Застосування методів статистичної фізики у проблемах фізики металів і сплавів в наукових установах України у 50–60-ті рр. ХХ ст.

У статті висвітлюються теоретичні результати, значущі для розвитку статистичної фізики, які були одержані при розгляді задач фізики металів у відділах дифузії, фазових перетворень та теоретичному відділі Інституту металофізики НАН України академіками Г.В. Курдюмовим, В.М. Свєчніковим, А.А. Смирновим...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2011
1. Verfasser:	Литвинко, А.С.
Format:	Artikel
Sprache:	Ukrainian
Veröffentlicht:	Центр пам’яткознавства НАН України і Українського товариства охорони пам’яток історії та культури 2011
Schriftenreihe:	Питання історії науки і техніки
Schlagworte:	Розвиток наукових і технічних ідей
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/77251
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Застосування методів статистичної фізики у проблемах фізики металів і сплавів в наукових установах України у 50–60-ті рр. ХХ ст. / А.С. Литвинко // Питання історії науки і техніки. — 2011. — № 4. — С. 2-11. — Бібліогр.: 29 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-77251
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-772512015-02-25T03:01:41Z Застосування методів статистичної фізики у проблемах фізики металів і сплавів в наукових установах України у 50–60-ті рр. ХХ ст. Литвинко, А.С. Розвиток наукових і технічних ідей У статті висвітлюються теоретичні результати, значущі для розвитку статистичної фізики, які були одержані при розгляді задач фізики металів у відділах дифузії, фазових перетворень та теоретичному відділі Інституту металофізики НАН України академіками Г.В. Курдюмовим, В.М. Свєчніковим, А.А. Смирновим, членами-кореспондентами А.Г. Лесником та М.О. Кривоглазом, профессором С.Д. Герцрікеном. В статье освещаются теоретические результаты, значимые для развития статистической физики, которые были получены при рассмотрении задач физики металлов в отделах диффузии, фазовых превращений и теоретическом отделе Института металлофизики НАН Украины академиками Г.В. Курдюмовым, В.М. Свечниковым, А.А. Смирновым, членами-корреспондентами А.Г. Лесником и М.А. Кривоглазом, профессором С.Д. Герцрикеном. The article highlights the theoretical results relevant for the development of statistical physics, which were obtained when considering the problems of physics of metals in the departments of diffusion, phase transitions and the theoretical department of the Institute for Metal Physics NAS of Ukraine by academicians G.V. Kurdyumov, V.M. Svechnikov, A.A. Smirnov, member-correspondent A.G.Lesnyk and M.О. Krivoglaz, professor S.D. Hertsriken. 2011 Article Застосування методів статистичної фізики у проблемах фізики металів і сплавів в наукових установах України у 50–60-ті рр. ХХ ст. / А.С. Литвинко // Питання історії науки і техніки. — 2011. — № 4. — С. 2-11. — Бібліогр.: 29 назв. — укр. 2077-9496 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/77251 53(477)(091) uk Питання історії науки і техніки Центр пам’яткознавства НАН України і Українського товариства охорони пам’яток історії та культури
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Розвиток наукових і технічних ідей Розвиток наукових і технічних ідей
spellingShingle	Розвиток наукових і технічних ідей Розвиток наукових і технічних ідей Литвинко, А.С. Застосування методів статистичної фізики у проблемах фізики металів і сплавів в наукових установах України у 50–60-ті рр. ХХ ст. Питання історії науки і техніки
description	У статті висвітлюються теоретичні результати, значущі для розвитку статистичної фізики, які були одержані при розгляді задач фізики металів у відділах дифузії, фазових перетворень та теоретичному відділі Інституту металофізики НАН України академіками Г.В. Курдюмовим, В.М. Свєчніковим, А.А. Смирновим, членами-кореспондентами А.Г. Лесником та М.О. Кривоглазом, профессором С.Д. Герцрікеном.
format	Article
author	Литвинко, А.С.
author_facet	Литвинко, А.С.
author_sort	Литвинко, А.С.
title	Застосування методів статистичної фізики у проблемах фізики металів і сплавів в наукових установах України у 50–60-ті рр. ХХ ст.
title_short	Застосування методів статистичної фізики у проблемах фізики металів і сплавів в наукових установах України у 50–60-ті рр. ХХ ст.
title_full	Застосування методів статистичної фізики у проблемах фізики металів і сплавів в наукових установах України у 50–60-ті рр. ХХ ст.
title_fullStr	Застосування методів статистичної фізики у проблемах фізики металів і сплавів в наукових установах України у 50–60-ті рр. ХХ ст.
title_full_unstemmed	Застосування методів статистичної фізики у проблемах фізики металів і сплавів в наукових установах України у 50–60-ті рр. ХХ ст.
title_sort	застосування методів статистичної фізики у проблемах фізики металів і сплавів в наукових установах україни у 50–60-ті рр. хх ст.
publisher	Центр пам’яткознавства НАН України і Українського товариства охорони пам’яток історії та культури
publishDate	2011
topic_facet	Розвиток наукових і технічних ідей
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/77251
citation_txt	Застосування методів статистичної фізики у проблемах фізики металів і сплавів в наукових установах України у 50–60-ті рр. ХХ ст. / А.С. Литвинко // Питання історії науки і техніки. — 2011. — № 4. — С. 2-11. — Бібліогр.: 29 назв. — укр.
