Металофізики Інститут ім. Г. Курдюмова НАНУ

МЕТАЛОФІ́ЗИКИ Ін­ститут ім. Г. Курдюмова НАНУ — один з найбільших в Україні та Європі наукових центрів фундаментальних досліджень у галузі фізики металів. Входить до складу Від­діл. фізики і астрономії НАНУ. Засн. 1945 у Києві на базі від­ділу металофізики (утвор. 1944) Ін­ституту чорної металургії АН УРСР як Лаб. (від 1954 — Ін­ститут) металофізики АН УРСР (ІМФ). До її складу уві­йшли провід­ні вчені лаб. фазових пере­творень у металах і сплавах та лаб. кри­сталізації металів і сплавів довоєн. Дні­проп. фіз.-тех. ін­ституту АН УРСР, а також від­ділу дифуз. процесів Ін­ституту фізики АН УРСР. 1953 при­єд­нано від­діл метало­знавства та лаб. рентґено­спектрал. аналізу Ін­ституту чорної металургії АН УРСР. 1996 Ін­ституту присвоєно імʼя академік НАНУ і РАН, дир.-засн. Г. Курдюмова. ІМФ також очолювали академік АН УРСР В. Данилов (1951–54), В. Гриднєв (1955–85), академік АНУ А. Смирнов (1955), академік НАНУ В. Барʼяхтар (1985–89), В. Немошкаленко (1989–2002), А. Шпак (2002–11), О. Івасишин (2011-19), від 2019 — В. Титаренко. Науковці Ін­ституту проводять дослідж. з 4- осн. наук. напрямів: фізика міцності та пластичності металів і сплавів; атомна будова металів і металовміс. гетерофаз. структур; електрон­на структура та властивості металів і сполук на їхній основі; наномас­штабні та нано­структуров. системи. На основі робіт В. Гриднєва та його послідовників, що ґрунтуються на дослідж. фазових пере­творень у нерівноваж. умовах, сформовано фіз. уявле­н­ня про механізми дифуз. і без­дифуз. процесів та природу мета­стабіл. станів, які цілеспрямовано створюються при швидкіс. на­гріван­ні у сталях і забезпечують їхні унікал. фіз.-мех. властивості. Роз­виток теор. і екс­перим. дослідж. у цьому напрямі сприяв роз­роблен­ню методів швидкіс. електротерм., лазер., електроіскр., термоцикліч., термомех., ультра­звук., мех. удар. обробле­н­ня, а також роз­ширен­ню класу матеріалів, серед яких — титан. та жароміцні нікелеві сплави, в яких у значно нерівноваж. умовах формуються структурно-фазові стани, що забезпечують високий рівень властивостей. Роз­роблено фіз. основи оптимал. легува­н­ня кон­струкц. матеріалів з метою одержа­н­ня за­даних властивостей при знач. економії дефіцит. легувал. елементів, зокрема алюм. сплавів, інвар. сплавів, сталей з надрівноваж. вмістом нітрогену. Встановлено механізми пластич. деформації метал. матеріалів і створено фіз. моделі руйнува­н­ня кон­струкц. матеріалів у склад. зовн. полях напружень, високотемператур. міцності металів та інтерметалідів. Результати фундам. дослідж. склали фіз. основу роз­робок нових кон­струкц. матеріалів і технол. процесів. Започатковані Г. Курдюмовим піонер. роботи з фізики мартенсит. пере­творе­н­ня у сплавах дали поштовх для системат. дослідж. цього явища як в Ін­ституті, так і у світі. В ІМФ під керівництвом академік АН УРСР В. Свєчникова роз­почато й успішно роз­виваються дослідж. фазових рівноваг і побудова фазових діа­грам багатокомпонент. сплавів з високими показниками жароміцності, жаро- та зносо­стійкості. Науковцями Ін­ституту роз­роблено фіз. моделі фазових пере­творень у різних сплавах, вперше виявлено явище аномально низької й аномально високої тетрагональності мартенситу, що покладено в основу числен. екс­перим. і теор. дослідж. структур. стану мартенсит. фази в загартов. сплавах втіле­н­ня та заміще­н­ня. Виявлено різномані­т­тя структур. станів при на­гріван­ні загартов. сплавів у області низьких т-р і за­пропоновано механізми структуро­утворе­н­ня, в основу яких покладено процеси релаксації внутр. напружень, дифуз. пере­розподілу й упорядкува­н­ня атомів. В Ін­ституті виявлено та досліджено явище політипізму в сплавах. Г. Курдюмов і Л. Хандрос від­крили явище термопруж. рівноваги при фазових пере­творе­н­нях мартенсит. типу (ефект Курдюмова), яке зумовлює унікал. фіз.-мех. властивості, зокрема памʼять форми, надпружність, аномально високу демпфувал. здатність метал. матеріалів. В Ін­ституті детально ви­вчено нове фіз. явище — магніт. ефект памʼяті форми в Гойслерових сплавах, який зумовлює т. зв. магніт. крип. Роз­виток екс­перим. і теор. дослідж. фазових пере­творень роз­ширив коло метал. систем і створив наук. під­ґрунтя для роз­робле­н­ня нових низько- і високотемператур. сплавів з ефектом памʼяті форми. Праці В. Данилова покладено в основу робіт його учнів і послідовників з дослідж. структури рідких та аморф. металів і сплавів та процесів їхньої кри­сталізації. Створено фіз. моделі гомоген. зародко­утворе­н­ня під час формува­н­ня литих структур, встановлено закономірності кінетики та ви­значено механізми зародже­н­ня центрів кри­сталізації, структуро­утворе­н­ня