Научные результаты

Введите год
Взаимодействие изолированных скирмионов в наноструктурированных кубических киральных магнетиках

Haifeng Du, Xuebing Zhao, F.N. Rybakov, А.Б. Борисов, Shasha Wang, Jin Tang, Chiming Jin, Chao Wang, Wensheng Wei, N.S. Kiselev, Stefan Blügel, Yuheng Zhang, Renchao Che, Mingliang Tian

Впервые теоретически и экспериментально показано, что взаимодействие между (скирмионами (вихрями) в магнитных системах без центра инверсии имеет не только отталкивающий характер (как предполагалось ранее), но и притягивающий характер. На основе теоретических расчетов получены первые экспериментальные доказательства для взаимодействия типа Леннарда-Джонса (характерного для взаимодействия атомов в твердых телах) между отдельными вихрями, выявленные прямым наблюдением обратимой эволюции равновесного межскирмионного расстояния под действием поля. Открытый механизм притягивающего взаимодействия для магнитных вихрей полностью отличается от взаимодействия вихрей в других системах, таких как, двумерные магнетики или сверхпроводники. Эти результаты имеют важное значение для возможных технологических приложений в «race-track» памяти, где предполагается использовать запись информации на скирмионах.
Получение, структура, прочностные и электрические свойства бинарных и тройных композитных проводников с большим количеством Mg-волокон в медной или алюминиевой матрице

А.Ю. Волков, А.А. Калонов, И.Г. Бродова, А.В. Глухов, Е.Г. Волкова, Д.А. Комкова, Е.И. Патраков, В.А. Завалишин

Методом гидроэкструзии при комнатной температуре получены бинарные Cu/Mg- и Al/Mg-композиты с большим количеством тонких Mg-волокон, а также тройные Al/Cu/Mg-композиты с разной последовательностью слоев. Выявлено деформационно-индуцированное формирование на Cu/Mg-интерфейсах неравновесных пересыщенных твердых растворов магния в меди, а также интерметаллидов, что приводит к аномально высоким прочностным свойствам полученных композитов. Электрические свойства композитов обеспечиваются медной матрицей и поэтому сопоставимы с чистой медью. Результаты работы могут быть использованы для создания высокопрочных проводников электрического тока, а также в медицине – для получения ультратонких Mg-нитей, востребованных в хирургии в качестве биорастворимого шовного материала.

Разработка высокопрочных и пластичных эвтектоидных сплавов на основе Cu–Al–Ni с эффектами памяти формы

В.Г. Пушин, Н.Н. Куранова, А.Э. Свирид, В.В. Макаров, Н.В. Николаева, А.В. Пушин, А.Н. Уксусников, С.В. Афанасьев, А.В. Королев, В.В. Марченков, В.П. Пилюгин

Впервые в мире получены высокопрочные и пластичные мелкозернистые сплавы на медной основе с термоупругими мартенситными превращениями и обусловленными ими эффектами памяти формы (ЭПФ) и разработаны новые способы их создания для широкого применения. При этом ключевым императивом является мелкозернистость сплавов, обеспечивающая их повышенную пластичность наряду с реализацией обратимых ЭПФ, прочностью и термостабильностью структуры и физико-механических свойств. Экспериментально данный вывод установлен для различных схем механического нагружения в разных структурных состояниях сплавов (аустенитном или мартенситном). Доказано, что наличие мелко- (размером менее 150 – 200 мкм) и ультрамелкозернистой (размером в единицы микрон и менее) структуры практически исключает развитие катастрофической зернограничной хрупкости, предотвращая негативное влияние большой упругой анизотропии и возможного проэвтектоидного и эвтектоидного распада, ответственных за хрупкость обычных крупнозернистых медных сплавов. Разработаны способы радикального измельчения зеренной структуры сплавов, основанные на легировании и применении высокотемпературной термомеханической обработки с последующей закалкой, мегапластической деформации сдвигом или осадкой.

Экспериментальное исследование и термодинамическое моделирование фазового состава и структуры высокоэнтропийного сплава Al0.5CrMoNbTa0.5, ориентированного на применение в аддитивных технологиях

И.И. Горбачев, В.В. Попов, А. Кац-Деменец, Е. Эшед, В.В. Попов Мл., М. Бамбергер

Исследована микроструктура и фазовый состав высокоэнтропийного сплава (ВЭС) Al0.5CrMoNbTa0.5, синтезированного электродуговой плавкой и аддитивными технологиями методом электронно-лучевой печати. Второй метод был впервые применён для формирования образцов данного ВЭС из смеси элементных порошков. Синтезированные образцы имели сложный фазовый состав и содержали, в основном, ОЦК-твёрдый раствор, а также фазы C14, C36 и 6H. Фазовый состав и структура сплава исследовались непосредственно после синтеза, а также после изотермической выдержки при 1000 и 1300°C в течение 24 ч. На основе CALPHAD-метода построено термодинамическое описание системы Al–Cr–Mo–Nb–Ta и выполнены термодинамические расчёты фазового состава, полученного ВЭС, которые показали удовлетворительное согласие с экспериментом. Такие термодинамические расчеты помогут при разработке ВЭС с требуемым фазовым составом, а также в интерпретации экспериментальных результатов.

Выполненное исследование поможет полнее раскрыть потенциал использования ВЭС на основе указанных металлов в качестве основы для жаропрочных материалов, применяемых в 3D-печати.

