ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЛАКСАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ КВАЗИСТАТИЧЕСКОМ И ВЫ-СОКОСКОРОСТНОМ ДЕФОРМИРОВАНИИ МАТЕРИАЛОВ. РАЗРАБОТКА ФУНДАМЕН-ТАЛЬНЫХ ПРИНЦИПОВ ПОЛУЧЕНИЯ НОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

Исследование разнообразных быстропротекающих процессов превращений веществ при импульсных воздействиях, среди которых процессы неупругого деформирования, разрушения, фазовые и физико-химические превращения при различных параметрах состояния вещества и в широком диапазоне длительностей явления, сложилось в многогранное научное направление. Выполнен цикл экспериментальных и теоретических исследований. Разработана модель двухфазного реагирующего течения, возникающего при закачке раствора окислителя в пористую среду с химически активным скелетом; проведено обобщение с учетом дополнительной резидентной фазы, присутствие которой ограничивает скорость осредненной химической реакции. Показано, что данный фактор оказывает влияние на устойчивость течения и переход в автоколебательный режим. Выполнены расчеты развития автоколебательных процессов при закачке окислителя в пористую среду с химически активным скелетом при наличии цилиндрической симметрии. Исследовано влияние геометрии течения (отношения внешнего и внутреннего радиуса цилиндрического пористого слоя) на реализацию автоколебаний. Проведены исследования физико-химические превращений в смесях алюминия с перхлоратом калия в процессах ударно-волнового воздействия при детонации. Выявлена роль механохимической активации для увеличения реакционной способности данных смесей при переходе горения в детонацию. Результаты, полученные в работе, позволяют рассматривать метод механоактивации как способ регулирования скоростей энерговыделения в процессах горения и детонации. Выполнены экспериментально-теоретические исследования новых модификаций углерода. Осуществлено молекулярно-динамическое моделирование состава и плотности аморфного углерода, полученного из жидкости с давлением 1 - 40 ГПа с двумя классическими потенциалами взаимодействия в ансамбле с постоянным давлением NPT. Для проверки достоверности результатов моделирования проведено экспериментальное исследование этих образцов углерода, закаленного из жидкости в строго изобарных условиях при давлении 25 МПа на поверхности алмаза методом спектроскопии комбинационного рассеяния света, и полученные данные сравнены с результатами моделирования. Методами атомистического моделирования проведено исследование поведения сплавов урана на основе гамма-фазы с объёмно-центрированной кубической (ОЦК) кристаллической решеткой. Предложены методы, комбинирующие статические и молекулярно-динамические подходы, для расчета коэффициентов диффузии дефектов, компонентов сплава U-Mo и анализа процессов при росте дислокационных петель. Кроме того, путем сравнения сил, рассчитанных квантовым методом и с помощью межатомного потенциала, выявлено, что ADP-потенциал для сплава U-Mo воспроизводит силы с погрешностью на 10% меньше, чем EAM-потенциал. Таким образом, выявлен существенный выигрыш в точности описания структуры при использовании межатомного потенциала с угловой зависимостью. Полученные результаты могут использоваться для разработки научных основ технологии получения новых материалов, предназначенных для применения при интенсивных импульсных воздействиях в широком диапазоне длительностей нагрузки и температур, а также при прогнозировании воздействия электромагнитных полей и электрических импульсов на горные породы и геологические разломы.