| 1. | Наименование проекта | Молекулярно-динамическое исследование адсорбционного понижения прочности металлических наноструктур |
|---|---|---|
| 2. | Регистрационный номер ЦИТИС: | АААА-А20-120011390047-4 |
| 3. | Исполнитель | Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН |
| 4. | Ведомственная принадлежность | Минобрнауки России - наука |
| 5. | Заказчик | РФФИ |
| 6. | Вид финансирования | грант |
| 7. | Вид НИОКТР | Фундаментальная НИР |
| 8. | Приоритетное направление (основное) | Индустрия наносистем |
| 9. | Приоритетное направление (дополнительное) | Нет данных |
| 10. | Критическая технология (основная) | Технологии получения и обработки конструкционных наноматериалов |
| 11. | Критическая технология (дополнительная) | Нет данных |
| 12. | Приоритет Стратегии НТР России | |
| 13. | Общее тематическое направление | Перспективные виды материалов, специальной техники и техники особого назначения |
| 14. | Приоритетное арктическое направление (основное) | |
| 15. | Приоритетное арктическое направление (дополнительное) | |
| 16. | Аннотация | Настоящая работа направлена на молекулярно-динамическое исследование механических повреждений металлических образцов, находящихся под воздействием внешних нагрузок, возникающих в результате адсорбционного взаимодействия с металлическим расплавом. Будут рассмотрены процессы как на абсолютно гладкой поверхности, так и в трещинах, и в нанопорах. Особый интерес представляет изучение адсорбционного взаимодействия ансамбля дислокаций с расплавленным металлом. Экспериментально выяснено, что в результате взаимодействия расплава металла (либо другой жидкой среды) с металлом в твердой фазе возникает понижение прочности металлического образца, который изначально находится в напряженном состоянии. Такие условия могут возникать при эксплуатации металлических конструкций в естественных природных условиях (не в вакууме). Так, при сварке металла в условиях Арктики, либо при эксплуатации внешних конструкций на орбитальных станциях возникает контакт расплава с металлом в твердой фазе в широком диапазоне температур. Актуальность данной проблемы связана с созданием оптимальной технологии формирования и обработки конструкционных материалов современной техники. Необходимость молекулярно-динамического расчета понижения прочности связана с отсутствием в настоящее время экспериментальной базы для проведения динамических исследований на микро- и наномасштабах изменения свойств образца, связанного с адсорбционным воздействием на его поверхность. Для решения проблемы, поставленной выше, в рамках проекта будет решаться конкретная задача – детализированное исследование динамических процессов а микроуровне (изменение энергии поверхности, изменение энергии связи поверхностных атомов с атомами объема и т.д.), которые сопровождают процесс адсорбционного взаимодействия основной металлической структуры с расплавленным металлом. Так как для численного исследования будет применен метод молекулярной динамики, а для описания взаимодействия атомов использованы широко апробированные потенциалы, это позволит провести детализированные расчеты любых необходимых трехмерных характеристик системы и построить атомную картину адсорбционного понижения прочности. В соответствии с поставленной целью исследования будут проводиться на металлических структурах с различными комбинациями металлов твердотельной структуры и расплава. Обязательным будет требование проведения сравнительного анализа процессов в идеальных структурах и в структурах с перечисленными выше дефектами (трещины, нанопоры, ансамбль дислокаций). В связи с тем, что, как правило, оборудование используется при различных температурах, начиная от -60 С вплоть до 700–750 С, особое внимание будет уделено влиянию температуры на исследуемый эффект (эффект Ребиндера). Таким образом, результаты данной работы позволят на атомном уровне выявить закономерности адсорбционного понижения прочности металлических структур, и, возможно, наметить способы минимизации этого процесса. |
| 17. | Начало проекта | 10.01.2020 |
| 18. | Завершение проекта | 31.12.2022 |