Научно-исследовательский центр «Расплав» объединяет специалистов УрГПУ, Института химии твердого тела и Института физики металлов УрО РАН, директор Центра – проф. Попель П.С., ведущие научные сотрудники – проф. Сидоров В.Е., доцент Сон Л.Д.

Данный исследовательский коллектив отпочковался от кафедры физики УГТУ-УПИ в 1988 г. За истекшие годы была развернута уникальная экспериментальная лаборатория, позволяющая проводить прецизионные измерения плотности, скорости и затухания ультразвука, поверхностного натяжения, вязкости, удельного электросопротивления, магнитной восприимчивости и оптических свойств металлических расплавов в интервале температур от точки плавления до 1100-1900 С. Центр имеет устойчивые связи с коллегами из Франции, США, Израиля, Словакии и других стран, что позволяет в необходимых случаях использовать возможности наиболее оснащенных зарубежных лабораторий для проведения нейтронографических измерений, экспериментов с использованием синхротронного излучения и др.

Основные направления исследований:
• Закономерностей возникновения и распада метастабильных микрогетерогенных состояний жидких металлических растворов.
• Влияние гомогенизирующей термической обработки сплавов в жидком состоянии на их структуру и свойства после кристаллизации и аморфизации.
• Влияние малых (до 1 ат.%) примесей на строение и свойства жидких металлов и использование полученных результатов для оптимизации их содержания при микролегировании и модифицировании.
• Структурные превращения в жидких металлах.
• Микронеоднородность сплавов в жидком состоянии при наличии ковалентного взаимодействия.

Показано, что при плавлении гетерогенных шихтовых материалов (в том числе содержащих эвтектики и интерметаллические соединения) или при нагреве несмешивающихся расплавов выше купола расслоения формируются метастабильные микрогетерогенные состояния, которые при небольших перегревах над ликвидусом существуют в течение десятков часов. Такие состояния могут быть необратимо разрушены в результате перегрева расплава до температур, специфических для каждого состава, его ультразвуковой обработки и иных внешних энергетических воздействий. После необратимого разрушения микрогетерогенности изменяются условия затвердевания расплава, в результате чего существенно улучшаются эксплуатационные свойства изделий из кристаллических и аморфных сплавов.

Установлено, что малые примеси оказывают влияние на строение и свойства жидких металлов, не соизмеримое с их содержанием. Начальные участки изотерм свойств имеют осциллирующий вид. Экстремумы на них соответствуют оптимальным концентрациям при микролегировании и модифицировании, обеспечивающим максимальный уровень служебных характеристик.

В ряде жидких металлов обнаружены признаки резких структурных переходов. Построена последовательная статистическая теория таких переходов в рамках приближения локального ближнего порядка. Аналогичные превращения в сплавах интерпретированы как проявление эволюции ковалентного взаимодействия.

Приглашаются к сотрудничеству все исследовательские группы, занимающиеся изучением жидких металлов и сплавов.

Список литературы

1. I.G.Brodova, P.S.Popel and G.I.Eskin. Liquid Metal Processing: Applications to Aluminium Alloys Production. Taylor&Francis, London and New York, 2002,; Gordon&Breach, London and New York, 2004, p.269.
2. P.S.Popel, O.A.Chikova and V.M.Matvejev. Metastable Colloidal States of Liquid Metal¬lic Solutions. High Temperature Materials and Processes, 1995, v.l4,No.4,p.p.219-234.
3. Popel P.S. and Sidorov V.E. Microheterogeneity of Liquid Metallic Solu¬tions and its In¬fluence on the Structure and Properties of Rapidly Quenched Al¬loys. Materials Science and Engineering, A226-228 (1997), p.p.237-244.
4. Sidorov V., Son L., Popel P. and Malyshev L. Phase Transi¬tions and Phase Diagrams for Liquid Iron-based Melts. Там же, р.р.317-320.
5. V.Manov, P.S.Popel, E.Brook-Levinson, V.Molokanov, M.Calvo-Dahlborg, U.Dahlborg, V.Sidorov, L.Son, Y.Tarakanov. Influence of the thermal treatment of melt on the properties of amorphous materials: ribbons, bulks and glass coated microwires. Materials Science and Engineering, 2001, A304-306, pp.54-60.
6. U.Dahlborg, M.Calvo-Dahlborg, V.E.Sidorov. Structure and Properties of some glass-forming liquid alloys. European Physical Journal, B14 (2000) pp. 639-648.
7. Попель П.С. Метастабильная микрогетерогенность расплавов в системах с эвтектикой и монотектикой и ее влияние на структуру сплава после затвердевания. Расплавы, №1, 2005, С.22-48.

Адрес: 620219, Екатеринбург, ГСП-135, пр.Космонавтов, 26, УрГПУ, физический факультет.
Телефон: (343) 371 01 90.
Факс: (343) 371 50 66.
E-mail: pspopel@mail.ru