series	Питання історії науки і техніки
work_keys_str_mv	AT litvinkoas zastosuvannâmetodívstatističnoífízikiuproblemahfízikimetalívísplavívvnaukovihustanovahukraíniu5060tírrhhst
first_indexed	2025-07-06T01:33:03Z
last_indexed	2025-07-06T01:33:03Z
_version_	1836859349290450944
fulltext	2 ISSH 2077-9496 ÐÎÇÂÈÒÎÊ ÍÀÓÊÎÂÈÕ ² ÒÅÕÍ²×ÍÈÕ ²ÄÅÉ УДК 53(477)(091) ЗАСТОСУВАННЯ МЕТОДІВ СТАТИСТИЧНОЇ ФІЗИКИ У ПРОБЛЕМАХ ФІЗИКИ МЕТАЛІВ І СПЛАВІВ В НАУКОВИХ УСТАНОВАХ УКРАЇНИ У 50–60-ТІ РР. ХХ СТ. Литвинко А.С., д-р іст. наук (ЦДПІН ім. Г.М. Доброва НАН України) В статті висвітлюються теоретичні результати, значущі для розвитку статис- тичної фізики, які були одержані при розгляді задач фізики металів у відділах дифу- зії, фазових перетворень та теоретичному відділі Інституту металофізики НАН України академіками Г.В. Курдюмовим, В.М. Свєчніковим, А.А. Смирновим, членами- кореспондентами А.Г. Лесником та М.О. Кривоглазом, профессором С.Д. Герцрікеном. Важливі теоретичні ре- зультати, значущі для роз- витку статистичної фізики, були одержані при розгля- ді задач фізики металів в Ін- ституті металофізики НАН України, перш за все у від- ділах дифузії, фазових пе- ретворень та теоретичному відділі інституту [1-2]. Оскільки важливим ета- пом в процесі створення матеріалів з високими характеристи- ками міцності є термічна обробка, то вивчення процесів, пов’язаних з тер- мічною обробкою сплавів, зокрема сталі, стало основним напрямом роз- витку фізичного матеріалознавства в Україні. Перші дослідження з фізи- ки металів були проведені в організо- ваному у 1928 р. Українському фізико- технічному інституті в Харкові; потім з 1931 р. розроблялись у його Дніпро- петровській філії, на базі якої у 1932 р. було створено Дніпропетровський фізико-технічний інститут ДФТІ; а з 1946 – в Лабораторії металофізи- ки НАН України, яка стала базою для створення у 1955 р. Інституту метало- фізики НАН України [3-5]. Наприкінці 1944 р. група вчених ДФТІ була переведе- на до Києва, де було органі- зовано відділ металофізики Інституту чорної металур- гії АН УРСР. Очолив цей відділ академік НАН Укра- їни Георгiй В’ячеславович Курдюмов, який до війни з 1932 р. завідував рентге- нівською лабораторією Дні- пропетровської філії УФТІ, а потім – відділом рентгенометалогра- фії новоствореного ДФТІ. 15 листопа- да 1945 р. на базі відділу металофізики Інституту чорної металургії було ство- рено лабораторію металофізики АН УРСР, куди увійшли вчені лаборато- рії фазових перетворень у металах та сплавах, а також лабораторії криста- лізації металів та сплавів довоєнного ДФТІ, разом з відділом дифузії Інсти- туту фізики АН УРСР. Лабораторія ме- талофізики розпочала свою діяльність з 1 січня 1946 р. У 1953 р. до її скла- ду було введено відділ металознавства та лабораторію рентгеноспектрально- го аналізу Інституту чорної металургії. 1 березня 1955 р. лабораторія метало- фізики була перетворена в інститут ме- 3ÏÈÒÀÍÍß ²ÑÒÎÐ²² ÍÀÓÊÈ ² ÒÅÕÍ²ÊÈ 2011 №4 ÐÎÇÂÈÒÎÊ ÍÀÓÊÎÂÈÕ ² ÒÅÕÍ²×ÍÈÕ ²ÄÅÉ талофізики НАН України, який очолив Г.В. Курдюмов. Одним з головних напрямів робіт відділу фазових перетворень, керо- ваного Г.В. Курдюмовим, були дослі- дження механізму й кінетики фазових перетворень при гартуванні і відпуску сплавів, насамперед фазового переходу мартенситу в аутенсит. Встановлення вченими відділу структури мартенси- ту і з’ясування характеру його орієнта- ції відносно вихідної аутенситної фази дали уявлення про бездифузійний ха- рактер мартенситного перетворення в сталях. Вченим було з’ясовано, що пе- ребудова ґратки має такий характер, коли атоми зміщуються відносно один одного, не обмінюючись місцями на відстані, що не перевищує міжатомної. Були також виявлені та детально дослі- джені бездифузійні фазові перетворен- ня в сплавах кольорових металів. Одним з ключових результатів цих досліджень стало чітке розуміння на- явності двох основних процесів, що відбуваються при фазових перетво- реннях. Це – дифузійні процеси, які спричиняють перерозподіл концентра- ції, а також процеси перебудови ґрат- ки. Для вказаних процесів характерна значна різниця швидкостей протікання та їх залежність від температури. Було встановлено, що найзначніші розбіж- ності під час протікання цих процесів спостерігаються при розпаді твердого розчину аутенситу в сталі та інших ев- тектоїдних сплавах. Керування проце- сами розпаду твердого розчину дало можливість одержати набір проміж- них станів з тими чи іншими задани- ми властивостями. Одним з важливих результатів досліджень цього напря- му є встановлення зворотності мартен- ситних перетворень, що дало підставу розглядати їх як фазові перетворення в однокомпонентних системах. Упер- ше це явище було докладно вивчене на мідно-алюмінієвих сплавах (Г.