ИФПМ СО РАН

Мэр Томска Дмитрий Махиня вручил медаль "Меценат года" третьей степени Наталье Кириловой, руководителю ООО «Aквелит» — инновационной компании, которая специализируется на производстве современных сорбционных материалов, разработанных в Институте физики прочности и материаловедения им. В.Е. Панина СО РАН. https://www.riatomsk.ru/article/20260302/mahinya-nagradil-luchshih-metsenatov-goroda

Сотрудниками лаборатории физического материаловедения сталей и сплавов ИФПМ СО РАН изучено влияние ИПД при пониженной температуре на структурно-фазовое состояние, механические и неупругие свойства двойного сплава на основе TiNi.Установлено, что сравнительно низкая температура (573 К)abc-прессования образцов сплава Ti49.8Ni50.2 (ат. %)и большая величина заданной образцам истинной деформации (e = 7.43) не повлияли на температуру начала мартенситного превращения B2 → R. При этом температуры начала и конца прямого мартенситного превращения в фазу B19' и обратных МП понизились всего на 15 ± 2 градусов. Обнаружено, что после деформации образцов методом abc-прессования при 573 К до е = 7.43 резко понизилось напряжение мартенситного сдвига τm (с 230 до 100 МПа) и существенно сократилась протяжённость площадки псевдотекучести (с 7.5 до 3.5%).Кроме того, резко увеличилась величина напряжения перехода от стадии деформационного упрочнения к стадии активной пластической деформации (с 835 до1300 МПа). Обнаружено, что, несмотря на уменьшение средней величины зёрен от 26мкм до 170 нм, зависимости величин эффектов памяти формы и сверхэластичности от величины заданной образцам общей деформации, как в исходном состоянии, так и после abc-прессования имеют подобный вид и близки по величине. Показано, что после abc-прессования с e = 7.43 образцам может быть задана суммарная неупругая деформация величиной почти 8% и вся эта деформация после снятия с образцов внешнего напряжения возвращается в виде эффектов сверхэластичности и памяти формы. Работа выполнена в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН, тема номерFWRW-2026-0005. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Mesomechanics (Q2 по данным SJR): Lotkov A.I., Grishkov V.N., Girsova N.V., D. Y. Zhapova,Y. P. Mironov, A. A. Gusarenko & D. I. Bobrov Structural-Phase State, Mechanicaland Inelastic Properties of Ti49.8Ni50.2 Alloy afterSevere Plastic Deformation by abc Pressing at 573 K // Physical Mesomechanics.– 2026. – V. 29. – P.93–102. https://doi.org/10.1134/S1029959924602045

04 марта 2026 г. в 15-00 ч. состоится заседание
ФИЗИЧЕСКОГО СЕМИНАРА ИФПМ СО РАН
Адрес: г. Томск, просп. Академический, 2/4,
ауд. 303 (конференц-зал).

Руководитель семинара:
д.ф.-м.н., проф. Зуев Лев Борисович
E-mail: lbz@ispms.tsc.ru
Тел.: (382-2) 49-13-60

Докладчик: д.ф.-м.н., проф. Зуев Лев Борисович

Тема доклада: История металлургии Западной Сибири.

Сотрудником лаборатории компьютерного конструирования материалов проведено численное исследование особенностей динамики роста трещины поперечного сдвига при «до-рэлеевском» и сверхсдвиговом режиме роста. Исследование проведено с использованием метода дискретных элементов и оригинальной модели разрушения, разработанных в ИФПМ СО РАН. Применяемая модель разрушения учитывает конечное время зарождения (инкубации) локального разрушения, что позволяет изучать различные режимы разрушения в рамках единого математического формализма. В работе исследуется динамика роста трещины и ее связь с эволюцией когезионной зоны при переходе из до-рэлеевского режима роста в сверхсдвиговый, в частности с изменением ее протяженности и напряженного состояния. Показано, что режим и установившееся значение скорости роста трещины контролируются напряжениями в когезионной зоне. В частности, переход трещины в сверхсдвиговый режим роста обусловлен образованием дочерней трещины в области максимальных касательных напряжений в когезионной зоне. Установлено,
что длина когезионной зоны не является материальной константой, но зависит от режима роста трещины и варьируется в процессе роста в результате постоянного перераспределения сдвиговых напряжений. Динамика изменения длинны когезионной зоны в процессе роста трещины зависит от напряженного состояния когезионной зоны, которое, в свою очередь, определяются величиной плотности упругой энергии, запасенной в окружающем объеме материала. Работа выполнена в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН, тема номер FWRW-2021-0002. Результаты исследования опубликованы в журнале Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика(Q3):Григорьев, А.С. Эволюция когезионной зоны в процессе динамического роста трещин поперечного сдвига в хрупких материалах / А.С. Григорьев //Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. –2025. – № 6. – С. 14–30. DOI:10.15593/perm.mech/2025.6.02

