ОТЧЕТ О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ по теме: Мультикомпонентные интеллектуальные структуры: фазопереходные кроссинг-эффекты и стратегии ускоренного дизайна эко-систем для технологий цифрового проектирования устройств контроля параметров физических сред проект FENW-2023-0010 (по ЮФУ № ГЗ0110/23-11-ИФ) (промежуточный, этап 2)

Отчет 138 с., 1 кн., 60 рис., 12 табл., 94 источн., 3 прил. СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКИ, МУЛЬТИФЕРРОИКИ, ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СРЕДЫ, ЭКОЛОГИЯ, ДИЗАЙН, ЦИФРОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ Цель исследования – установление закономерностей формирования макрооткликов в полярных средах на основе мультикомпонентных интеллектуальных структур, в том числе, с кроссинг-эффектами фазопереходных явлений, и разработка на этой основе стратегий ускоренного дизайна экологически безопасных функциональных материалов с особыми электрическими и магнитными свойствами для технологий цифрового проектирования устройств контроля параметров физических объектов. В качестве объектов исследования выбраны твердые растворы многокомпонентных систем на основе ниобатов щелочных металлов, феррита висмута, титаната - цирконата свинца, составов систем(1-х)BiScO3-хPbTiO3, (1-х)PbFe1/2Nb1/2O3 - хPbFe2/3W1/3O3, а также BaTiO3, KNbO3 и другие соединения и их композиции. Для достижения поставленной цели были построены параметры порядка при конгруэнтном плавлении выбранных соединений и твердых растворов. Для описания фазовых переходов «жидкость – кристалл» подобраны соответствующие параметры порядка. Построен термодинамический потенциал, описывающий переходы, приведена диаграмма фазовых состояний.Разработана феноменологическая теория кристаллизации идеального расплава как сочетание двух последовательных фазовых переходов: изоструктурного фазового перехода идеальная жидкость-аморфное тело и фазового превращения аморфное (твердое) тело – кристалл; – описывающая влияние «кроссинг» эффекта на формирование фазовых состояний. Разработана статистическая модель формирования полярных фаз в кристаллах, содержащих сегнетоактивные катионы.Разработанные теоретические представления использованы при создании n- компонентных (n=2-5) систем твердых растворов, в том числе, модифицированных простыми и комбинированными добавками; построении их фазовых диаграмм; определении областей структурных неустойчивостей, полей экстремальных электрофизических и магнитных свойств. На основе полученных данных разработаны пьезокерамические материалы на основе феррита висмута и феррониобата свинца для создания пьезоэлектрических преобразователей различного назначения: материал с повышенной анизотропией пьезоэлектрических параметров, используемый в качестве активных элементов при изготовлении широкополосных низкочастотных приемников ультразвука, ультразвуковых преобразователей и др.; материал для высокочастотных пьезоэлектрических преобразователей и применений, в том числе¸ в сенсорах, актюаторах, приборах неразрушающего дефектоскопического контроля и др. Организован и проведен Тринадцатый международный молодежный симпозиум «Физика бессвинцовых пьезоактивных и родственных материалов. Моделирование эко-систем (Анализ современного состояния и перспективы развития)» («LFPM-2024»); подготовлены и опубликованы статьи и тезисы докладов; подготовлены кандидатские диссертации и защищена кандидатская диссертация. Полностью выполнены все требования технического задания по плановым показателям. Научно-техническая и практическая ценность полученных результатов соответствует мировому уровню