В. Кур- дюмов, В.Н. Гріднєв, Е.З. Камінський, Т.І. Стеллецька), потім на сплавах мідь- олово та мідь-цинк (І.В. Ісайчев), а піз- ніше було виявлено й для низки спла- вів на основі заліза [6-7]. Відомі на той час праці з цього пи- тання давали підставу припустити, що мартенситні перетворення взагалі не підлягають основним законам фазових перетворень. Проте, детально проана- лізувавши експериментальний матері- ал, накопичений до 1940 р., Г.В. Кур- дюмов висловив припущення, що ці перетворення також відбуваються шля- хом зародження центрів кристалізації й подальшого їх росту. У 1947 р. він ви- дав працю, у якій на основі нових уяв- лень було пояснено ряд особливостей мартенситного перетворення, вказано умови, при яких швидкість перетво- рення може бути сповільнена, і ви- словлені міркування щодо можливості існування пружних кристалів мартен- ситних фаз. Дослідження перетворень у сплавах мідь-алюміній-нікель, прове- дені Г.В. Курдюмовим та Л.Г. Хандро- сом у 1948 р., підтвердили припущення про існування „пружного” росту крис- талів мартенситної фази, тобто було відкрито явище термопружної рівно- ваги при мартенситних перетвореннях (ефект Курдюмова). Разом з дослідженнями природи ме- ханізму кінетики мартенситних пере- творень широко досліджувались також процеси відпускання загартованої ста- лі. Так, було показано (Г.В. Курдюмов, Л.І. Лисак), що розпад мартенситу від- 4 ISSH 2077-9496 ÐÎÇÂÈÒÎÊ ÍÀÓÊÎÂÈÕ ² ÒÅÕÍ²×ÍÈÕ ²ÄÅÉ бувається в дві стадії, які розрізняють- ся механізмом та кінетикою протікан- ня. Вивчався також вплив легуючих елементів на механізм і кінетику роз- паду мартенситу при відпусканні за- гартованої сталі. Було встановлено, що легуючі елементи істотно не змінюють протікання першої стадії розпаду, в той час як швидкість другої стадії розпаду суттєво залежить від природи і кіль- кості легуючих елементів (Г.В. Курдю- мов, Л.І. Лисак, Г.Я. Козирський). Важливі роботи були проведені при вивченні мозаїчної структури та вну- трішніх напружень мартенситу, від- пущеного при різних температурах. Встановлено (Г.В. Курдюмов, Л.І. Ли- сак), що для стану високої міцності сталі характерна наявність високих на- пружень II й III роду і велика дисперс- ність кристаликів як альфа-твердого розчину, так і карбідної фази. Знеміц- нювання сталі супроводжується знят- тям спотворень ґраток і збільшенням частинок складових фаз. Важливі дослідження на монокрис- талічних зразках (Г.В. Курдюмов, І.В. Ісайчев, М.П. Арбузов) були проведені з метою вивчення процесів карбідоут- ворення при відпусканні загартованої сталі. Вивчалася кінетика коагуляції цементиту при відпусканні загартова- ної сталі та вплив легуючих елемен- тів на ці процеси. Зокрема, підтверди- лося припущення Г.В. Курдюмова, що мартенсит є пересиченим твердим роз- чином вуглецю в альфа-залізі, а тетра- гональність кристалічних ґраток мар- тенситу обумовлена не напруженнями, а розчиненим вуглецем (Г.В. Курдю- мов, М.П. Арбузов). Праці Г.В. Курдюмова, його співро- бітників та учнів у галузі гартування і відпускання сталі заклали основу на- укового обґрунтування процесів тер- мічної обробки сталі. Ці роботи стали базою подальших досліджень відділу фазових перетворень з вивчення про- цесів зміцнення і знеміцнення сплавів, що відбуваються при термічній і ме- ханічній обробках, а також питань фі- зичної природи жароміцності сплавів, створення нових типів конструкційних перетворень та сплавів з “пам’яттю форми” [8-9]. Відкриття явища термо- пружної рівноваги фаз обумовило уні- кальні фізико-механічні властивості, – ефекти пам'яті форми, надпружності, аномально високої демпфуючої здат- ності; встановлення механізму впли- ву включень, структурних неодно- рідностей, зовнішніх пружних полів, тиску, багатократних імпульсних на- вантажень, термоциклування і інших зовнішніх чинників на особливості мартенситних перетворень, що дозво- лило істотно розширити застосуван- ня на практиці матеріалів з вказаними вище унікальними властивостями. Ро- боти Г.В. Курдюмова ініціювали роз- виток досліджень з фізики металів на заводах і у вузах Придніпров’я. Так, у Дніпропетровському університеті він організував перші в Радянському Сою- зі кафедру металофізики (1934) і рент- генологічну лабораторію (1935). Один з учнів В.