ЗАЯВКА НА ПРОВЕДЕНИЕ КОСМИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА

ЗАЯВКА
НА ПРОВЕДЕНИЕ КОСМИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА НА
РОССИЙСКОМ СЕГМЕНТЕ МКС
1. Полное наименование КЭ и его шифр:
«Измерение и моделирование термических режимов и процесса формирования
микроструктуры при фазовых переходах в переохлажденных расплавах на основе палладия»
Шифр: «Кинетика-2»
2. Полное наименование и реквизиты организации-постановщика КЭ:
ГОУВПО "Удмуртский государственный университет" (УдГУ)
426034, г. Ижевск, ул.Университетская, д.1, к.1
3.Наименование направлений НПИ, к которым заявитель относит свой КЭ:
Физико-химические процессы и материалы в условиях космоса
(Секция КНТС №2 «Космическое материаловедение»)
4. Данные о научном руководителе КЭ:
Харанжевский Евгений Викторович, ОУВПО "Удмуртский государственный университет",
физико-энергетический факультет, доцент, заведующий лабораторией экспериментальной
физики, к.т.н
5.Ответственный исполнитель в организации-постановщике КЭ:
Харанжевский Евгений Викторович, ОУВПО "Удмуртский государственный университет",
физико-энергетический факультет, доцент, заведующий лабораторией экспериментальной
физики, к.т.н
6.Участники КЭ:
Российские участники
Физико-технический институт им. А.Ф.Иоффе РАН; Филиал ФГУП ЦЭНКИ – НИИСК
Зарубежные участники
Institute of Materials Physics in Space, Cologne, Germany; Ruhr-University Bochum, Bochum
Germany
7. Предполагаемые сроки проведения КЭ:
1 июня 2014 г. – 31 декабря 2014 г.
8. Краткое описание КЭ:
Проект направлен на исследование струкутуры, формирующейся при высокоскоростных
стекольных переходах с в сплавах на основе палладия. В проекте будет изучено влияние
конвекции на кинетику прямого перехода к амарфнму состоянию, иучение условий
формирования аморфной фазы в многокомпонентном сплаве на основе палладия. Полученные
результаты будут использованы для моделирования стеклообразования в переохлажденных
системах в целях проверки влияния термических режимов охлаждения и конвективного
переноса в объемных стеклообразующих сплавах. Целью исследований является разработка
1
продвинутой теоретической модели, учитывающей неравновесные эффекты, при
спинодальном распаде и стекловании, принимающей во внимание процессы конвективного
переноса. Для исчерпывающего понимания процессов стеклования металлических расплавов
необходимы детальные измерения кинетики роста при различных переохлаждениях в условиях
контролируемой конвекции [2]. Существенное снижение конвективного переноса при
бестигельной плавке требует осуществления эксперимента в условиях микрогравитации. При
проведение на борту МКС бестигельной плавки и кристаллизации будет использоваться
многозонная электровакуумная печь (МЭП-1). Указанное оборудование позволит изучить
влияние конвекции [3] на спинодальный распад и стекольный переход в аморфизуемых
сплавах ан основе Pd. Полученные результаты будут использованы для моделирования и
стеклообразования в переохлажденных системах в целях проверки влияния термических
режимов [4] охлаждения и конвективного переноса в объемных стеклообразующих сплавах.
Планируемые действия при реализации проекта включают подготовку и проведение КЭ на
борту МКС с последующим анализом структуры полученных образцов, многостороннее
теоретическое моделирование явлений переноса при спинодальном распаде жидкостей [5] и их
стекловании [6]. КЭ позволит ответить на вопрос: как влияет конвекция на прямой переход к
аморфному состоянию в многокомпонентном сплаве на основе палладия?
Результаты проекта позволят значительно продвинуться в решении фундаментальной
проблемы: «Как учитывать влияние конвекции в математических моделях фазовых
переходов?» Проект соответствует двум направлениям секции №2 КНТС Роскосмоса:
"Процессы получения других материалов" и "Физика жидкости, явления переноса". Цели,
задачи, методы, ожидаемые результаты и распределение работ между российскими и
иностранными участниками проекта описаны в техническом задании на КЭ
Для
успешной
реализации
проекта
будут
использованы
данные,
полученные
в
взаимосвязанном проекте "Кинетика 1", направленном на исследование и математическое
моделирование дендритного и эфтектического роста в бинарных сплавах Cu-Zr. Данные
результаты необходимы для создания математической модели, описывающей влияние
конвективного массопереноса на фазовые переходы многокомпонентных и многофазных
системах.
Эвтектические сплавы широко используются для изготовления деталей промышленном
производстве. Физико-химические, механические и триботехнические свойства определяются
как химическим составом сплавов, так и их структурой Следовательно, создание адекватных
математических моделей, основанных на детальном изучении механизмов кристаллизации
подобных систем, востребовано для разработки широкого класса изделий. Исследуемые в
2
проекте сплавы на основе Pd широко используются в каталитических конвертерах.
Некоторые ссылки на публикации постановщиков по теме КЭ:
[1] D. М. Herlach, R. F. Cochrane, I. Egry, H.-J. Fecht, A. L. Greer: Int. Mater. Rev., 38 (1993), No.
6, 273-347
[2] D.M. Herlach, P.K. Galenko, D. Holland-Moritz, Metastable solids from undercooled melts.
Amsterdam: Elsevier, 2006, 448 pp
[3] S. Reutzel, H. Hartmann, P.K. Galenko, S. Schneider, D.M. Herlach, Appl. Phys. Lett. 91 (2007)
041913
[4] E.V. Haranzhevskiy, D.A. Danilov, M.D. Krivilyov , P.K. Galenko. Materials Science and
Engineering A. 375-377. (2004). p. 502-506.
[5] P. Galenko and V. Lebedev, Physics Letters A 372(7) (2008) 985
[6] D. Jou, J. Casas-Vazquez, and M. Criado-Sancho, Thermodynamics of Fluids Under Flow
(Springer, Berlin, 2001)
3