Сразу трое аспирантов ИФПМ СО РАН стали президентскими стипендиатами

По результатам конкурсного отбора 2026 года стипендиатами Президента РФ стали аспиранты Института физики прочности и материаловедения им. В.Е. Панина СО РАН Полина Лаврентьева, Алексей Зеленков и Алексей Нифонтов. Уже на раннем этапе своей научной карьеры они достигли значимых результатов, которые и получили высокое признание. Итак, расскажем, чем же занимаются молодые исследователи.

Полина Лаврентьева – выпускница физико-технического факультета ТГУ. В 2021 году она продолжила обучение в магистратуре, где начала свой научный путь под руководством доктора физико-математических наук, профессора Светланы Александровны Баранниковой. Следующим логичным шагом Полины Валентиновны стало поступление в аспирантуру. Она исследует, как именно в алюминии – самом распространенном в авиакосмической отрасли материале – в диапазоне отрицательных температур (до –100 °C) происходит локализация пластической деформации. Локализация выявляет наиболее интересные объемы металла, в которых деформация обгоняет в своем развитии процессы, идущие в других объемах. Именно в очагах локализации активированы механизмы деформационного упрочнения и разрушения. Изучение этого явления важно для прогнозирования долговечности материалов и конструкций, работающих в экстремальных условиях, для оценки ресурса их безопасности и надежности.

– Проблема описания пластической деформации металлов ставит во главу угла анализа макроскопические – автоволновые – закономерности развития локализованной пластической деформации, изучаемые в лаборатории физики прочности ИФПМ СО РАН. В рамках автоволнового подхода локализация пластичности рассматривается как неотъемлемый признак пластического течения, возникающий в результате упорядочения деформационной (дефектной) структуры среды, – отметила аспирантка.

С помощью такого подхода удалось установить закономерности, которые позволяют переходить от данных микроструктурного и акустического контроля к прогнозу склонности материала к макроскопической локализации деформации при заданных режимах обработки и эксплуатации. Полученные результаты, связанные с исследованиями деформационного поведения алюминиевых сплавов в условиях низких температур, востребованы при создании аэрокосмической, автомобильной, надводной и подводной техники.

Алексей Зеленков имеет серьезный профессиональный опыт в области сварки металлов. В 2015 году он окончил ТПУ по направлению «Сварочное производство», затем прошел обучение в магистратуре по машиностроению. Алексей Андреевич работает в должности начальника лаборатории контроля качества сварных соединений управления аварийно-восстановительных работ ООО «Газпром трансгаз Томск». Знакомство с зав. лабораторией механики полимерных композиционных материалов членом-корреспондентом РАН Сергеем Викторовичем Паниным и поступление в аспирантуру стало новым интересным жизненным этапом.

– Цель моей научной работы заключается в поиске и определении оптимальных условий ультразвуковой консолидации, с помощью которой можно получить высококачественные неразъемные соединения полимерных композитных материалов, армированных различными видами углеродных волокон. Очень важно правильно подобрать режимы ультразвукового воздействия и изучить возможности использования специальных полимерных пленок “Energy Directors”, помещаемых между различными слоями материала для улучшения качества соединений. Результаты этих исследований востребованы в аддитивных технологиях, при устранении дефектов в изделиях из полимерных композитов, а также в авиастроении и автомобильной промышленности, – пояснил А.А. Зеленков.

Одна из проблем, возникающих при ультразвуковой консолидации полимерных материалов, связана с хрупкостью углеродного волокна: если оказать на него чрезмерно сильное воздействие, оно разрушается. При этом роль его очень велика: именно высокая удельная прочность и жесткость, а также другие исключительные характеристики углеродных волокон и матов позволяют создавать легкие и долговечные материалы. С помощью пленок “Energy Directors”, накладываемых между соединяемыми пластинами материала, формируется дополнительный полимер – своеобразный демпфер, поглощающий и смягчающий колебания, удары и вибрации.

Как пояснил Алексей, благодаря генерации тепла, меньше чем за секунду происходит плавление “Energy Directors” и тонкого приповерхностного слоя соединяемых им пластин, что и позволяет получить качественное соединение без повреждений углеродного волокна. Кроме этого, удалось установить, что прочность соединений, полученных с помощью ультразвуковой консолидации, сопоставима с прочностью основного материала.

В 2019 году Алексей Нифонтов поступил в Инженерную школу новых производственных технологий ТПУ, выбрав специальность «Материаловедение». Будучи студентом второго курса, он приступил к научной работе в ИФПМ СО РАН под руководством зав. лабораторией физики иерархических структур в металлах и сплавах доктора физико-математических наук Елены Геннадьевны Астафуровой. После окончания магистратуры молодой исследователь продолжил обучение в институтской аспирантуре.

– В составе научного коллектива я изучаю столь востребованные сейчас высокоэнтропийные сплавы и влияние диффузионноподвижного водорода на процесс водородного охрупчивания (разрушения материалов под воздействием водорода, проникающего в них из агрессивной среды) при криогенных температурах. Результаты этих исследований востребованы в водородной энергетике, авиакосмической отрасли, тяжелом машиностроении и других отраслях, где необходимо сохранить долговечность и надежность материалов в условиях воздействия водорода, – рассказал Алексей Сергеевич.

Многие высокоэнтропийные сплавы демонстрируют повышенную стойкость к водородному охрупчиванию, что объясняется особенностями их атомной структуры и химическим составом. Объектом исследований молодого ученого и его коллег стал классический пятикомпонентный эквиатомный сплав Кантора (кобальт, хром, железо, марганец и никель), а также целая группа сплавов, включая четырех- и трехкомпонентные системы. В отличие от многих обычных металлов, где основной механизм пластической деформации – это скольжение дислокаций, в высокоэнтропийных сплавах же после определенных степеней деформации и определенном температурном диапазоне испытаний дислокационное скольжение изменяется на нанодвойникование.

Алексей исследует влияние микроструктуры и фазового состава сплава Кантора на стойкость к водородному охрупчиванию, к примеру, изменение размера зерна и выделение частиц вторичных фаз. Целью работы является поиск структурного-фазового состояния с оптимальными механическими свойствами для использования сплава в водородосодержащей агрессивной среде.

© Пресс-служба ТНЦ СО РАН