І. Данилова член- кореспондент НАН України Андрій Герасимович Лесник також продовжу- вав роботу в Інституті металофізики НАН України, де з 1955 до 1987 керу- вав відділом фізики плівок. Вчений у 1940 р. закінчив Київський універси- тет та у 1947 р. – аспірантуру кафедри металофізики. З 1947 р. працював в Ін- ституті металофізики, у 1947–1954 рр. 5ÏÈÒÀÍÍß ²ÑÒÎÐ²² ÍÀÓÊÈ ² ÒÅÕÍ²ÊÈ 2011 №4 ÐÎÇÂÈÒÎÊ ÍÀÓÊÎÂÈÕ ² ÒÅÕÍ²×ÍÈÕ ²ÄÅÉ викладав у Київському університеті та Київському політехнічному інституті, з 1958 р. – професор, з 1976 р. – член- кореспондент НАН України [10]. На- укові праці А.Г. Лесника стосуються побудови статистичної теорії сплавів та фізики магнітних явищ. Він розро- бив статистичну теорію фазових пе- ретворень у бінарних сплавах, теорію розпаду твердих розчинів, теорію маг- нітної анізотропії та статистичну тео- рію магнітної сприйнятливості реаль- них плівок. Уявлення, розвинуті А.Г. Лесником в теорії термодинамічних властивостей бінарних сплавів, дали змогу пояснити ряд їх характерних особливостей. Так, було показано, що між атомами компо- нент можливий перерозподіл електро- нів, який обумовлює появу електро- статичних сил взаємодії, що, в свою чергу, впорядковують структуру спла- ву. Роботи А.Г. Лесника з теорії полі- морфних перетворень у сплавах заліза та розрахунки діаграм стану деяких бі- нарних систем узагальнено в його мо- нографії “Моделі міжатомної взаємодії в статистичній теорії сплавів” [11]. Даний підхід А.Г. Лесником було за- стосовано для дослідження магнітних плівок. Це дозволило дати статистичне тлумачення магнітних властивостей та впливу неоднорідностей наведеної маг- нітної анізотропії на феромагнітний ре- зонанс, створити магнітостатичну тео- рію наведеної магнітної анізотропії, яка виникає при термомагнітній обробці та холодній пластичній деформації феро- магнетиків, встановити роль структур- них дефектів ґратки в утворенні наве- деної магнітної анізотропії [12-13]. Ці результати були узагальнені в моно- графії “Наведена магнітна анізотропія” [14] та використані при розробці про- мислової технології виготовлення ма- триць пам’яті на тонких плівках. Було також розроблено методику спостере- ження електронно-ядерної взаємодії в тонких магнітних плівках. Уперше екс- периментально відкрито та дослідже- но явище подвійного резонансу ФМР– ЯМР, що свідчило про перспективність використання явища спінового відлун- ня в радіотехніці. Ще один важливий науковий напрям було започатковано в організованому у 1946 р. відділі дифузії Лабораторії ме- талофізики під керівництвом профе- сора Соломона Давидовича Герцріке- на, який вивчав рентгенівські промені, дифузію металів, виникнення та рухо- мість дефектів. Йому також належить винахід скла, прозорого для м’яких рентгенівських променів, що дало змо- гу СРСР у 30-40 рр. ХХ ст. розпочати виробництво запаяних рентгенівських трубок, а не ввозити їх із-за кордону. З іменем С.Д. Герцрікена пов’язаний початок фізики металів у Києві з 1930 р. у відділі рентгенівських променів Інституту фізики (пізніше називався відділом дифузії, потім – металофізи- ки), який він очолював. Цією темати- кою С.Д. Герцрікен продовжував за- йматись в Інституті металофізики. С.Д. Герцрікен закінчив Київський університет (1926 р.) та аспіранту- ру в 1929 р. Вже у 1927 р. в «Україн- ських фізичних записках» було вида- но його першу працю у співавторстві з В.Є. Лашкарьовим «Камера для де- баєграм зі зразків довільної форми». З 1928 р. до 1932 р. він працює доцентом Індустріального інституту (Київський політехнічний інститут), а у 1931 р. створює та очолює кафедру рентгено- 6 ISSH 2077-9496 ÐÎÇÂÈÒÎÊ ÍÀÓÊÎÂÈÕ ² ÒÅÕÍ²×ÍÈÕ ²ÄÅÉ металофізики в Київському університе- ті. Основним напрямом роботи керова- ного С.Д. Герцрікеном відділу дифузії Інституту металофізики було вивчен- ня чинників, що впливають на процеси дифузії, удосконалення існуючих мето- дів дослідження, а також розробка но- вих методів. Так, вивчаючи явища ди- фузії в металах, вчені ставили завдання з’ясувати головні фактори, що харак- теризують процес дифузії у двоком- понентних сплавах. Виявилось, що це енергії та ентропії активації. Досліджу- вались також трикомпонентні сплави, зокрема, срібні та мідні, в тому числі й за допомогою радіоактивних ізото- пів [15]. Так, для деяких металів і спла- вів було докладно розглянуть питання про кількість вакансій, енергію їх утво- рення та руху, визначено розподіл дис- локацій, їх щільність та енергії руху в деформованих і термічно оброблених зразках [16-20]. С.Д. Герцрікеном та І.