ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЛАКСАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ КВАЗИСТАТИЧЕСКОМ И ВЫСОКОСКОРОСТНОМ ДЕФОРМИРОВАНИИ МАТЕРИАЛОВ. РАЗРАБОТКА ФУН-ДАМЕНТАЛЬНЫХ ПРИНЦИПОВ ПОЛУЧЕНИЯ НОВЫХ МАТЕРИАЛОВ(промежуточный отчет)Раздел III Технические науки Пункт 23. Механика деформирования и разрушения материалов, сред, изделий, конструкций, со-оружений и триботехнических систем при механических нагрузках, воздействии физиче-ских полей и химически активных сред

Объекты исследования: неоднородные пористые и гетерогенные среды, смеси твердых окислителей и металлов, различные модификации графита и бора. Цель: исследование разнообразных процессов, протекающих при интенсивных импульсных воздействиях в различных веществах (упругое и пластическое деформирование, разрушение, фазовые и химические превращения при высоких давлениях и температурах в широком диапазоне длительностей импульсных воздействий). Недостаток фундаментальных знаний о механизмах и кинетических закономерностях этих процессов и потребность прогнозирования действия импульсных нагрузок, высокоскоростного удара, взрыва, интенсивных лазерных, пучковых и других интенсивных воздействий на материалы, конструкции и природные объекты обусловили необходимость и акту-актуальность данных работ. Результаты исследований могут быть использованы для разработки новых технологий получения новых материалов, решения задач безопасности, в том числе сейсмической безопасности, а также для создания новой оборонной техники. Для реализации целей работы в 2018 г. был выполнен цикл экспериментальных и теоретических исследований. Проведено экспериментальное исследование процессов энерговыделения при импульсном электроискровом и ударно-волновом инициировании термитных составов на основе смесей алюминия с оксидом металлов. Показана возможность существенного повышения реакционной способности смесей при использовании предварительной механохимической активации смесей. Определены зависимости периода индукции и скорости распространения фронта горения в зависимости от пористости смесей и амплитуды инициирующего импульса. При низком уровне тока инициирующего импульса наблюдался нестационарный пульсирующий режим горения. Результаты в целом показали преобладающий характер фильтрационного механизма распространения горения в исследованных смесях. В экспериментальных исследованиях углеродных структур в поле лазерного излучения проведена экспериментальная апробация левитации сверхвысокотемпературной капли жидкого углерода на поверхности алмаза за счет потока Стефана испарительной природы. Показано, что левитация капли жидкого углерода является путем к получению сверхчистых монокристаллов карбидов и твердых растворов карбид бора - графит. Полученные данные могут быть использованы при разработке нового метода получения сверхчистых монокристаллов карбида бора и твердых растворов графит - карбид бор. В рамках разработки теоретических подходов к описанию течения в многофазных средах построена новая модель двухфазного течения в многомасштабной пористой среде, характеризующейся двумя мезоскопическими масштабами неоднородности. Проведение численных расчетов фильтрации в таких средах с сеточным разрешением масштабов неоднородности часто невозможно, поэтому построение локально-неравновесных моделей остается актуальной проблемой. Результаты работы могут быть использованы при решении задач многофазной фильтрации в природных пористых средах. Проведено экспериментальное исследование ударного сжатия образцов, моделирующих среды с заданной пористостью на примере образцов из сферопластиков на эпоксидной основе с наполнителем из стеклянных микросфер с объемными концентрациями 0,20 и 0,45 об. д. Получены ударные адиабаты в диапазоне давлений ударного сжатия 0,13 - 1,17 ГПа. Оценено давление ударного сжатия, при ктором начинается разрушение используемых микросфер. Обнаружена зависимость характера деформации от концентрации микросфер в образце. Одним из ключевых параметров, влияющих на скорость выхода продуктов деления, пористость и распухание ядерного топлива является коэффициент диффузии пузырей в кристаллической решетке топлива. При этом механизм диффузии пустых и газонаполненных пузырей одинаков и результат, полученный для пустых, может быть обобщен на случай газонаполненных. Диффузия пузырей в твердом теле обусловлена механизмами объемной и поверхностной самодиффузии атомов твердой фазы. С помощью классического атомистического моделирования рассчитаны коэффициенты диффузии пузырей в кристаллической решетке ОЦК γ-урана. Для расчета коэффициента диффузии использованы два подхода: напрямую из результатов моделирования движения пузырей и через нахождение характеристик самодиффузии атомов матрицы, через которые с помощью теоретических соображений вычисляется коэффициент диффузии пузырей.