Search

В работе представлено исследование структуры малых магнитных систем при ненулевой температуре. Рассматриваемые малые магнитные системы интересны с точки зрения компактного хранения информации доменами и находят на практике все более широкую реализацию в форме цепочек и тонких пленок. Диаграммы основных состояний магнетиков строятся для абсолютного нуля температур и не учитывают тепловые флуктуации. Для непосредственной реализации магнитных структур необходимы расчеты, учитывающие температурный фактор. Нами были определены методы температурного исследования фазовых состояний низкоразмерной магнитной системы в рамках модифицированной модели Изинга. Представлена динамика фазовых диаграмм при различной температуре и многочастичном взаимодействии., This work presents a study of the structure of small magnetic systems at non-zero temperature. The examined small magnetic systems are interesting from the point of view of compact information storage by domains, and are becoming more and more widely realized in practice in the form of chains and thin films. Basic state diagrams of magnetics are constructed for absolute zero temperatures and do not account for thermal fluctuations. For the direct implementation of magnetic structures, calculations that take into account the temperature factor are necessary. We have defined methods for the temperature investigation of the phase states of a low-dimensional magnetic system within the framework of the modified Ising model. The dynamics of phase diagrams at different temperatures and multi-particle interactions are presented., Международный научно-исследовательский журнал, Выпуск 12 (126) 2022

Международный научно-исследовательский журнал, Выпуск 12 (126) 2022

А.Б. Кошкин, М.А. Загребин, В.В. Соколовский1, В.Д. Бучельников, Челябинский государственный университет, г. Челябинск, Российская Федерация Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, Российская Федерация E-mail: miczag@mail.ru. A.B. Koshkin, M.A. Zagrebin, V.V. Sokolovskiy, V.D. Buchelnikov Chelyabinsk State University, Chelyabinsk, Russian Federation South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation E-mail: miczag@mail.ru In this paper, the structural and magnetic properties of Fe100-xSix alloys (10 ≤ x ≤ 25,0 at. %) were calculated. The structural phase transition temperatures for the crystal structures A2, B2, and D03 were estimated from the geometry optimization. The Curie temperatures were calculated in a molecularfield approximation using the constants of magnetic exchange interaction calculated ab initio. For all the considered concentrations, with the temperature increase, we observed the structural transitions from the ordered cubic phase to a disordered structure, with the intermediate stage of a partially disordered state. The ferromagnet–paramagnet transition was observed for all the compositions, though in various crystal phases. В работе представлены результаты расчетов структурных и магнитных свойств сплавов Fe100-xSix (10 ≤ x ≤ 25,0 ат. %). Из геометрической оптимизации для кристаллических структур A2, B2 и D03 оценены температуры структурных фазовых переходов. Температуры Кюри оценивались в приближении молекулярного поля с использованием параметров магнитного обменного взаимодействия, рассчитанных ab initio. Во всем рассматриваемом интервале концентраций с ростом температуры происходят структурные переходы из упорядоченной кубической фазы в частично упорядоченную, а после и в полностью разупорядоченную. Переход ферромагнетик–парамагнетик наблюдается для всех составов, однако в разных кристаллических фазах This work was performed with the support of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation within the framework of the Russian State Assignment under contract No. 075-00250-20-03 (sections 2 and 3). A. Koshkin gratefully acknowledges the Advanced science research foundation of the Chelyabinsk State University.

На базе кристаллической плотноупакованной плоской треугольной решетки предложена модель двухуровневой решеточной системы с энергетически неэквивалентными узлами, отвечающими потенциальным ямам двух типов, различающимся глубиной и образующим плоскую периодическую структуру. Для аналитического описания исследуемой решеточной системы предложено ее разбиение на систему двух плоских треугольных решеток, содержащих энергетически эквивалентные решеточные узлы и отличающихся как расстоянием между ближайшими узлами в подрешетке, так и общим числом узлов на ней. Для решеточного флюида с взаимодействием ближайших соседей на предложенной двухуровневой решетке развиты квазихимическое и диаграммное аналитические приближения для оценки свободной энергии системы. Предложен алгоритм моделирования равновесных свойств решеточного флюида на двухуровневой решетке по методу Монте-Карло, основанный на трансформации исходной двухуровневой решетки путем добавления к ней фиктивных решеточных узлов и ее преобразования в квадратную решетку. Построены фазовые диаграммы модели с притяжением и отталкиванием ближайших соседей. Результаты аналитических расчетов сопоставлены с данными моделирования. Установлено, что в отличие от системы с энергетически эквивалентными узлами, в решеточном флюиде с отталкиванием ближайших соседей на двухуровневой решетке имеет место фазовый переход первого рода

Целью работы является изучение фазовой диаграммы четырехкомпонентной взаимной системы Na,К//Cl,BO2,CO3 методом дифференциального термического анализа и синтез оксидных вольфрамовых бронз в ионных расплавах указанной системы.