Я. Дехтярем удосконалено метод дослідження ди- фузії випаровуванням у вакуумі, який застосовується у тих випадках, коли одна зі складових має відносно висо- ку пружність пари в області досліджу- ваних температур. На той час існуючі методи дослідження коефіцієнта ди- фузії на межах мали істотний недолік, оскільки визначення носили відносний характер: даний параметр визначався за допомогою коефіцієнта дифузії в зерні та ширину межі, яка довільно обирала- ся рівною 5·10-8 см. У відділі С.Д. Герц- рікена ж було розроблено новий спосіб визначення абсолютного значення кое- фіцієнта межової дифузії за методами кінцевої задачі, який дав змогу оціни- ти ширину межі між зернами. Отже, це дало можливість з’ясувати роль горо- фільних домішок, які концентрують- ся на межах, а також горофобних, що, відходять з меж у глибину зерна. Під керівництвом С.Д. Герцріке- на було розроблено також метод до- слідження дифузії в суміші двох фаз. Зазвичай деталі, що мають підвище- ну температуру (при якій помітну роль відіграє рухомість атомів), знаходять- ся під навантаженням, а тому швид- кість процесів, які відбуваються в них, порівняно з ненавантаженими деталя- ми змінюється. У відділі було прове- дено дослідження впливу осьових на- пружень (І.Я. Дехтяр) на параметри дифузії, зокрема, показано, що швид- кість дифузії при осьових напружен- нях зростає приблизно в 10–15 разів. Вивчення впливу всебічного стиску на самодифузію цинку (С.Д. Герцрі- кен) показало, що при тиску в 100 кг/ см2 енергія активації зменшується, а коефіцієнт дифузії зростає. У металах найчастіше відбувається дифузія через вакансії, де енергія активації самоди- фузії дорівнює сумі енергії утворення вакансій та енергії активації їх руху. Ці дослідження були підсумовані в моно- графії С.Д. Герцрікена та І.Я. Дехтяря у 1960 р. «Дифузія в металах та спла- вах у твердій фазі” [21]. С.Д. Герцрікеном із співробітника- ми було розроблено також метод визна- чення з кривих лінійного розширення енергії утворення вакансій, проведені систематичні дослідження впливу до- мішок на параметри дифузії внаслідок зміни складу сплавів, валентності еле- ментів, атомного радіуса, а також роз- роблено теорію направлених валент- ностей у ковалентних сполуках. Ряд досліджень у цьому відділі (І.Я. Дехтяр) присвячувався вивченню ха- 7ÏÈÒÀÍÍß ²ÑÒÎÐ²² ÍÀÓÊÈ ² ÒÅÕÍ²ÊÈ 2011 №4 ÐÎÇÂÈÒÎÊ ÍÀÓÊÎÂÈÕ ² ÒÅÕÍ²×ÍÈÕ ²ÄÅÉ рактеру міжатомної взаємодії у спла- вах на основі металів групи заліза, а та- кож теоретичним питанням повзучості і міцності металів при високих тем- пературах. Зокрема, встановлено, що зростання твердості металів внаслідок пластичної деформації пов’язано із збільшенням дислокацій, яка вимірю- ється за зміною об’єму при відпалі де- формованих металів (С.Д. Герцрікен, Н.Н. Новиков). Започаткована С.Д. Герцрікеном те- матика розробляється його учнями і послідовниками у таких напрямах, як дослідження межової (об'ємної) дифу- зії; параметрів дифузії на стаціонарних межах зерен; параметрів дифузії на ру- хомих границях зерен; параметрів по- верхневої дифузії; аномального масо- перенесення за нестаціонарних умов; параметрів дифузії у металевих спла- вах з нетрадиційними ( квазі–, нано- кристалічною) структурами. Це, перш за все, професор Л.Н. Ларіков і остан- ній аспірант Соломона Давидовича, доктор фіз.-мат. наук, професор В.М. Фальченко. Слід зазначити, що у 1953 р. з Ін- ституту чорної металургії НАН Укра- їни в Лабораторію металофізики було переведено відділ металознавства, очолюваний академіком НАН України Василем Миколайовичем Свєчнико- вим. Основним напрямом праці відді- лу були дослідження фазових рівно- ваг дво- і трикомпонентних металевих систем з метою пошуку композицій, придатних для високотемпературної експлуатації. Паралельно у контакті з Міністерством чорної металургії у зв’язку з керченською проблемою ви- користання арсенистих руд, вивчалися сплави залізо–арсен та залізо–арсен– вуглець. З робіт В.М. Свєчникова те- оретичного характеру у першу чергу слід зазначити роботи із систематики даних про вплив легуючих елементів на поліморфізм заліза, а також роботу В.М. Свєчникова і А.Г. Лісника „До те- орії поліморфізму заліза” 1956 р. Надзвичайно важливими для розви- тку методів статистичної фізики стали роботи теоретичного відділу Інститу- ту металофізики, який було створено у 1950 р. Від дня заснування та до 1987 р. відділом керував академік НАН Украї- ни Адріан Анатолійович Смирнов. Ве- ликий цикл наукових праць А.