Механические свойства конструкционных и функциональных пористых керамических материалов контролируются величиной пористости и геометрическими характеристиками пор. Вследствие широкого разнообразия особенностей морфологии порового пространства до сих пор не установлены общие для различных керамик функциональные зависимости макроскопических механических характеристик, включая жесткость, прочность и вязкость разрушения, от геометрических параметров пор. Существующие обобщения, как правило, применимы к частным случаям ансамблей пор простой формы и одинакового или несущественно различающегося размера. Научным
и сотрудниками лаборатории компьютерного конструирования материалов ИФПМ СО РАН с использованием моделирования методом дискретных элементов предложено решение этой фундаментальной проблемы. На основе
анализа литературных данных и результатов компьютерного моделирования определены три категории статистических параметров пор, которые контролируют макроскопические модули упругости и прочность керамических материалов: 1) Категория
параметров, характеризующих неоднородность ансамбля пор. Наиболее значимыми представителями данной группы являются наклон функции распределения логарифма максимального размера пор и средний коэффициент формы(несферичности) пор.2) Категория параметров, характеризующих размеры чередующихся областей твердой и «мягкой» фаз материала. Она включает среднее расстояние между поверхностями соседних пор (толщину стенок каркаса) и среднюю величину эффективного размера пор.3) Категория интегральных характеристик порового пространства, представленная в настоящем исследовании значением пористости. Впервые построены единые, применимые к различным керамическим материалам, функциональные зависимости (master curves) макроскопических механических характеристик от безразмерных комбинаций параметров трёх перечисленных категорий. Единые зависимости имеют форму логистических функций (сигмоид) и характеризуются двумя предельными значениями. Максимальные значения макроскопических механических характеристик пористого керамического материала достигаются в предельном случае ансамбля круглых пор одинакового размера, минимальные – в предельном случае ансамбля сильно вытянутых пор с равномерным распределением пор по размерам. Показано, что направленное
изменение комплекса эффективных механических свойств при переходе от первого предельного типа поровой структуры ко второму определяется качественным изменением характера пространственного распределения локальных напряжений в пористом материале от почти однородного к доменному/ячеистому. Такой переход определяет и изменение режима разрушения образцов при сжатии от упруго-хрупкого к квазихрупкому, а также изменение ориентации магистральной трещины. Полученные функциональные зависимости могут быть использованы при решении задач структурного дизайна перспективных керамических материалов, прогнозировании комплекса их механических свойств, разработке цифровых двойников и обучении нейросетей. Работа выполнена в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН, тема номер FWRW-2021-0002. Результаты исследования опубликованы
в журнале Engineering FractureMechanics (IF: 5.3; Q1):Shilko E.V., GrigorievA.S., Korostele
v S.Yu., Volobuev A.S., Andreev K. Effect of geometricalfeatures of pores on the mechanical properties and fracture of ceramicmaterials // Engineering Fracture Mechanics. – 2026. – Vol. 331. – Article111732. DOI: https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2025.111732

14 января 2026 г. в 15-00 ч. состоится заседание
ФИЗИЧЕСКОГО СЕМИНАРА ИФПМ СО РАН
Адрес: г. Томск, просп. Академический, 2/4,
ауд. 303 (конференц-зал).

Руководитель семинара:
д.ф.-м.н., проф. Зуев Лев Борисович
E-mail: lbz@ispms.tsc.ru
Тел.: (382-2) 49-13-60

Докладчик: д.ф.-м.н., проф. Зуев Лев Борисович

Тема доклада: "Аксиоматическое построение автоволновой теории пластичности".