Продемонстрирована возможность получения сверхкритической воды при поглощении лазерного импульса длительностью 8 нс пленкой золота толщиной 50 нм, находящейся в контакте с водой. Для оценки возникающего вблизи пленки скачка давления использовали измерение акустического давления в дальней зоне с помощью гидрофона на основе кристалла ниобата лития. Оценку скачка температуры проводили по реперной точке - температуре плавления золота. Показано, что при энергии лазерных импульсов 65 мкДж тонкий слой воды, контактирующий с металлической пленкой, находится в сверхкритическом состоянии в течение ~ 4,5 нс., The work uses the possibility of formation supercritical water (SCW) upon absorption of a laser pulse with a duration of 8 ns by a 50 nm thick gold film, which is in contact with water. To estimate the growth of the pressure jump film, we used an approach based on measuring the acoustic pressure in the far field using a hydrophone based on a lithium niobate crystal. The temperature jump was estimated using a reference point - the melting point of gold. It is shown that at a laser pulse energy of 65 mJ, a thin layer of water in contact with a metal film is in a supercritical state for ~ 4.5 ns., Сверхкритические Флюиды: Теория и Практика, Выпуск 4 (4) 2021, Pages 59-66

В работе рассмотрена фазовая диаграмма системы Cu-Se, проведены модельные компьютерные расчеты с помощью программы USPEX, уточнены структуры селенидов меди стехиометрических и нестехиометрических составов при различных давлениях. Показано, что при абсолютном нуле температуры и давлении 0.1 GPa стабильными являются составы Cu6Se6 и Cu6Se4, имеющие тригональную структуру., The paper considers the phase diagram of the Cu-Se system, carried out model computer calculations using the USPEX program, and refined the structures of copper selenides of stoichiometric and non-stoichiometric compositions at various pressures. It is shown that, at absolute zero temperature and a pressure of 0.1 GPa, the compositions Cu6Se6 and Cu6Se4, which have a trigonal structure, are stable., Прикладная физика и математика, Выпуск 6 2021

Изучена и построена фазовая диаграмма плавкости двухкомпонентной системы MgO–MoO3 методами ФХА. Показано, что двухкомпонентная система MgO–MoO3 характеризуется образованием нового соединения состава MgMoO4, плавящегося без разложения при температуре плавления1230°С. Разработан и предложен способ химического синтеза MgMoO4 в водных растворах, который может быть внедрен в промышленное производство. Построенная фазовая диаграмма MgO–MoO3 позволит подобрать оптимальные условия синтеза молибдата магния в расплавах данной системы., The phase diagram of fusibility of the two-component system MgO–MoO3 was studied and constructed by visual polythermal analysis. It is shown that the two-component system MgO–MoO3 is characterized by the formation of a new compound of the composition MgMoO4 melting without decomposition (congruently) at a melting point of 1230°C. A method for the chemical synthesis of MgMoO4 in aqueous solutions has been developed and proposed. The developed method for the synthesis of magnesium molybdate can be introduced into industrial production. The constructed MgO–MoO3 phase diagram will make it possible to select the optimal conditions for the synthesis of magnesium molybdate in the melts of this system., Естественные и технические науки, Выпуск 12 (150) 2021

Представлены результаты работы по модельным компьютерным расчетам фазовой диаграммы системы Cu–Te. Моделирование фазовой диаграммы проводилось при помощи программы USPEX, основанной на эволюционных алгоритмах для поиска наилучшей кристаллической структуры, с использованием теории функционала плотности. Расчеты зонной структуры и фононного спектра проводились при помощи программы Quantum Espresso, реализующего ab initio методы молекулярной динамики для моделирования материалов., The results of work on model computer calculations of the phase diagram of the Cu–Te system are reported. The phase diagram was modeled using the USPEX program, based on evolutionary algorithms to find the best crystal structure, using the density functional theory. The band structure and phonon spectrum were calculated using the Quantum Espresso program, which implements ab initio molecular dynamics methods for modeling materials., Инженерная физика, Выпуск 10 2020

Методами ампульного синтеза и электрохимического титрования впервые получен интеркалатный материал AgxZrTe2. В интервале 473673 K построены изотемпературные разрезы фазовой диаграммы для данного соединения. Обнаружено существование четырех однофазных областей, для которых определены межфазные границы. Представлены результаты структурных исследований, температурные зависимости проводимости и коэффициента Зеебека для однофазных образцов в интервале температур от комнатной до 673 K., Methods of ampoule synthesis and electrochemical titration for the first time received the intercalation compounds AgxZrTe2. For this compounds in the range of 473673 K isotemperature curves of the phase diagram are constructed. The existence of four singlephase areas for which interphase borders are defined is revealed. Results of structural researches, temperature dependences of conductivity and Seebecks coefficient for singlephase samples in the range of temperatures from room to 673 K are presented., №10 (2019)

В работе представлены результаты исследования взаимодействия в системе Ag2SnS3-Sb2S3 и построена Т-х диаграмма состояния. Результаты термического анализа свидетельствуют о наличии остановок на кривых нагревания при 820–935 К. Термические эффекты на кривых нагревания эндотермические, обратимые. Результаты рентгенофазового анализа хорошо согласуются с данными микроструктурного анализа и подтверждают образование в системе Ag2SnS3-Sb2S3 области твердых растворов на основе исходных компонентов. На дифрактограммах твердых растворов на основе Ag2SnS3 присутствуют рефлексы, характерные для моноклинной структуры. В твердых растворах на основе Sb2S3 присутствуют рефлексы, характерные для ромбической структуры. Изучение микроструктуры показало, что сплавы, содержащие 0– 10 и 97–100 мол. % Ag2SnS3 однофазные, 10–97 мол. % Ag2SnS3 – двухфазные. С увеличением температуры образование твердых растворов на основе Sb2S3 достигает 12 мол. % Ag2SnS3 при эвтектической температуре. Установлено, что сплавы составов 0–10 мол. и 97–100 мол. % Ag2SnS3 являются твердыми растворами. Твердые растворы на основе Sb2S3 кристаллизуются в ромбической сингонии. С увеличением содержания Ag2SnS3 параметр ромбической решетки увеличивается для чистого Sb2S3. На основании полученных результатов построена диаграмма состояния системы Ag2SnS3-Sb2S3. Установлено, что система Ag2SnS3-Sb2S3 является квазибинарным сечением тройной системы Ag2SSnS2-Sb2S3 и относится к эвтектическому типу. Координаты эвтектической точки: 60 мол. % Ag2SnS3 при 750 К. Состав эвтектической смеси определен построением треугольника Таммана.