А. Смир- нова стосується теорiї твердого тіла та фазових переходів у недосконалих ме- талевих кристалах. Він розвинув теорiї руху електрона в кристалічній ґратці та електронного енергетичного спектру сплавів, що впорядковуються (1947), квантову теорію електроопору металів і сплавів, статистичну теорію впоряд- кування і дифузії у металах і сплавах, зокрема, в сплавах впровадження. Пе- редбачив ефект впливу впорядкуван- ня сплавів на дифузію та електронний спектр, встановив принципову мож- ливість при впорядкуванні переходу між металічним та неметалічним типа- ми твердих тіл (1954). Побудував тео- рії розпаду сплавів, які містять у собі домішки на вузлах і міжвузлях криста- лічної ґратки (1955), фазових переходів «порядок – хаос» у сплавах з кількома надструктурами при високих тисках (1974), спільно з С.В. Вонсовським роз- винув теорію розсіяння повільних ней- тронів в упорядкованих сплавах, теорії в’язкості та дифузії в рідких і аморф- них металах. Запропонував новий ме- тод дослідження форми поверхні Фер- мі в металах і сплавах (1959), теорію 8 ISSH 2077-9496 ÐÎÇÂÈÒÎÊ ÍÀÓÊÎÂÈÕ ² ÒÅÕÍ²×ÍÈÕ ²ÄÅÉ розсіяння світла полем електричних за- рядів, при цьому вперше одержав спо- стережуваний ефект розсіяння гамма- променів на атомних ядрах. Перш за все слід відзначити запо- чаткований А.А. Смирновим науковий напрям з впорядкування атомів у спла- вах, у рамках якого ним було розвину- то статистичну теорію впорядкуван- ня та його вплив на різні властивості сплавів, досліджено перебудову енер- гетичного спектра електронів провід- ності, яка виникає при впорядкуванні, передбачено новий важливий якісний ефект можливої появи щілини в енер- гетичному спектрі сплавів при виник- ненні дальнього порядку. Ця теорія стала основою для досліджень оптич- них, фотоелектричних, магнітних та інших властивостей сплавів. Зокрема, було передбачено можливість фазово- го переходу з утворенням упорядко- ваного розташування проникних ато- мів в міжвузлях кристалічної ґратки [22-23]. Пізніше ці ідеї одержали по- дальший розвиток у зв’язку з явищем “плавлення в підгратці”. Учнями А.А. Смирнова також вперше був проведе- но статистико-термодинамічний ана- ліз, на базі якого встановлено всі мож- ливі типи термодинамічно стійких надструктур впровадження на основі щільно упакованих металів (В.Н. Буга- єв, В.А. Татаренко, Р.В. Чепульский). А.А. Смирнов та М.О. Криво- глаз приділяли значну увагу розвитку молекулярно-кінетичної та термодина- мічної теорії металів та сплавів, побу- дували теорію діркоутворення і дифу- зії атомів у впорядкованих сплавах. За цією теорією вперше було враховано статистичний розкид висот потенціаль- них бар’єрів, вона дала змогу передба- чити низку особливостей залежно від параметрів дифузії – температури та концентрації, які виникають при упо- рядкуванні [24-26]. Ці особливості зго- дом були виявлені експериментально. Розвинуто також теорію самодифу- зії за допомогою уявлень про дірковий механізм у бінарних і потрійних невпо- рядкованих сплавах. М.О. Кривоглаз, крім того, передбачив ефект подав- лення критичних флуктуацій при на- явності далекодійних сил, запровадив поняття про флуктуони та розробив їх теорію. А.А. Смирнов розробив тео- рію дифузії та термодифузії у сплавах впровадження при великих концентра- ціях включених атомів та за міжвузля- ми різного типу ґратки металу, а також теорію фазових перетворень зі зміною порядку в системі включених атомів, які займають нееквівалентні положен- нях у ґратці. Ним побудовано також не пов’язану з квазікристалічним набли- женням теорію дифузії та в’язкості в рідких металах, яка привела до нового типу температурних залежностей кое- фіцієнтів самодифузії та в’язкості, що добре узгоджуються з експериментом. Учений також вперше створив послі- довну молекулярно-кінетичну теорію сплавів віднімання, пояснив осно- вні експериментально спостережува- ні особливості структурних та термо- динамічних властивостей цих сплавів. Ним було розвинуто теорію дифузій- них процесів у плівках оксидів на ме- талах та сплавах, яка пояснила меха- нізм захисної дії таких плівок при їх окисленні. Учнями А.А. Смирнова була розвинута строга статистична тео- рія високоенергетичних квазічастинок у багатокомпонентних невпорядкова- них системах, упорядкованих сплавах 9ÏÈÒÀÍÍß ²ÑÒÎÐ²² ÍÀÓÊÈ ² ÒÅÕÍ²ÊÈ 2011 №4 ÐÎÇÂÈÒÎÊ ÍÀÓÊÎÂÈÕ ² ÒÅÕÍ²×ÍÈÕ ²ÄÅÉ та кристалах з дефектами різного типу. На її основі передбачено та вперше тео- ретично описано нові фундаментальні фізичні явища: явище екстинкції вна- слідок розсіяння на викривленнях, а також порушення в монокристалах ві- домого з кінематичної теорії розсіяння закону збереження повної інтеграль- ної відбивної здатності, яка виявилася дуже інформативною величиною. Пе- редбачено також ефекти аномального проходження та екстинкції для неко- герентної складової хвильового поля квазічастинок, які знайшли широке за- стосування (В.