектик в системе Ni-Co-Cr-Al в результате систематических исследований структурно-фазовой термической стабильности и жаростойкости эвтектических сплавов. Выбраны оптимальные составы естественных высокодисперсных металлических композитов, перспективных  для создания жаростойких сплавов и покрытий нового класса на основе b-фазы (Ni, Co)Al.  Показано, что сильное влияние на адгезию алмазоподобного покрытия на полимерных материалах оказывает температура подложки на начальной стадии конденсации углерода. Результаты обосновывают   необходимость двухстадийной технологии нанесения алмазоподобных покрытий на полимеры: первая стадия обеспечивает максимальную адгезию, вторая – наилучшую структуру покрытия, что повышает механическую и химическую устойчивости полимерных пленок. 

(Институт физики металлов).

Установлено, что в ниобиевых жилах высокопрочных композиционных проводников Cu-Nb в процессе сильной деформации волочением формируется острая аксиальная текстура <110>, и нити приобретают ленточную форму.  Увеличение степени деформации в ниобиевых жилах приводит к росту плотности дислокаций, а в  медной или бронзовой матрице - к процессу  деформационного  разупрочнения (плотность дислокаций не превышает 10¹⁰ см^-2). Полученные закономерности важны для совершенствования технологии производства композиционных сверхпроводников и высокопрочных проводников для сильных магнитных полей. 

(Институт физики металлов;

 ВНИИ неорганических материалов им.А.А.Бочвара).

 Разработана и экспериментально подтверждена теоретическая модель деформационного поведения интерметаллидов типа Ni₃Al, учитывающая термоактивированную блокировку дислокаций и их источников и влияние дислокационного каркаса. Методом компьютерного моделирования впервые для Ti₃Al построены N-частичные потенциалы межатомного взаимодействия, определены возможные типы расщепления сверхдислокаций. На монокристаллах никелевого суперсплава показана определяющая роль интерметаллидной фазы в развитии рекристаллизации. Результаты существенно развивают физические основы процессов деформационного термического упрочнения и разупрочнения нового класса жаропрочных материалов – интерметаллидов на основе Ni₃Al и Ni₃Ti, и современных никелевых суперсплавов, содержащих такие фазы. (Рис. 12). 

(Институт физики металлов;

 Институт металлофизики НАНУ, Украина;

 АО «А.Люлька-Сатурн»; 

Тверской государственный технический университет).

Впервые в массивных образцах (толщиной 5-10 мм) стареющих коррозионно-стойких сплавов никелида титана, алюминия и железа стандартными методами деформирования и отжига получены ультрамикродисперсные ( с размером зерна Ј 100 нм) структурные состояния, которые обладают высокими прочностными и пластическими свойствами. Указанное измельчение зерна достигалось стандартными методами умеренной пластической деформации (на 20-70%) - прокаткой, волочением, прессованием и последующим отжигом. Использованы однократная и многократные схемы термомеханической обработки. Установлены оптимальные режимы обработки для получения нанокристаллических структур с большеугловыми границами в сплавах. 

(Институт физики металлов)

Адрес Новости История Структура События Результаты-архив Разработки Конкурсы Мероприятия Газета Web-сайты

  Выход из архива   HOME