Исследован решеточный флюид с отталкиванием ближайших и притяжением третьих соседей на треугольной решетке. Установлена возможность существования в системе двух типов упорядоченных фаз. Для локализации точек фазовых переходов введен геометрический параметр порядка, основанный на разбиении исходной решетки на систему четырех одинаковых треугольных подрешеток. С его помощью определено критическое значение параметра взаимодействия и построена фазовая диаграмма системы.

У роботі побудована математична модель розм’якшення поверхні льоду при терті. Виведені основні рівняння для побудови залежностей. На основі отриманих рівнянь були побудовані: фазова діаграма, розподіл ймовірностей, залежності деформації зсуву від температури термостата, часові ряди сили тертя. Проведений аналіз часових рядів сили тертя, а саме Фур’є аналіз, побудова автокореляційної функції, різницевої автокореляційної функції.

В данной статье рассматривается задача расчета энергий межатомных взаимодействий для заранее заданных структур упорядоченных сплавов составов АnBm. Расчет энергий проводится с применением метода генетического алгоритма. В основе расчета – атомная структура состава АnBm с неизвестными межатомными потенциалами. Результат расчета – значения межатомных потенциалов, определение и подбор которых обычными методами, на большое количество координационных сфер, весьма затруднителен. В работе по заданным структурам были определены энергии межатомных взаимодействий на пяти первых координационных сферах. Используя рассчитанные межатомные потенциалы, был смоделирован обратный процесс - упорядочения сплава по вакансионному механизму диффузии в приближении жесткой кристаллической решетки. Структуры, по которым рассчитывались энергии межатомных потенциалов, а затем получены в ходе моделирования оказались подобными, что говорит о применимости метода генетического алгоритма, в том числе, и в решении задач по определению межатомных потенциалов. Минимальные затраты машинного времени в ходе решения задачи для пяти координационных сфер, показывают, что данный метод, может быть применим и для расчета межатомных потенциалов на большее количество сфер. Представленный метод расчета используется в тех случаях, когда по имеющейся структуре состава АnBm необходимо моделировать процесс упорядочения сплава, а энергии межатомных взаимодействий на координационных сферах неизвестны., In this article we consider the problem of calculating the energy of interatomic interactions for predetermined structures ordered alloys AnBm compositions. energy calculation is carried out using the method of genetic algorithm. The basis of calculation - the atomic structure of the composition AnBm unknown interatomic potentials. The result of the calculation - values of interatomic potentials, identification and selection of which by conventional methods, a large number of focal areas, is very diffi cult. The work on the set of energy structures were determined interatomic interactions on the first five focal areas. Using the calculated interatomic potentials, it was modeled reverse process - the ordering of the alloy by the vacancy mechanism of diffusion in the approximation of a rigid lattice. The structures, which calculated the energy of interatomic potentials, and then received in the course of the simulation were similar, indicating that the applicability of the method of genetic algorithm, including, and in the task of determining the interatomic potentials. Minimum cost of machine time during the fi ve solutions to the problem of coordination spheres show that this method may be applicable to calculate the interatomic potential for more spheres. The presented method of calculation used in those cases where the existing structure of the composition of the alloy AnBm necessary to simulate the process of ordering, and the energy of interatomic interactions in the coordination spheres are unknown., №4 (2018)

Приведены результаты исследований температурных зависимостей аномалий диэлектрической проницаемости в окрестности фазовых переходов слоистых кристаллов CuCr0.9In0.1P2S6 при действии внешнего гидростатического давления. Установлено, что действие гидростатического давления уменьшает температурную ширину промежуточной фазы. На фазовой р,Т-диаграмме кристаллов CuCr0.9In0.1P2S6 возможно существование тройной точки с координатами p»1390 МПa, T»115K, которая разделяет параэлектрическую, несоизмеримую и антисегнетоэлектрическую фазы., Наведено результати досліджень температурних залежностей аномалій діелектричної проникності в околі фазових переходів шаруватих кристалів CuCr0.9In0.1P2S6 при дії зовнішнього гідростатичного тиску. Встановлено, що дія гідростатичного тиску зменшує температурну ширину проміжкової (неспіврозмірної) фази. На фазовій р,Т-діаграмі кристалів CuCr0.9In0.1P2S6 можливе існування потрійної точки з координатами p»1390 МПa, T»115K, яка розділяє параелектричну, неспівмірну та антисегнетоелектричну фази., Purpose:Recently interest of CuCrP2S6 crystals studies has grown significantly. This is due to the promising use of them as multiferous materials for the next generation of magnetoelectric non-volatile storage devices.According to data from calorimetric and ultrasound studies, two phase transitions were identified in CuCrP2S6 crystals at Tc1 ≈ 190 K and Tc2 ≈ 150 which divide three phases: the nonpolar paraelectric (T> Tc1), the antipollar anti-ferroelectric (T

