Исследование уникальных термомеханических свойств наноструктурных материалов

Проект направлен на решение фундаментальной проблемы описания процесса распространения второго звука в твердых телах на микро- и наноуровне. Экспериментальные данные, полученные в последние годы, показали, что второй звук может наблюдаться в твердых телах на масштабах до нескольких микрометров и при температурах до сотен кельвинов. Ключевой особенностью настоящего проекта является мультидисциплинарность и использование подходов из различных разделов физики, включающий разработку научных основ получения композитных материалов на основе системы «алюминий-графен (Al-Gr)», подвергаемой обработке интенсивной пластической деформацией, с высокими механическими характеристиками для дальнейших практических приложений промышленности. В частности, для исследования второго звука будет использоваться описание на основе точного решения уравнений динамики кристаллической решетки, ковариационного анализа и методов молекулярно-кинетической теории, а также компьютерное моделирование методом молекулярной динамики. Сочетание различных методов позволит разработать новые программы для корректного моделирования второго звука в твердых телах на микро- и наноуровне. Реализация проекта позволит разработать новые принципы отвода тепла на микроуровне и тем самым существенно повысить производительность существующей вычислительной техники.В рамках проекта планируется разработка математических моделей и соответствующих программных средств для корректного описания волновых процессов переноса тепла в твердых телах. Разработать теоретические модели деформации и разрушения композитов, рассчитать оптимальные параметры структуры, при которых они могут проявлять высокую прочность в сочетании с хорошей пластичностью и трещиностойкостью, синтезировать композиты с алюминиевой матрицей и экспериментально исследовать их структуру и механические свойства. Полученные модели и численные результаты будут апробированы на основе экспериментальных данных, полученных при лазерном воздействии на поликристаллический графит, разработанные программы могут быть использованы при моделировании технологий охлаждения с использованием явления второго звука.