Строения и физико-химические свойства металлургических и оксидных расплавов и твердых растворов: теория, эксперимент и компьютерное моделирование

1.1. Разработка компьютерных алгоритмов и развитие теоретических моделей совместного использования метода псевдопотенциала из первых принципов с вариационным методом термодинамической теорией возмущений для расчета термодинамических свойств металлов и их сплавов в жидком состоянии.
1.2. Проведение систематического анализа потенциалов межатомных взаимодействий в жидких переходных металлах (Fe, Ni, Co) на основе совместного использования моделей почти свободных электронов и сильной связи.
1.3. Механоактивация оксидов марганца MnnOm с различными степенями окисления и структурными модификациями.
1.4. Молекулярно-динамическое моделирование динамических свойств нанокластеров никеля в зависимости от типа координаций, морфологии поверхности, размера и состояния, установить основные закономерности нуклеации и роста нанокластеров Fe, Ni, Pd.
1.5. Развитие полимерной теории оксидных расплавов в направлении ее приложения к описанию релаксационных процессов в жидких боросиликатах, создание теоретических моделей и кинетических схем, описывающих кинетику полимеризации.
1.6. Исследование состояния поверхности порошков MnnOm методами РФЭС и туннельной микроскопии.

2.1. Разработка формализма расчета структурных характеристик металлических расплавов на основе описания парного взаимодействия моделью прямоугольной ямы в среднесферическом приближении.
2.2. Отработка методики получения данных о размере устойчивых зародышей на примере меди. Получить данные о размере устойчивых зародышей меди в зависимости от концентрации мономеров при различных температурах.
2.3. Исследование термической устойчивости метастабильных состояний оксидов MnnOm в условиях взаимодействия с атмосферой газовой фазы.
2.4. Проведение экспериментальных исследований удельной теплоемкости, а также плотности, температуро- и теплопроводности сплавов алюминия со скандием в твердом состоянии.
2.5. Экспериментальное исследование кинетики структурной релаксации в оксидных системах, содержащих различные элементы - комплексообразователи (бор, кремний и их сочетание) и установление влияния природы электролита, его состава и температуры закалки на кинетические параметры процесса анионной полимеризации.
2.6. Проведение патентных исследований.
2.7. Экспериментальные исследования термодинамических свойств сплавов алюминия со скандием в жидком состоянии.

3.1. Разработка программы расчета газодинамических течений в камере конденсации в условиях температурной и концентрационной неоднородности.
3.2. Разработка программы ЭВМ и проведение расчетов термодинамических свойств чистых и бинарных расплавов на основе простых металлов Li, Na, K, Rb, Mg, Ca, Al с использованием метода псевдопотенциала из первых принципов с последовательным и корректным учетом концентраций компонентов и экранирующего потенциала.
3.3. Исследование терморазмерных эффектов на основе статистико-геометрического анализа структурно-фазовых изменений в нанокластерных системах.
3.4. Исследование кинетики роста кластеров для ряда условий (температуры испарения металла, температура охлаждения инертным газом; давления в системе, различная концентрации атомов металлов в паре).
3.5. Изучение влияния интенсивной пластической деформации на структурные и микроструктурные параметры оксидов марганца MnnOm и закономерности фазовых превращений.
3.6. Анализ структурных фазовых переходов в рекристаллизованных механоактивированных оксидах MnnOm.

4.1. Исследование факторов усиления термостабильности некристаллических и кристаллических координаций, их оптимального соотношения в моделируемых системах в зависимости от состава, способов сборки структуры или эволюции.
4.2. Разработка методики использования метода псевдопотенциала из первых принципов для исследования термодинамических свойств металлических расплавов простых металлов с учетом корреляции между системой сравнения и эффективным межионным взаимодействием.
4.3. Исследование кинетики изотопного обмена с газовой фазой и диффузионных процессов в механоактивированных порошках MnnOm.
4.4. Изучение магнитных свойств разбавленных скандий-алюминиевых сплавов в широком интервале температур.
4.5. Исследование электропроводности расплавов и диффузионной подвижности частиц в системах с неравновесной структурой.
4.6. Разработка программы расчета термодинамических свойств металлических расплавов простых металлов с учетом отталкивательной ветви эффективного межионного взаимодействия.

5.1. Разработка программы для статистического учета количества нанокластеров меди различных размеров в ячейке.
5.2. Проведение первопринципных расчетов термодинамических свойств металлических расплавов простых металлов Li, Na, K, Rb, Mg, Ca, Al с учетом корреляции между системой сравнения и эффективным межионным взаимодействием.
5.3. Исследование магнитных свойств механоактивированных оксидов.
5.4. Полуэмпирический расчет термодинамических свойств твердых и жидких - сплавов Al-Sc.
5.5. Экспериментальное определение электропроводности и коэффициентов диффузии в расслаивающихся боросиликатных системах и анализ опытных данных с позиций полимерной модели.
5.6. Анализ корреляций термодинамических свойств жидких сплавов, концентрации различных кластеров в жидких расплавах с последующим образованием фаз с особой структурой при затвердевании.

6.1. Разработка методики управления синтезом нанокластеров в методе газофазной конденсации путем подбора соответствующих термодинамических и микроскопических параметров изучаемой системы.
6.2. Изучение структурных превращений и переходных процессов, предшествующих и сопровождающих разрушение дальнего порядка и формирование ближнего порядка в расплаве, методом высокотемпературной рентгеновской дифракции на примере конгруэнтно плавящихся сплавов с различными типами кристаллических решеток (системы In-Sb, In-Bi, Cu-Zr).
6.3. Изучение кинетики окислительно-восстановительных процессов в механоактивированных оксидах методами дифференциально-термического анализа и высокотемпературного рентгеноструктурного анализа.
6.4. Анализ специфики фазовых переходов мартенситного типа в механоактивированных системах на примере кооперативного ян-теллеровского перехода оксида Mn3O4 из тетрагональной фазы в кубическую.
6.5. Проведение расчетов термодинамических характеристик смешения, положения линий ликвидуса и солидуса систем, имеющих диаграммы состояний различного типа.
6.6.Разработка программы внедрения результатов НИР в образовательный процесс.
6.7. Установление закономерностей переходных процессов в области пред- и постплавления.