Растворимость Fe2O3 в криолитовых расплавах KF –– AlF3 и KF –– NaF(10 мас. %)-AlF3 с криолитовым отношением (KO) в интервале 1,3–1,5 измерена методом изотермического насыщения. Температура выдержки составляла 30, 60, 90 оС выше температуры ликвидуса. Отобранные пробы расплава до и после загрузки избыточного количества Fe2О3 анализировали на содержание Fe методом ICP. Растворимость Fe2О3 в исследованных расплавах растет при уменьшении концентрации NaF и при увеличении КО и температуры. Среди всех исследованных расплавов электролит KF –– NaF (10 мас. %) –– AlF3 с КО = 1,3 имеет наименьшую растворимость Fe2О3, равную 0,015 мас. % при 790 ºС, и может быть рекомендован для проведения низкотемпературного электролиза алюминия при 800 ºС в ванне с инертными металлическими анодами, в состав которых входит Fe., The Fe2O3 solubility in the KF –– AlF3 and KF –– NaF (10 wt %) –– AlF3 cryolite melts with a cryolite ratio (CR) in the range of 1,3–1,5, has been measured by isothermal saturation method. The sustained temperature was 30, 60, 90 °C above the liquidus. The electrolyte samples taken before and after adding the excess amount of the Fe2O3 were analyzed for the Fe content by the ICP. The Fe2O3 solubility in the molten cryolites increases with decreasing the NaF concentration and increasing the CR and temperature. Among all studied compositions, the electrolyte KF –– NaF (10 wt %) –– AlF3 with CR = 1,3 has the lowest Fe2O3 solubility equal to 0,015 wt % at 790 °C and can be recommended for performing the low-temperature aluminum electrolysis at 800 °C in a cell with inert metal anodes containing Fe., №1 (2018)

Зайцева Ольга Владимировна, инженер кафедры техники и технологии производства материалов, Южно-Уральский государственный университет, филиал в г. Златоусте, г. Златоуст; nikonovaolga90@mail.ru. Трофимов Евгений Алексеевич, д-р хим. наук, профессор кафедры техники и технологии производства материалов, Южно-Уральский государственный университет, филиал в г. Златоусте, г. Златоуст; trofimovea@susu.ru. Самойлова Ольга Владимировна, канд. хим. наук, научный сотрудник управления научной и инновационной деятельности, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; samoilovaov@susu.ru. O.V. Zaiceva1, nikonovaolga90@mail.ru, E.A. Trofimov1, trofimovea@susu.ru, O.V. Samoylova2, samoilovaov@susu.ru 1 South Ural State University, Zlatoust, Russian Federation, 2 South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Фазовые равновесия в системе Na–O представляют интерес в связи с тем, что металлический натрий широко используется в ядерных реакторах в качестве теплоносителя. Целью работы стало термодинамическое моделирование системы Na–O в области Na–Na2O и построение фазовой диаграммы этой системы. В ходе работы проанализированы имеющиеся экспериментальные данные о растворимости кислорода в жидком натрии. Используя литературные данные, в ходе нашей работы осуществлено моделирование фазовых равновесий и расчёт координат фазовой диаграммы области Na–Na2O. В процессе проведённой работы для расчётов использованы возможности программного комплекса FactSage. Использованы данные базы SGPS (SGTE pure substances database) о стандартных энтальпиях образования, стандартных энтропиях и параметрах фазовых переходов, а также температурных зависимостях молярных теплоёмкостей для твёрдых и жидких веществ, образующих систему твёрдого и жидкого Na, кристаллических модификаций Na2O и его расплава. Моделирование расплава Na–Na2O выполнено посредством двухподрешёточной модели ионной жидкости. Параметр взаимодействия для этой модели, температурная и концентрационная зависимость которого выражена посредством полинома Редлиха – Кистера, определён в ходе работы. Согласно результатам моделирования система Na–O в области Na–Na2O характеризуется наличием области расслаивания на две жидких фазы. Координаты критической точки: температура 2457 К, содержание кислорода ~ 26 ат. %. Крайняя левая точка кривой расслаивания на две жидкие фазы характеризуется следующими координатами: температура 1405 К, содержание кислорода ~ 4,8 ат. %. Phase equilibria in the Na–O system are interesting because metallic sodium is widely used as a coolant in nuclear reactors. The aim of this work was the thermodynamic modeling of the Na–O system in the Na–Na2O region, as well as the calculation of the phase diagram of this system. In the course of the study, the available experimental data on the solubility of oxygen in liquid sodium are analyzed. Using literature data, in the course of the study, the phase equilibria were simulated and the coordinates of the phase diagram of the Na–Na2O region were calculated. In the process of the study, the “FactSage” software was used for calculations. The data of the SGPS (SGTE pure substances database) base are used, such as standard enthalpies of formation, standard entropies, and phase transition parameters, as well as temperature dependences of molar heat capacities for solid and liquid substances forming the system (solid and liquid Na; crystalline modifications of Na2O and its melt). Modeling of the Na–Na2O melt is performed by means of the two-sublattice model of ionic liquid. The interaction parameters for this model are determined in the process of the work. Temperature and concentration dependences are expressed by means of the Redlich-Kister polynomial. Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 16-38-60144 мол_а_дк.