Аннотация: предложен вариант построения автоволновой теории пластичности аксиоматическим образом. Сформулирован основной постулат, получены
инварианты автоволновой теории. Рассмотрены следующие из теории модели пластического течения. В рамках автоволновой теории описаны основные закономерности пластичности.

Коллективом сотрудников лаборатории физического материаловедения сталей и сплавов ИФПМ СОРАН исследовано влияние старения при 700 °С в течении 100 часов на особенности микроструктуры и микротвердость 12%-ной хромистой ферритно-мартенситной стали после термомеханических обработок с пластической деформацией при 1100, 1000 и900 °С. Метод
амипросвечивающей и растровой электронной микроскопии показано, что в результате термомеханических обработок (ТМО) и старения средняя ширина мартенситных ламелей возрастает в 2,5раза, в то время как зерна бывшего аустенита не изменяют своих размеров, по сравнению с состоянием после деформации и закалки. Размеры и объемная доля частиц МХ не изменяются после старения, при этом наблюдается интенсивное выделение и рост частиц карбидов М23С6.Микроструктура стали после пластической деформации при 1000 ºС наиболее стабильна в условиях старения при 700 ºС в течение 100 часов. Указанные изменения микроструктуры приводят к снижению значений микротвердости стали после старения в 2 –2,5 раза для всех исследованных температур деформации. На рисунке показана микроструктура стали после ТМО с деформацией при 1100 ºС и старения. Работа выполнена
в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН, проект FWRW-2021-0008.Результаты опубликованы в журнале «Russian Physics Journal»: Osipova V. V., PolekhinaN. A., Litovchenko I. Y., Chernov V. M., Kamantsev I. S. Thermal stability ofthe microstructure and microhardness of ferritic-martensitic steel aftercontrolled thermomechanical treatments //Russian Physics Journal. – 2025. https://doi.org/10.1
007/s11182-025-03630-whttps://link.springe
r.com/article/10.1007/s11182-025-03630-w

Профсоюзная организация и администрация ИФПМ СО РАН подготовили
выставку новогодних работ детей сотрудников. В экспозиции представлены
яркие, изобретательные и очень тёплые творческие работы.

Выставка открыта в первом корпусе на третьем этаже. Освещение можно
включить за большим растением у окна.

Благодарим всех участников выставки за творчество и праздничное настроение.

Отдельная благодарность Совету молодых учёных и специалистов, а также
всем, кто помогал в организации выставки.

Сотрудниками лаборатории физики иерархических структур в металлах и сплавах были проведены исследования интерметаллического сплава Ni-Al-Cr, полученного методом аддитивного производства. С использованием методов просвечивающей электронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа показано, что в дендритных областях образуется смесь Niи упорядоченной фазы Ni3Al, в междендритных областях – (B2+L10)-NiAl фаза с частицами неупорядоченной фазы Ni3Al (все фазы дополнительно легированыCr). Показано, что в процессе аддитивного производства в фазе NiAl происходит B2(NiAl) → L10 мартенситное превращение и оно носит термоупругий характер. При комнатной температуре сплав демонстрирует высокую прочность, но низкую пластичность (предел прочности при растяжении 780 МПа, относительное удлинение 0,2%). Последнее является следствием хрупкого разрушения B2‑NiAl, L10‑NiAl фаз и межфазных границ. Исследуемый сплав предназначен для получения интерметаллических покрытий или ремонта объемных интерметаллических деталей. Работа выполнена в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН, теманомер FWRW-2022-0005.Результаты исследования опубликованы в журнале Letters on Materials (Scopus, SJR 0.233, Q3): Microstructureand micromechanism of fracture of Ni-Al-Cr alloy produced by dual-wireelectron-beam additive manufacturing // Letters on Materials, 2025, Vol. 15(4), pp. 416-422. https://doi.org/10.48612/letters/2025-4-416-422

В областной газете департамента труда и занятости населения Томской области "Кадры решают все" вышло интервью главного редактора Татьяны Нараевой с директором ИФПМ СО РАН Е.А. Колубаевым - Зачем молодым идти в науку?

