Экспериментальные и теоретические исследования теплофизических свойств веществ в экстремальных состояниях, включая развитие баз данных

Целью является разработка методов создания и исследования состояний веществ с экстремальными параметрами, определение теплофизических и переносных свойств веществ, разработка баз данных и уравнений состояний широкого круга веществ, развитие моделей фазовых переходов в веществе. В частности, ставятся следующие цели: получение данных о природе жидкого углерода путем лазерного нагрева с контролируемой кристаллизацией; разработка метода измерения температуропроводности сверхтугоплавких материалов, основанного на использовании трехмерного численного анализа; получение данных по теплопроводности и тепловому расширению высокотемпературных углеродных и оксидных материалов с неоднородной структурой (в частности композиционных) при температурах вплоть до 3500 К; получение экспериментальных данных по плавлению в системе Me-C-N, для металлов (Ме) IV группы; измерение коэффициентов теплового расширения и температуры плавления тугоплавких керамик на основе карбидов NbC, TiC, VC и Mo2C при высоких температурах (выше 2.8 кК); проведение измерений термодинамических функций и удельного сопротивления вольфрама в твёрдом, жидком и плазменном состоянии, используя оригинальный динамический экспериментальный метод (метод электрического взрыва фольг); экспериментальное изучение контактного электрического сопротивления графитов отечественных марок и системы графит–металл в диапазоне изменения температуры 300–1500 К при различных давлениях на неподвижные контактирующие поверхности; получение экспериментальных данных о физических свойствах (энтальпии, изобарной теплоемкости, электросопротивлении) тугоплавких карбидов ZrС, HfС, ТiC при плавлении и в жидкой фазе (от 2 до 6 кК). В качестве образцов необходимо рассматривать как тонкие пластинки, так и напыления на изолирующие подложки (кварцевое стекло, оптическое стекло К-8); исследование явления световой (лазерной) детонации в полых и сплошных световодах, а также построение моделей среды для описания самоподдерживающего режима разрушения световодов при интенсивном действии потоков энергии; измерение и оптимизация рентгеновских и корпускулярных эмиссионных и транспортных свойств релятивистской и ультра-релятивисткой лазерной плазмы в зависимости от условий лазерного воздействия, типа и структуры лазерных мишеней; изучение эффекта аномального поведения температуры в комбинированных волнах сжатия и разрежения в области кварк-адронного фазового перехода; изучение реализуемости и свойств нейтрально-устойчивых и метастабильных ударных волн в средах с фазовыми превращениями; разработка расчетно-теоретических методов исследования особенностей специфических фазовых превращений в веществе экстремальных параметров; разработка и развитие адекватных идеализированных моделей энтропийных («делокализационных») и неконгруэнтных фазовых переходов в веществе экстремальных параметров; расчетно-теоретическое описание принципиальных особенностей фазовых диаграмм практически важных веществ в экстремальных условиях в области реализации энтропийных и неконгруэнтных фазовых переходов; исследование взаимосвязи аномалий в равновесных профилях пространственного заряда в асимметричных системах зарядов, локализованных в лабораторных и природных электростатических ловушках, с проявлением неконгруэнтных фазовых переходов в сильнонеидеальных кулоновских системах; построение широкодиапазонных уравнений состояния для ряда лантаноидов в виде аналитической функции давления от плотности и внутренней энергии; первопринципные расчеты теплофизических свойств жидкого натрия в околокритической и закритической области параметров, кадмия в твердой фазе методом функционала плотности в квазигармоническом приближении и других веществ; получение данных по термодинамическим, переносным (электронным) и электрофизическим свойствам низкотемпературной частично ионизованной (с атомами) плазмы ряда практически важных металлов, полупроводников и диэлектриков; построение универсального уравнения состояния для критической и серхкритических областей; разработка и применение кулоновской модели вещества, позволяющей использовать минимальное количество подгоночных параметров при описании веществ в области экстремальных состояний, включая область ультранизких температур. Это создает базис строгих соотношений, которые позволяют проверять как приближенные теории, основанные на подгоночных параметрах, так и приближенные теоретические модели, и результаты компьютерного моделирования; развитие методов теории дифракции электромагнитных волн на неоднородных трехмерных телах в плоскослоистых средах и на границе плоскослоистой структуры; разработка методов прогнозирования теплофизических свойств на основе совместной обработки эксперимента и учета феноменологических корреляций; исследование диффузионных и механических свойств бинарных сплавов и соединений; исследование свойств неидеальной электрон-ионной плазмы и разогретого плотного вещества в равновесном и неравновесном состояниях; развитие расчетов теплофизических свойств веществ и фазовых переходов с использованием молекулярной динамики, исследование динамики и структурных переходов в неупорядоченных средах методом атомистического моделирования; изучение процесса разлета облака ультрахолодной неидеальной плазмы при наличии переменного электрического поля; создание баз данных нового поколения по термодинамическим и теплофизическим свойствам веществ.