Дисертаційна робота присвячена теоретичному опису процесу фрагментації металевої структури, підданої інтенсивній пластичній деформації, встановленню особливостей структурних та кінетичних явищ, що відбуваються у металах під час обробки, стійкості сформованих стаціонарних станів та дослідженню впливу адитивних флуктуацій нерівноважних змінних на хід еволюції структурних дефектів. За результатами проведеного дослідження встановлено умови обробки (значення пружних деформацій), які істотно впливають на формування стійких субмікрокристалічних чи нанокристалічних структур. Побудовані фазові діаграми, що демонструють різні режими фрагментації та дозволяють у загальному виді відобразити сценарії поведінки структурних дефектів під час обробки. Показано, що одержані результати добре пояснюють та дають можливість прогнозувати експериментальні дані: формування стійкої граничної структури з бажаними розмірами зерен та високоми фізико-механічними властивостями. Диссертация посвящена теоретическому описанию процесса фрагментации металлической структуры, подверженной интенсивной пластической деформации, установлению особенностей структурных и кинетических явлений, происходящих в металлах при обработке, устойчивости сформировавшихся стационарных состояний и исследованию влияния аддитивных флуктуаций неравновесных переменных на ход эволюции структурных дефектов. По результатам проведенного исследования установлены условия обработки (значения упругих деформаций), которые существенно влияют на формирование устойчивых субмикрокристаллических или нанокристаллических структур. Построены фазовые диаграммы, которые демонстрируют различные режимы фрагментации и позволяют в общем виде отразить сценарии поведения структурных дефектов во время обработки. Показано, что полученные результаты хорошо объясняют и дают возможность прогнозировать экспериментальные данные: формирование устойчивой предельной структуры с желаемыми размерами зерен и високими физико-механическими свойствами. PhD thesis is devoted to the several aspects: (I) the theoretical description of the process of fragmentation of a metal structure subjected to severe plastic deformation, (II) the establishment of structural and kinetic phenomena peculiarities occurring in metals during processing, (III) the stability of the formed stationary states, (IV) the study of the influence of the additive fluctuations of the main parameters on the evolution process of structural defects. Processing conditions (the value of elastic strains), which significantly influence on the formation of stable submicrocrystalline or nanocrystalline structures, were established by results of study. The phase diagrams were constructed. It demonstrates various modes of fragmentation and allow to reflect the scenarios of behavior of structural defects in a general view during processing. It is shown that the obtained results are well explain and make it possible to predict the experimental data: the formation of a stable limiting structure with the desired grain size and high physical and mechanical properties.

Монография содержит разработанную автором динамическую модель, описывающую процесс граничного трения двух атомарно-гладких твердых поверхностей, разделенных однородным смазочным слоем толщиной в несколько молекулярных диаметров.

Проведено экспериментальное исследование моновариантных реакций плавления в форстеритнормативной части системы CaO—MgO—Al2O3—SiO2 при давлениях от 1,2 до 2,5 ГПа. В области плавления установлены моновариантные реакции: Fo+L=Cpx+Opx+Sp, L=Cpx+Opx+An+Sp, L+Opx+Sp=Cpx+Ga и Fo+Opx+L=Cpx+Ga. Исследовано положение лучей этих монованиантных реакций в широком диапазоне температур и давлений. Определены составы сосуществующих фаз. На основе топологического анализа проведена увязка лучей моновариантных реакций и доказано существование трёх ноонвариантных равновесий (L,An,Fo,Sp,Cpx,Opx), (L,An,Sp,Cpx,Ga,Opx), (L,Fo,Sp,Cpx,Ga,Opx). Анализ строения фазовой диаграммы в форстеритнормативной части системы CaO—MgO—Al2O3—SiO2 показывает, что в этой области системы имеются перитектические реакциям плавления: L+Fo=Cpx+Opx+Sp L+Opx+Sp=Cpx+Ga, а в области ликвидуса присутствую такие фазы как оливин, шпинель и ортопироксен. Осаждение этих фаз в магматическом очаге приводит к существенному обогащению остаточного расплава кремнезёмом и кальциевым компонентами. Поэтому в интервале давлений 1,2—2,5 ГПа возможен механизм кристаллизационной дифференциации, приводяший к образованию кислых расплавов из форстеритнормативных составов., The experimental study of the monovariant melting reactions in the forsterite-normative part of the CaO-MgO-Al2O3-SiO2 system at pressures of 1.2 to 2.5 GPa is carried out. The following monovariant reactions are established in the melting region: Fo+L=Cpx+Opx+Sp, L=Cpx+Opx+An+Sp, L+Opx+Sp=Cpx+Ga and Fo+Opx+L=Cpx+Ga. The position of the rays of these monovariatn reactions in a wide range of temperatures and pressures is studied, the compositions of coexisting phases are determined as well. Based on the topological analysis, the linking of the rays of the monovariant reactions is carried out, the existence of three nononvariant equilibria (L, An, Fo, Sp, Cpx, Opx), (L, An, Sp, Cpx, Ga, Opx), (L, Fo, Sp, Cpx, Ga, Opx) is proved. The analysis of the structure of the phase diagram in the forsterite-normative part of the CaO-MgO-Al2O3-SiO2 system shows that there are peritectic melting reactions: L+Fo=Cpx+Opx+Sp L+Opx+Sp=Cpx+Ga in this region of the system, and in the liquidus region there are such phases as olivine, spinel and orthopyroxene. The precipitation of these phases in the magmatic focus leads to a substantial enrichment of the residual melt with silica and calcium components. Therefore, in the pressure range of 1.2-2.5 GPa, the mechanism of crystallization differentiation is possible, leading to the formation of acidic melts from forsterite-normative compositions., №12(66) (2018)