03 декабря 2025 г. в 15-00 ч. состоится заседание
ФИЗИЧЕСКОГО СЕМИНАРА ИФПМ СО РАН
Адрес: г. Томск, просп. Академический, 2/4,
ауд. 303 (конференц-зал).

Руководитель семинара:
д.ф.-м.н., проф. Зуев Лев Борисович
E-mail: lbz@ispms.tsc.ru
Тел.: (382-2) 49-13-60

Докладчик: д.ф.-м.н., в.н.с. Еремеев С.В., лаборатория физики нелинейных сред

Тема доклада: Спин-поляризованные состояния в графеноподобных системах

Коллективом научных сотрудников лабораторий материаловедения покрытий и нанотехнологий и физической мезомеханики и неразрушающих методов контроля ИФПМ СО РАН, лаборатории вакуумной электроники ИСЭ СО РАН и лаборатории физических основ прочности ИМСС УрО РАН изучено влияние импульсной обработки низкоэнергетическим сильноточным электронным пучком (НСЭП) в радиально-сходящейся геометрии на структуру, остаточные напряжения и кристаллографическую текстуру образцов сплава Ti-6Al-4Vс разной исходной текстурой ().Установлено, что данный способ обработки поверхности образцов приводит к формированию однородной структуры в перекристаллизованном слое по всей поверхности образца (‚),подавлению роста в ней столбчатой структуры (‚-ƒ), снижает твердость („) и средний уровень остаточных упругих напряжений под этим слоем в ~2 раза по сравнению с традиционно используемым аксиально-симметричным НСЭП. Показано, что кристаллографическая многокомпонентность текстуры и объемная доля зерен, формирующих каждую компоненту текстуры в структуре поверхностного слоя облученного образца Ti-6Al-4V, в совокупности определяют характер распределения остаточных напряжений в зависимости от кристаллографической ориентации поверхностных зерен, а также средний уровень этих напряжений в анализируемом объеме (…). Практическая значимость данного результата заключается в возможности использования способа электронно-пучковой обработки в радиально-сходящейся геометрии для обработки промышленных изделий из титановых сплавов произвольной формы и его экономической эффективности за счет снижения продолжительности обработки и, соответственно, энергозатрат на ее осуществление.

Топологические изоляторы демонстрируют нетривиальную топологию зонной структуры благодаря инверсии краев объемной запрещенной зоны, обусловленной сильным спин-орбитальным взаимодействием и наличие топологически-защищённого безщелевого спин-поляризованного поверхностного состояния. В большинстве работ до сего времени изучались естественные поверхности скола ван дер Ваальсовых топологических изоляторов — (111). В настоящем исследовании удалось экспериментально приготовить боковую поверхность приемлемого качества для фотоэмиссионных измерений. Однако она оказалась сложно фасетированной. Теоретические расчёты предсказали зависимость дисперсии поверхностных состояний от формы проекции объёмного континуума на выбранную ориентацию и поиск возможных ориентаций фасеток позволил выявить ориентацию поверхности, на которой дисперсия топологически-защищённого состояния идеально совпадает с наблюдаемой в эксперименте. Спектр такой поверхности характеризуется большой kx/ky анизотропией: скорость Ферми вдоль краёв ван дер ваальсовых промежутков (вдоль kx) в семь раз выше, чем поперёк (вдоль ky), как в эксперименте так и в расчёте. плоскость.

На рисунке показаны сечения рассчитанной объёмной поверхности Ферми n-допированного теллурида висмута различными кристаллографическими плоскостями и проекции объёмных состояний на эти поверхности; контуры постоянной энергии для поверхности (10-1); наложение рассчитанного спектра поверхности (10-1) на E(k) спектр измеренный с помощью фотоэмиссионной спектроскопии с угловым разрешением и сравнение соответствующих поверхностей Ферми двумерных состояний.

Результаты опубликованы в статье:
Shvets I.A., Eremeev S.V., Golyashov V. A., Kumar N., Tarasov A. S., Kokh K. A., Tereshchenko O. E. Electronic structure of the Bi2Te3 non-van der Waals surface // Phys. Rev. B. – 2025. – Vol. 112. – P. 155166. Impact Factor = 3.7, квартиль Q1
https://doi.org/10.1103/bd4p-zrmy