багатокомпонент. метал. роз­плавів в умовах їхнього глибокого пере­­­охолодже­н­ня залежно від структур. неоднорідностей, різного типу включень, поведінки фронту кри­сталізації. На основі результатів дослідж. процесів кри­сталізації та структуро­утворе­н­ня роз­роблено швидкозагартов. аморфні й нанокри­сталічні сплави з унікал. властивостями, нові технології їхнього виготовле­н­ня та конструюва­н­ня виробів з цих матеріалів. Під керівництвом А. Смирнова та у подальших роботах його учнів створено статистично-термодинаміч. теорії: сплавів заміще­н­ня, втіле­н­ня та вилуче­н­ня, що впорядковуються або роз­падаються; електр. і магніт. властивостей сплавів; структур. фазових пере­творень, далекого і близького порядків у роз­міщен­ні атомів та їхньої дифузії у сплавах; між­атом. взаємодій у твердих роз­чинах втіле­н­ня та заміще­н­ня. До досягнень Ін­ституту в цьому напрямі належить створе­н­ня теорій: електрон. властивостей неупорядков. кри­сталів з урахува­н­ням кореляц. ефектів у роз­ташуван­ні атомів; флюктуон. станів і концентрац. ефектів у пере­будові спектрів елементар. збуджень у неідеал. твердих тілах. Роботи чл.-кор. АН УРСР М. Кривоглаза є засадничими в галузі теорії роз­сія­н­ня ви­проміне­н­ня дефект. кри­сталами. Він і його учні створили кінемат. та динам. теорії роз­сія­н­ня рентґен. променів і нейтронів неідеал. кри­сталами з дефектами; у межах цих теорій по­дано класифікацію дефектів різного типу за їхнім впливом на картину роз­сія­н­ня ви­проміне­н­ня, що становить основу сучас. структур. діагностики матеріалів у багатьох лаб. світу. Роз­роб­лено і створено наук. основи та принципи екс­перим. діагност. бази якісно нового рівня інформативності, чутливості й екс­пресивності. Роботи В. Немошкаленка покладено в основу за­стосува­н­ня методів рентґенів. еміс. і фото­електрон. та оже-спектро­скопії для дослідж. металів і сплавів, що збагатило уявле­н­ня про електрон­ну структуру й електрон­ні властивості широкого класу матеріалів: металів, сплавів, інтерметал. сполук, оксидів, нітридів, карбідів, гідридів пере­хід. металів, а також про осн. закономірності їхніх змін при фазових пере­ходах, упорядкуван­ні, аморфізації та структур. пере­творе­н­нях у поверхн. шарах і плівках. Екс­перим. роботи су­проводжувалися стрімким роз­витком методів обчислюв. фізики, що забезпечило в подальшому якісно новий рівень наук. робіт Ін­ституту. До досягнень у цьому напрямі належить від­кри­т­тя В. Немошкаленком і В. Альошиним властивості неокиснюваності ультрадис­перс. форм простих речовин, що знаходяться на поверх­ні косм. тіл. Знач. внеском у роз­виток напряму є роботи в галузях: електродинаміки над­провід­ників і над­провід­ник. композицій у магніт. полях; фізики над­провід­ників з високими крит. параметрами та анізотроп. неідеал. над­провід­ників II-го роду зі структур. дефектами, нових над­провід­ник. композицій і багатошар. структур. Досліджено новий клас над­провід­ників — феропніктиди; виявлено орбітал. вибірковість електронів, які формують над­провід. конденсат у них. У роботах цього напряму встановлено роль хім. і структур. чин­ників у процесах йонізації роз­порошених атомів, зʼясовано особливості структури та динам. властивості поверх­ні металів і сплавів порівняно з обʼєм. властивостями з урахува­н­ням впливу магніт. пере­творень на поверхн. фонони. На цій основі створ. нові методи та прилади для локал. і пошар. фіз.-хім. аналізу поверхн. шарів металів і сплавів. Спів­роб. Ін­ституту є авторами двох від­крит­тів: «Властивість неокиснюваності ультрадис­перс. форм простих речовин, що знаходяться на поверх­ні косм. тіл» (1979; В. Немошкаленко, В. Альошин) та «Явище термопруж. рівноваги при фазових пере­творе­н­нях мартенсит. типу — ефект Курдюмова» (1980; Л. Хандрос, Г. Курдюмов). У ме­жах за­значених наук. напрямів в Ін­ституті виконуються наук.-тех. роз­робки нових кон­струкц. і функціон. матеріалів, технологій їхнього одержа­н­ня й обробле­н­ня, а також роботи в галузі приладобудува­н­ня. Вченими ІМФ зареєстровано понад 150 патентів на винаходи та корисні моделі. В Ін­ституті видають між­нар. наук.-тех. ж. «Метал­лофизика и новейшие технологии», огляд. наук. ж. «Успехи физики метал­лов» і зб. наук. пр. «Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології». У ньому також працювали ви­значні вчені: академік НАНУ В. Трефілов, чл.-кор. НАНУ А. Лесник; С. Герцрікен, І. Дехтяр, О. Ільїнський, Г. Козирський, Л. Лариков, Л. Лисак, В. Маслов, Б. Николин, Д. Овсієнко, В. Пан, І. Полоцький, О. Романова, Л. Тихонов, К. Чу­їстов, А. Шурін. Нині проводять дослідж. 9 чл.-кор. НАНУ: В. Антонов, Ю. Коваль, О. Кордюк, Ю. Мєшков, В. Молодкін, Б. Остафійчук, С. Ошкадьоров, В. Уваров, В. Черепін.

Завантажити статтю