Синтез, кристаллическая и электронная структура интеркалатного соединения CuxZrSe2

М.С. Постников, А.С. Шкварин, А.И. Меренцов, Ю.М. Ярмошенко, Е.Г. Шкварина, Е.В. Мостовщикова, А.А. Титов, С.А. Упоров, С.Ю. Мельчаков, А.Н. Титов, I. Pis, F. Bondino

Исходный ZrSe2 является полупроводником с прямой запрещенной зоной и шириной щели около 1.1 эВ. Интеркалация меди приводит к образованию дополнительных состояний внутри запрещенной зоны Zr 4d / Se 4p. Увеличение концентрации меди приводит к уширению этой полосы гибридизированных состояний и уменьшению эффективной ширины запрещенной зоны, что приводит к переходу полупроводник-металл. Возможность постепенного изменения ширины прямой запрещенной зоны и управления переходом металл-полупроводник делает интеркалированный ZrSe2 перспективным материалом для электронных устройств будущего.
Обобщенная модель Изинга на линейной цепочке

Е.С. Цуварев, Ф.А. Кассан-Оглы

Получено точное решение обобщенной модели Изинга на 1D решетке на основе впервые выведенной трансфер-матрицы Крамерса – Ваннье с переносами на произвольное число трансляций с взаимодействиями между первыми и вторыми соседями, а также с учетом декорирования и магнитного поля. Построены фазовые диаграммы, представляющие все возможные магнитные типы упорядочения в основном состоянии. Различные мультипликативные варианты схождения фаз соответствуют правилу фаз Гиббса. Вблизи точек фрустраций наблюдается явление существования одной фазы в области другой фазы, вполне аналогичное явлению перегрева и переохлаждения в термодинамике. В тройных точках пересечения линий парного существования фаз, фазы не индивидуализированы, а существенно фрустрированы, поскольку в этих точках помимо упорядоченных конфигураций существует бесконечное множество конфигураций без какой-либо трансляционной инвариантности, о чем свидетельствует ненулевая величина нуль-температурной энтропии. Это свойство соответствует явлению критической опалесценции. Обнаружены множественные плато низкотемпературной намагниченности, и расщепление теплоемкости на пять пиков. Установлено качественное соответствие линейной декорированной цепочки с квадратной декорированной решеткой, как в отсутствие, так и при наличии магнитного поля.

Многоцелевая портативная система магнитной диагностики

В.Н. Костин, О.Н. Василенко, Д.Г. Ксенофонтов, А.В. Михайлов

Доказана необходимость многопараметровых методов магнитной структуроскопии на основе локально измеряемых свойств испытуемых объектов и характеристик измерительной цепи. Разработана многоцелевая портативная программно-аппаратная система с применением цифровых методов генерации и анализа сигналов, позволяющая выполнять диагностику материалов по совокупности их магнитных свойств, а также по полям рассеяния обнаруживать дефекты сплошности ферромагнитных объектов.

Пост-радиационное дефектное состояние сплава Cu3Au как модель радиационного поведения преципитатов γ'-фазы в реакторных сталях

В.И. Воронин, В.И. Бобровский, А.Ю. Волков, Б.Н. Гощицкий, Н.В. Проскурнина

Рентгеновскими дифракционными методами впервые обнаружено, что процессы, развивающиеся под влиянием облучения быстрыми нейтронами в структуре модельного сплава Cu3Au, проявляющиеся в поведении относительного изменения параметра решетки, а также фактора Дебая-Валлера в зависимости от флюенса быстрых нейтронов, носят отчетливый двустадийный характер. Установлено, что по достижении некоторой величины радиационного разупорядочения в системе происходит неожиданно резкое включение механизма подавления накопления точечных дефектов, предположительно связанного с формированием вакансионных кластеров. Система Cu3Au изоструктурна преципитатам γ'-фазы Ni3Ti, формируемым в некоторых реакторных сталях для повышения радиационной стойкости материала, на выяснение механизма действия которых ориентирована данная работа.

Ближний порядок и магнитные свойства магнитомягких сплавов железо-алюминий и железо-галлий

H.В. Ершов, В.А. Лукшина, Д.А. Шишкин, Ю.П. Черненков, О.П. Смирнов

В магнитомягких сплавах железа с алюминием и галлием впервые обнаружены и детально описаны кластеры с упорядочением типа B2, ответственные за эффект формирования наведенной магнитной анизотропии при отжиге в магнитном поле и за параболический по концентрации рост коэффициента тетрагональной магнитострикции (λ100 ~ С2) при легировании железа алюминием (до ~ 100 ppm) или галлием (в максимуме при 18 ат.% Ga до ~ 400 ppm). Последующее снижение λ100 и его уменьшение в медленно охлажденных образцах сплава железо-галлий объясняется появлением, ростом размеров и объемной доли областей D03 фазы, оказывающей негативное влияние на магнитоупругие свойства. Полученный результат вносит существенный вклад в развитие представлений о механизмах формирования магнитных свойств магнитомягких сплавов железа, указывает способы их совершенствования.
Определение фотохимической устойчивости гибридных перовскитных солнечных элементов по рентгеновским фотоэлектронным спектрам

Э.З. Курмаев, И.С. Жидков, Л.Д. Финкельштейн, А.И. Потеряев, А.Ф. Акбулатов, П.А. Трошин

Развит метод рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPS) для определения устойчивости гибридных перовскитов типа APbI3 (A = MA-methylammomium (CH3NH3), FA-formamidinium (CH(NH2)2) и Cs) к облучению видимым светом. Установлено, что измерения тонкой структуры, энергетического положения и относительной интенсивности XPS спектров остовных уровней и валентных полос позволяют контролировать разложение органических катионов и формирование PbI2-дефектов, ответственных за деградацию гибридных перовскитов. Показано, что замена A-катиона MA → FA → Cs повышает фотохимическую устойчивость гибридных перовскитов.

Страницы