Наведено результати досліджень температурних залежностей аномалій діелектричної проникності шаруватих кристалів CuСr0,5In0,5P2S6 при дії зовнішнього гідростатичного тиску. Встановлено, що дія гідростатичного тиску індукує аномалію діелектричної проникності в кристалах CuСr0,5In0,5P2S6, яка відповідає сегнетиелектричному фазовому переходу. Побудована фазова х,Т-діаграма твердих розчинів CuInхСr1-хP2S6, Приведены результаты исследований температурных зависимостей аномалий диэлектрической проницаемости слоистых кристалов CuСr0,5In0,5P2S6 при действии внешнего гидростатического давления. Установлено, что действие гидростатического давления индуцирует аномалию диэлектрической проницаемости в кристаллах CuСr0,5In0,5P2S6, которая соответствует сегнетиэлектрическому фазовому переходу. Установлен вид фазовой х,Т-диаграммы кристаллов CuСr1-хIn1-хP2S6., Purpose: The investigation of the nature of the dipole glass state in ferroelectrics has become one of the most interesting and important areas in solid state physics in recent years. Layered crystals of solid solutions based on CuCrP2S6 and compounds are very convenient materials for studying the effects of freezing relaxation dynamics caused by dipole disordering. With the change of the chemical composition of solid solutions, we can observe a transformation from dipole ordering with a long-range order, (a ferroelectric CuInP2S6in and an anti-ferroelectric in CuCrP2S6) to a state of dipole glass with a relaxation behavior caused by the "freezing" of ferroactive ions in the crystal lattice. Based on the investigations of dielectric spectroscopy (10 mHz-3 GHz) in mixed Cu(InxCr1-x)P2S6 crystals, it was found that the phase changing point between the ferroelectric phase and the dipole glass phase lies between x=0.5 and 0.7 , and the corresponding point between the state of the dipole glass and the anti-ferroelectric phase is between x=0.4 and 0.2. The main aim of this study is to investigate the effect of high hydrostatic pressure on the temperature dependences of dielectric properties of CuСr0,5In0,5P2S6 crystals, in which the state of dipole glass occurs at atmosphere pressure according to the phase x, T-diagram .Methods: Studied CuСr0,5In0,5P2S6 crystals were grown by the gas transport reaction method. For the dielectric measurement polished plate like crystals were used. All measurements were performed in a direction perpendicular to the layers. The complex dielectric permittivity ε∗ was measured using an HP4262A capacitance bridge at the frequency 1 MHz. All measurements have been performed on cooling and heating mode with a temperature rate 0.5 K/min. Silver paste has been used for contacting. Hydrostatic pressure was applied a high-pressure chamber, its value being controlled within ±1MPa. Scanning electron microscopy (SEM) studies combined with energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) were performed using a SEM JEOL 7000F microscope.Results: Studies of a complex dielectric permittivity ε* of CuСr0,5In0,5P2S6 crystals with different values of hydrostatic pressure were performed in a wide temperature range 77 K 300MPa, two anomalies of the real part of the dielectric constant are revealed. One, at lower temperatures. corresponds to the transition to the state of a dipole glass, the other-at higher temperatures, is a ferroelectric phase transition induced by hydrostatic pressure. The Value of the baric temperature shift of the ferroelectric phase transition for CuСr0,5In0,5P2S6 crystals induced by high hydrostatic pressure dTc/dp=0,18 K/MPa is close to the similar value of dTc/dp=0,21 K/MPa and dTc/dp =0,29 K/MPa for crystals CuInP2S6 and CuСr0,3In0,7P2S6, respectively.Conclusions: Based on the studies of temperature dependences of dielectric permittivity of layered crystals at high hydrostatic pressure, the baric behavior of the temperatures of the anomalies of dielectric permittivity of crystals CuСr0,5In0,5P2S6 is established. Hydrostatic pressure induces the appearance of an anomaly of dielectric constant, which corresponds to a ferroelectric phase transition. p,T phase diagram of these crystalls was built, and pressure coefficients for the phase transition temperature shift were determined. The phase transition temperature in crystals CuСr0,5In0,5P2S6 determined by extrapolation of the baric dependence of the temperature of the ferroelectric phase transition to atmospheric pressure is equal to Tc=162K. The phase x,T diagram of Cu(InxCr1-x)P2S6 solid solutions was built. The concentration shift of the temperature of the ferroelectric phase transition for solid solutions of Cu(InxCr1-x)P2S6 can be well described by the equation Тс(х)=314,6-3,5×х+0,009×х2 (х, mol.%)