Б. Молодкін, М.Є. Оси- новський, С.І. Олиховський). У відділі розвивалася й теорія фа- зових перетворень. Було досліджено вплив домішки третього елемента на розпад сплавів і з’ясовано деякі осо- бливості фазових переходів II роду. Розроблено метод точок розгалуження кривої рівноваги (що не передбачав тип ґратки у впорядкованому стані), за до- помогою якого можна було досліджу- вати фазові переходи типу порядок– хаос та порядок–порядок у сплавах з декількома фазовими перетворення- ми і передбачати тип надструктур, що з’являються при пониженні темпера- тури. З’ясовано вплив на впорядкуван- ня різних факторів, зокрема, показана можливість появи двох точок фазо- вого переходу порядок–хаос при мо- нотонній зміні тиску (А.А. Смирнов, В.В. Гейченко); побудовано теорію, в якій враховано взаємний вплив двох колективних явищ – спінового впоряд- кування в антиферомагнітних тілах та атомного впорядкування. Дана теорія виявила можливість ряду характерних особливостей, пов’язаних із взаємним впливом впорядкування та намагні- чення у сплавах (зміна температур фа- зових переходів, особливості діаграми стану тощо). Великий обсяг досліджень теоре- тичного відділу було присвячено по- будові теорії електроопору сплавів, які мають різні дефекти кристалічної будо- ви. У працях А.А. Смирнова, М.О. Кри- воглаза, З.А. Матисіної та А.І. Носарь було розвинуто багатоелектронну тео- рію остаточного електроопору багато- компонентних упорядкованих сплавів перехідних металів з неперехідними металами, яка добре узгоджувалась з дослідом, встановлено залежність опо- ру від складу сплаву, параметрів даль- нього порядку, кореляції та величин, які характеризують різного роду викрив- лення кристалічної ґратки. Досліджено електроопір періодичних модульованих структур, що значною мірою визнача- ють міцність сплавів, та запропонова- но простий метод визначення важливих характеристик таких структур (ампліту- ди коливань, складу тощо). Слід вказати на проведені теоре- тичним відділом дослідження з тео- рії розсіяння рентгенівських проме- нів та повільних нейтронів. У працях В.В. Гейченка, В.М. Даниленка, М.О. Кривоглаза, З.Я. Матисиної, Д.Р. Різд- вянецького та А.А. Смирнова було розвинуто статистичну кінематич- ну теорію розсіяння сплавами різно- го типу хвиль та теплових нейтронів. Ця теорія дає можливість визначати характер мікронеоднорідностей скла- ду, які впливають на практично важли- ві властивості сплавів, і знаходити де- які енергетичні константи міжатомної взаємодії. На основі побудованої теорії нейтронографії сплавів з урахування дальнього порядку, кореляції, геоме- 10 ISSH 2077-9496 ÐÎÇÂÈÒÎÊ ÍÀÓÊÎÂÈÕ ² ÒÅÕÍ²×ÍÈÕ ²ÄÅÉ тричних дефектів та ефектів магніт- ного розсіяння, було також розроблено нейтронографічний метод досліджен- ня дефектів будови сплавів. Використовуючи метод флуктуа- ційних хвиль, М.О. Кривоглаз та К.П. Рябошапка проаналізували розсіяння рентгенівських променів на статичних викривленнях та критичне розсіяння; запропонували класифікацію дефек- тів за створюваними ними рентгено- графічними ефектами; дослідили роз- сіяння на дислокаціях. М.О. Кривоглаз та А.А. Смирнов також розробили но- вий метод дослідження форми поверх- ні Фермі в металах та сплавах, засно- ваний на вивченні кутового розподілу квантів, які утворюються при анігіляції позитронів з електронами провіднос- ті в монокристалічних зразках. Пере- вагою цього методу було те, що він не вимагав, на відміну від інших загаль- новідомих методів, застосувань маг- нітних полів та низьких температур. Результати А.А.Смирнова відображе- ні у численних наукових працях, серед яких три монографії та одна науково- популярна книга [26-29]. Нині Інститут металофізики НАН України продовжує фундаменталь- ні дослідження на молекулярному та електронному рівнях природи струк- турних змін та фазових перетворень, які виникають у металевих матеріалах та сплавах за особливих умов (низькі та високі температури, високий тиск та вакуум, невагомість, космічна ра- діація) та станах (плівки, поверхневі шари, аморфні стрічки, нано- та квізі- кристали, надпровідники, високодис- персні матеріали та наноструктури) під дією різних факторів (радіаційне та ультразвукове опромінення, ударні на- вантаження, циклічні механічні та те- плові впливи, агресивні середовища, швидкісні нагрівання) та встановлен- ня їх зв’язку зі спостережуваними фі- зичними властивостями. ЛІТЕРАТУРА Герцрикен С.Д., Дяхтяр И.Я. Диффузия 1. в металлах и сплавах в твердой фазе / С.