Web design by Aleksey D. Zolotarenko | Contact Us

Zaginaichenko.png

С.Ю. Загинайченко
руководитель группы

Matysina.png

З.А. Матысина
сотрудник

Milto.png

О.В. Мильто
сотрудник

Никакой достоверности нет в науках там, где нельзя приложить ни одной из математических наук, и в том, что не имеет связи с математикой.

Леонардо да Винчи

Математика - это единственный совершенный метод водить самого себя за нос.

Альберт Эйнштейн

Существует поразительная возможность овладеть предметом математически, не поняв существа дела.

Альберт Эйнштейн




Научно-теоретическая группа

"Физико-математических методов исследования твердых тел"

Теоретическое описание и обоснование получаемых экспериментальных результатов не менее важно, чем результаты экспериментов. Только объединение теории и практики позволяет воспринимать мир таким, каков он есть. Только теория открывает глаза экспериментатору, указывает путь, по которому ему необходимо идти дальше. Теоретические исследования в области физики твердого тела позволили человечеству сделать значительный прорыв в своем развитии в течение последнего столетия. Материаловедение является основой научнотехнического прогресса и от уровня его развития зависит все.
Дальнейшее развитие теории фазовых превращений одинаково важно как с научной, так и с практической точки зрения и является одной из важнейших задач металлофизики и современного материаловедения. К одной из важных составляющих этой теории можно отнести проведение фундаментальных исследований упорядочений различного типа в твердом теле.
Как известно, порядок в кристаллах является фундаментальным свойством твердых тел. Упорядочивающиеся сплавы обладают рядом уникальных свойств (механических, тепловых, электрических, магнитных, оптических и др.), которые могут быть варьируемы в зависимости от параметра порядка, состава сплава, а также внешних параметров, таких как температура и давление, от которых в свою очередь зависит степень упорядоченности. Поэтому проводимые группой теоретические исследования сплавов безусловно важны с точки зрения развития теории упорядочения и других фазовых превращений, с целью дальнейшей отработки возможностей создания материалов с напередзаданными физическими свойствами и необходимыми характеристиками.
Теоретические исследования, проводимые в лаборатории, являются дальнейшим развитием классических работ А.А.Смирнова и М.А.Кривоглаза. Развитие теории проводится в направлении исследования кристаллов со сложными структурами и различными вариациями третьего компонента. Методы проводимых расчетов базируются на трех главных подходах: бескорреляционной модели Горского-Брэгга-Вильямса, квазихимическом методе, учитывающем корреляции, а также методе дифференциальной геометрии.
На протяжении последних десяти лет результаты работ по теоретическим исследованиям, проводимым данной группой, воплощались в жизнь под руководством и при непосредственном участии заслуженного профессора Днепропетровского национального университета доктора физико-математических наук З.А. Матысиной.
В ходе этих работ создана статистико-термодинамическая теория концентрационно стимулированных эффектов влияния на сверхструктурные фазовые превращения широкого спектра типов третьего компонента. В качестве третьего компонента рассмотрены: термические и структурные вакансии, бивакансии, примесные атомы внедрения и замещения, комплексии и краудионы внедрения.

Была построена теоретическая модель концентрационно стимулированных эффектов для различных специальных классов фазовых превращений в кристаллах со сложными структурами: фазовых переходов в намагниченное, зарядово-, дипольно-, деформационноупорядоченное состояние, переходов порядок-порядок с изменением типа сверхструктуры, которые стимулируются наличием вакансий или же примесных атомов, фазового распада в упорядоченных сплавах. Также были определены температуры фазовых превращений, построены диаграммы состояния, установлены критерии энергетической выгодности фазовых переходов.
При расчетах установлено существенное влияние концентрации перечисленных типов дефектов на широкий спектр физических характеристик и свойств материалов таких как: конфигурационная теплоемкость, растворимость, шероховатость поверхности, диэлектрическая восприимчивость, упругая податливость, модуль упругости и др. Были теоретически подтверждены экспериментально наблюдаемые резкие, пикообразные изменения этих физических характеристик в точке фазового перехода.

На сегодняшний день группой выполнено изучение поверхности кристаллов, произведен расчет поверхностной энергии металлов и упорядочивающихся сплавов, исследованы: шероховатость граней монокристаллов и границы раздела в системах кристалл-расплав, кристалл-пар; термические перераспределения атомов внедрения по поверхностным и объемным междоузлиям; влияние давления на поверхностное распределение внедренных атомов; процессы адсорбции и поверхностной сегрегации; атомное и магнитное упорядочения на поверхности кристалла, поверхностная самодиффузия.
В последнее время группой уделено большое внимание теоретическому изучению новой аллотропной формы углерода - фуллеренам. Проведены исследования взаимодействия фуллеренов с водородом и металлами, обсуждены условия фазовых превращений в фуллеридах металлов, происходящие с увеличением концентрации металла, а также условия перехода их в сверхпроводящее состояние. Рассмотрены структурные превращения, построены фазовые диаграммы и рассчитана растворимость водорода при гидрировании фуллерита. Теоретически исследованы структурные фазовые превращения в углеродных материалах.
В ходе работы полученные результаты расчетов сопоставляются с имеющимися в литературе экспериментальными данными. В большинстве случаев наблюдается хорошее согласие теории и эксперимента.
Развитые положения могут быть использованы при разработке материалов, обладающих определенным комплексом физических свойств. Это особенно актуально для развития материаловедения, электроники, водородной энергетики, транспорта, космического и тяжелого машиностроения.
Основные результаты исследований докла-дывались и обсуждались на 64 международных конференциях в 20 странах мира и опубликованы в 5 монографиях, две из которых депонированы. Шестая монография сдана в редакцию и будет издана в 2005 году.