Температура является одним из основных факторов, определяющих кинетику мартенситного превращения в сплавах с памятью формы (СПФ). Поэтому диаграммы изотермического деформирования, получаемые при нагружении и последующей разгрузке образцов из СПФ при разных постоянных температурах, отличаются не только количественно, но и качественно. Определяющее значение при этом имеет расположение температуры деформирования относительно температур фазовых переходов. В настоящей работе на основе анализа фазовой диаграммы для никелида титана выделено семь температурных интервалов, для которых деформационные кривые имеют качественно различный вид. Для каждого случая приводится теоретическое описание с использованием феноменологической модели, предложенной автором ранее. Геометрическая интерпретация модели состоит в том, что фазовая деформация определяется как относительное изменение длины цепочки из последовательно соединенных структурных элементов: сферических аустенитных и продолговатых мартенситных. Мартенситные элементы образуются из аустенитных при прямом фазовом превращении, вызываемом понижением температуры или приложением нагрузки, а при обратном переходе вновь становятся аустенитными. Угол наклона мартенситного элемента к продольной оси цепочки характеризует степень ориентированности образующихся в материале мартенситных ячеек относительно напряжения, действующего в момент их появления, и обусловливается величиной этого напряжения. Структурная деформация, возникающая при переориентации мартенситных ячеек в результате возрастания нагрузки, рассматривается как изменение угла наклона мартенситного элемента вследствие увеличения внешнего напряжения. Предлагаемый подход позволяет единообразно определять структурную и фазовую составляющие деформации в момент их возникновения и не делать различия между ними при описании последующего процесса деформирования., Temperature is one of the main factors, which determines the kinetics of martensitic transformation in shape memory alloys (SMA). This is the reason, why the isothermal deformation curves obtained for SMA samples under loading and subsequent unloading conditions at various constant temperatures differ qualitatively and quantitatively. Here, a determining factor is the location of the deformation temperature range relative to the phase transition temperatures. In this study, based on the analysis of the phase diagram for NiTi, we have identified seven temperature ranges, for which the deformation curves are qualitatively different. For each case we have developed a theoretical description based on the phenomenological model recently proposed by the authors of this paper. The geometrical interpretation of the model is that the phase deformation is defined as a relative change in the length of a chain comprising a number of series connected structural elements - spherical austenitic and elongated martensitic ones. The martensitic elements are formed from the austenitic ones during the forward phase transition caused by a drop of temperature or application of load. During the reverse transition they again transform into the austenitic elements. The orientation of the martensitic element (an angle of its inclination to the longitudinal axis of the chain), which is determined by the macroscopic stress acting at the time of the element formation, characterizes the degree of orientation of the martensitic lamels with respect to the direction of this stress. Structural deformation, resulting from the re-orientation of the martensitis lamels due to increase of loads, is considered as a change in the orientation angle of the martensitic element due to a change in the external stress. The proposed approach enables us to define uniquely the phase and structural deformation components and obviates the necessity of differentiating between them during the description of the successive deformation process., №2(23) (2018)

Объектом исследования при написании выпускной квалификационной работы бакалавра послужила проблема отсутствия литературных данных о четырехкомпонентной системе Fe-Cu-Co-Ni, необходимой при изучении магнитных свойств сплавов на основе указанных элементов. Предметом исследования стало экспериментальное исследование составов четырехкомпонентной системы Fe-Cu-Co-Ni в виде проекций поверхностей ликвидуса и солидуса при постоянном содержании одного из компонентов. Выпускная квалификационная работа бакалавра включает введение, три главы, итоговое заключение, список использованной литературы. Во введении раскрывается актуальность исследования по выбранному направлению, определяются цель и задачи исследования, указываются его теоретическая и практическая значимости. В первой главе подробно рассмотрены существующие на данный момент литературные данные касательно объекта исследования, и проведен их суммарный анализ, в результате которого выявлены наиболее достоверные данные, послужившие основой для настоящей работы, и обоснована целесообразность проведения экспериментального исследования на заявленную тему. Во второй главе описаны экспериментальные методики, используемые при выполнении работы. В третьей главе рассмотрены результаты, полученные в продолжение эксперимента, и приведено обсуждение этих результатов. Заключение включает в себя основные выводы по результатам проведенного исследования и оценку полноты решения поставленных задач.

На основі нерівноважної еволюційної термодинаміки досліджується процес фрагментації твердих тіл під час обробки методами інтенсивної пластичної деформації. Опис дефектних структур, що утворюються, проводиться у наближенні дводефектної моделі з урахуванням щільності меж зерен та дислокацій, які визначають формування дрібнозернистої структури та межі пластичної течії. Врахування додаткових змінних у розвиненні густини внутрішньої енергії та введення адитивних шумів основних параметрів дозволили більш точно описати самоузгоджену поведінку структурних дефектів у процесі формування граничних субмікрокристалічних чи нанокристалічних структур. Побудована фазова діаграма, що залежно від інтенсивності шуму та пружної деформації визначає області реалізації різних типів граничних (стаціонарних) структур. Встановлено, що зі збільшенням інтенсивності флуктуацій та значень пружних деформацій розмір зерен у граничних структурах зменшується. Знайдено умови одночасного існування двох граничних (стаціонарних) структур, які відповідають режиму формування фаз з різними розмірами зерен. На основе неравновесной эволюционной термодинамики исследуется процесс фрагментации твѐрдых тел во время обработки методами интенсивной пластической деформации. Описание образующихся дефектных структур проводится в приближении двухдефектной модели с учетом плотности границ зерен и дислокаций, которые определяют формирование мелкозернистой структуры и предела пластического течения. Учет дополнительных слагаемых в разложении плотности внутренней энергии и введение аддитивных шумов основных параметров позволили более точно описать самосогласованное поведение структурных дефектов в процессе формирования предельных субмикрокристаллических или нанокристаллических структур. Построена фазовая диаграмма, которая в зависимости от интенсивности шума и упругой деформации определяет области реализации различных типов предельных (стационарных) структур. Установлено, что с увеличением интенсивности флуктуаций и значений упругих деформаций размер зерен в предельных структурах уменьшается. Найдены условия одновременного существования двух предельных (стационарных) структур, которые отвечают режиму формирования фаз с различными размерами зерен. Based on nonequilibrium evolutionary thermodynamics the process of solid fragmentation during the processing by methods of severe plastic deformation is investigated. The description of the forming defect structures is carried out by approach of the two-defect model taking into account the density of grain boundaries and dislocations, which define the formation of fine grained structure and a limit of plastic flow. Considering additional terms in the expansion of internal energy and taking into account the additive noise of basic parameters we describe more accurately the self-consistent behavior of structural defects in the process of the formation of limiting submicrocrystalline or nanocrystalline structures. The phase diagram is constructed. It determines the regions of realization of various types of limiting (stationary) structures depending on both the noise intensity and elastic strain. It is established that with an increase of both the fluctuations intensity and the values of elastic strains the size of grains in limiting structures decreases. The conditions of simultaneous existence of two limiting (stationary) structures that correspond to the regime of the phases formation with different grain sizes are found.