Д.Герцрикен, И.Я.Дяхтяр. – М.: Гос- техиздат, 1960. – 564 с. Институт металлофизики. – Киев: 2. Наук.думка, 1985. – 36 с.; Институт металлофизики им. Г.В.Курдюмова. – Киев: Наук.думка, 2000. – 174 с. 50 лет харьковскому физико-техничес-3. кому институту. – К.: Наук.думка, 1978. – 320 с. Харьковский физико-технический ин-4. ститут. – К.: Наук. думка, 1978. – 143 с. Физтех–60. Люди и судьбы. – Днепро-5. петр. ун-т, 2000. – 420 с. Курдюмов Г.В. Днепропетровский 6. физико-технический институт / Г.В.Курдюмов, А.Э. Малиновский // Науч.-исслед. Ин-ты тяжелой пром. – ОНТИ НКТП. – 1936. Смирнов А.А. Теория сплавов внедре-7. ния / А.А.Смирнов.– М.: Наука, 1979. – 380 с. Смирнов А.А. Теория диффузии 8. атомов в сплавах / А.А.Смирнов, М.А.Кривоглаз // Успехи физ. наук. – 1955. – Т3. – С.55. Смирнов А.А. Теория электросопро-9. тивления сплавов / А.А.Смирнов. – Киев: Изд-во АН УССР, 1960. Особова справа члена-кореспонлента 10. НАН України Лесника Андрія Гераси- мовича // Архів Президії НАН України. – Ф.251. – Оп.632. – Спр.№18. Лесник А.Г. Модели межатомного вза-11. имодействия в статистической теории сплавов / А.Г.Лесник. – М.: Физматгиз, 1962. – 87 с. Лесник А.Г. Статистическая трактовка 12. магнитных свойств.Ч.I / А.Г.Лесник // 11ÏÈÒÀÍÍß ²ÑÒÎÐ²² ÍÀÓÊÈ ² ÒÅÕÍ²ÊÈ 2011 №4 ÐÎÇÂÈÒÎÊ ÍÀÓÊÎÂÈÕ ² ÒÅÕÍ²×ÍÈÕ ²ÄÅÉ Физика металлов и материаловедение. – 1969. – Т.27. – №6. – С.1000. Лесник А.Г. Статистическая трактовка 13. влияния неоднородностей анизотро- пии на ферромагнитный резонанс / А.Г. Лесник / Физика металлов и материало- ведение. – 1969. – Т.28. – №1. – С.84. Лесник А.Г. Наведенная магнитная 14. анизотропия / А.Г.Лесник. – К.:Наук. думка, 1976. – 160 с. С.Д.Герцрікен, Н.Н.Новиков // Вісник 15. Київського ун–ту, сер.фіз. та хім. – 1958. – №1, вип.1 Герцрікен С.Д., Новиков Н.Н. // Укр. 16. фіз. журн. – 1959. – Т.4. – С.640. Герцрикен С.Д., Новиков Н.Н. // Изв. 17. вузов, фізика. – 1960. – №2. Герцрікен С.Д., Новиков Н.Н., Горидь-18. ко М.Я. // Укр. физ. журн. – 1961. – Т6. – №2. Герцрікен. С.Д., Рево А.Д. // Укр. физ. 19. журн. – 1961. – 6. – №3. Ткаченко Ф.К. // Укр. физ. журн. – 1961. 20. – 6. – №4. Герцрикен С.Д., Дяхтяр И.Я. Диффузия 21. в металлах и сплавах в твердой фазе / С.Д.Герцрикен, И.Я.Дяхтяр. – М.: Гостехиздат, 1960. – 564 с. Смирнов А.А. Теория окисления спла-22. вов / А.А. Смирнов // Журн. эксперим. и теорет. физики. – 1944. – Т.14. – С.46. Смирнов А.А. Теория гальваномагнит-23. ных эффектов в упорядочивающих- ся сплавах / А.А.Смирнов // Изв.АН СССР. – 1947. – Т.11. – С.507. Смирнов А.А. Теория сплавов внедре-24. ния / А.А.Смирнов.– М.: Наука, 1979. – 380 с. Смирнов А.А. Теория диффузии 25. атомов в сплавах / А.А.Смирнов, М.А.Кривоглаз // Успехи физ. наук. – 1955. – Т3. – С.55. Кривоглаз М.А. Теория упорядочи-26. вающихся сплавов / М.А.Кривоглаз, А.А.Смирнов. – М.: Физматгиз, 1958. – 388 с. Смирнов А.А. Теория электросопро-27. тивления сплавов / А.А.Смирнов. – Киев: Изд-во АН УССР, 1960. Смирнов А.А. Молекулярно-кинетичес-28. кая теория металлов / А.А.Смирнов. – М.:Наука, 1966. – 488 с. Смирнов А.А. Физика металлов (сов-29. ременные представления о природе металлов) / А.А.Смирнов. – М.:Наука, 1971. – 112 с. Литвинко А.С. Применение методов статистической физики в проблемах физики металлов и сплавов в научных учреждениях Украины в 50-60 е гг. ХХ ст. В статье освещаются теоретические результаты, значимые для разви- тия статистической физики, которые были получены при рассмотрении задач физики металлов в отделах диффузии, фазовых превращений и теоретическом отделе Института металлофизики НАН Украины академиками Г.В. Курдюмо- вым, В.М. Свечниковым, А.А. Смирновым, членами-корреспондентами А.Г. Лес- ником и М.А. Кривоглазом, профессором С.Д. Герцрикеном. Lytvynko A.S. Applications of statistical physics to problems of physics of met- als and alloys in the scientifi c institutions of Ukraine in the 50-60-th of ХХ century. The article highlights the theoretical results relevant for the development of statistical physics, which were obtained when considering the problems of physics of metals in the departments of diffusion, phase transitions and the theoretical department of the Institute for Metal Physics NAS of Ukraine by academicians G.V. Kurdyumov, V.M. Svechnikov, A.A. Smirnov, member-correspondent A.G.Lesnyk and M.О. Krivoglaz, professor S.D. Hertsriken.

Застосування методів статистичної фізики у проблемах фізики металів і сплавів в наукових установах України у 50–60-ті рр. ХХ ст.

Institution

Ähnliche Einträge