Мета роботи - побудова термодинамічних моделей, що описують плавлення ультратонкої плівки мастила, фрагментацію металів при ІПД, структурні та трибологічні процеси, які відбуваються на поверхні льоду при терті.

Четырехкомпонентная система Fe-Ni-Cu-Co является основой многих сплавов, широко применяющихся в современной промышленности. Эта система лежит в основе ряда экспериментально полученных высокоэнтропийных сплавов. Несмотря на широкое распространение информации о фазовых равновесиях в сплавах, содержащих основные компоненты в почти равных пропорциях, явно недостаточно. В работе проведен фазовый анализ сплавов системы Cu-Ni-Co-Fe, изучены фазовые равновесия в четырехкомпонентной системе и тройных подсистемах, определены области твердых растворов на концентрационных треугольниках, проведены расчеты критериев образования высокоэнтропийных сплавов на основе системы Fe-Cu-Ni-Co.

При аналізі фазових переходів (ФП) для запису термодинамічного потенціалу (ТДП), що адекватно описує рід переходу, аномалії фізичних властивостей під час переходу, параметр порядку (п.п.), що викликає ФП, необхідно спочатку провести симетрійний аналіз з метою з'ясування релевантного непривідного уявлення, відповідального за ФП. При симетрійному аналізі також встановлюються співвідношення між компонентами п.п. і перераховуються всі допустимі симетрією спотворення високосиметричної фази, що відбуваються при ФП. Проведення симетрійного аналізу дозволяє записати ТДП, що враховує вплив зовнішніх сил і описує переходи в конкретні орієнтаційні стани.

В работе приведены результаты теоретического расчета фазовой диаграммы тройной системы Co–Al–W с использованием программного обеспечения Thermo-Calc Software, а также металлографических и рентгеновских исследований образцов сплава Co–10Al–9W после различных режимов обработки. The calculation phase diagram of the Co–Al–W system was carried out by the Thermo-Calc Software. Metallographic and X-ray investigations of the Co– 10Al–9W alloy simples after different thermomechanical treatments are performed.

На основе физико-химического анализа фазовой диаграммы состояния углерода исследованы термодинамические условия и определены технологические параметры синтеза алмазных наноматериалов из порошков наноалмазов детонационного синтеза. Согласно рассмотренной топологической модели подтверждается, что синтез алмазных материалов осуществляется по прямому или каталитическому механизмам с возможностью перехода одного механизма на другой. Отмечено, что в случае кристаллов графита и алмаза малых размеров, для которых вклад поверхностной энергии в термодинамический потенциал значителен, условия фазового равновесия графит–алмаз существенно отличаются от предсказанных принятой фазовой диаграммой состояния углерода. Экспериментально изучены условия и режимы синтеза алмазных поликристаллических материалов на основе частиц наноалмазов, модифицированных неалмазными формами углерода.В результате термообработки модифицированных наноалмазов получен новый вид сверхтвердых материалов – поликристаллические частицы алмаза субмикронных и микронных размеров с наноструктурой., On the basis of physical and chemical analysis of the phase diagram of carbon the thermodynamic conditions and technological parameters of synthesis of nanomaterials obtained from detonation nanodiamonds have been investigated.According to the study of the topological model is confirmed that the synthesis of diamond materials is carried out by direct or catalytic mechanism with the ability to transition from one mechanism to another. It is noted that in the case of graphite and diamond crystals of small sizes, for which the contribution of the surface energy of the thermodynamic potential is significant, the phase equilibrium conditions graphite - diamond differ significantly from predicted by the received phase diagram of carbon.Experimentally studied the conditions and modes of synthesis of polycrystalline diamond-based materials nanodiamond particles modified with non-diamond carbon.As a result of thermal treatment of modified nanodiamonds produced a new type of superhard materials - polycrystalline diamond particles of sub-micron and micron size with nanostructure.

The lattice system with competing interactions that models biological objects (colloids, ensembles of protein molecules, etc.) is considered. This system is the lattice fluid on a square lattice with attractive interaction between nearest neighbours and repulsive interaction between next-next-nearest neighbours. The geometric order parameter is introduced for describing the ordered phases in this system. The critical value of the order parameter is estimated and the phase diagram of the system is constructed. The simple quasi-chemical approximation (QChA) is proposed for the system under consideration. The data of Monte Carlo simulation of equilibrium properties of the model are compared with the results of QChA. It is shown that QChA provides reasonable semiquantitative results for the systems studied and can be used as the basis for next order approximations., Comment: 10 pages, 8 figures