Лаборатория механики технологических процессов. Подробная информация

• Основные достижения
• Общая информация
• Премии, награды, почётные звания
• Наиболее значимые публикации сотрудников лаборатории
  • Книги
  • Статьи
• Экспериментальное оборудование

См. также Общие сведения о лаборатории

Основные достижения

• Разработаны новые модели, описывающие механические свойства кристаллов, нано/микротрубок из них и слоистых композитов с помощью теории упругости анизотропного тела, выявлены особенности механического поведения материалов с отрицательным коэффициентом Пуассона (ауксетиков). Разработаны модели и дизайн медицинских стентов с ауксетическими свойствами (совместно с лабораторией лазерных разрядов).
  • 
    Ауксетический стент
• Применительно к технологиям производства сверхбольших интегральных схем (СБИС) с использованием бездислокационных монокристаллов кремния больших диаметров (200 300 мм) разработаны механико-математические модели, алгоритмы и программа для описания процессов тепломасопереноса в расплаве и выращиваемом кристалле, формирования ростовых дефектов, а также для оптимизации конструкций тепловых узлов ростового оборудования и условий выращивания монокристаллов, обеспечивающих требуемое снижение содержания и размеров технологических дефектов. Технологические инновации позволили оптимизировать процесс выращивания монокристаллов кремния из расплава по Чохральскому путем применения специальных конструкций теплового экрана для отечественной большегрузной установки «Редмет-90М».
  • 
    Оптимизированная на основе математического моделирования
    конструкция теплового узла установки «Редмет-90М»
    для выращивания кристаллов кремния большого диаметра

  Общая информация

  Лаборатория механики технологических процессов была образована в январе 2018 году. Основной штат составили сотрудники лаборатории механики прочности и разрушения материалов и конструкций, которую долгое время возглавлял член-корр. РАН Р.В. Гольдштейн. Заведующим лаборатории механики технологических процессов стал д.ф.-м.н. Д.С. Лисовенко.

  • 
    Дмитрий Сергеевич
    Лисовенко

  Премии, награды, почётные звания

  • А.И. Простомолотов – Лауреат премии Ленинского комсомола в области науки, 1986 г.
  • Д.С. Лисовенко, А.В. Ченцов – Премия и медаль РАН для молодых ученых, 2010 г.
  • Д.С. Лисовенко, А.В. Ченцов – Премия Правительства Москвы молодым ученым, 2014 г.

  Наиболее значимые публикации сотрудников лаборатории

  Книги

  1. Простомолотов А.И., Верезуб Н.А. Механика процессов получения кристаллических материалов. М.: НИТУ «МИСиС», 2023. 568 с. ISBN 978-5-907560-57-4
  2. Гольдштейн Р.В., Городцов В.А. Механика сплошных сред. Часть 1. Основы и классические модели жидкостей. М.: Наука. Физматлит, 2000. ISBN 5020155551
  3. Городцов В.А. Софья Ковалевская, Поль Пенлеве и интегрируемость нелинейных уравнений сплошных сред. М.: Физматлит, 2003. ISBN 5-94052-053-7
  4. S. Lychev, K. Koifman. Geometry of Incompatible Deformations: Differential Geometry in Continuum Mechanics. De Gruyter, 2019. xx+388 p. ISBN 978-3-11-056201-9, doi: 10.1515/9783110563214
  5. S. Alexandrov. Singular Solutions in Plasticity. Springer, 2018, xi+107 p. ISBN 978-981-10-5226-2 (Print), 978-981-10-5227-9 (Online), doi: 10.1007/978-981-10-5227-9
  6. Полежаев В.И., Бунэ А.В., Верезуб Н.А., Глушко Г.С., Грязнов В.Л., Дубовик К.Г., Никитин С.А., Простомолотов А.И., Федосеев А.И., Черкасов С.Г. Математическое моделирование конвективного тепломассообмена на основе уравнений Навье-Стокса. М.: Наука, 1987. 270 с.
  7. Бузанов О.А., Простомолотов А.И., Верезуб Н.А. Гидродинамика расплава. Курс лекций. М.: МИСИС. 1997. 81 с.
  8. Полежаев В.И., Белло М.С., Верезуб Н.А., Дубовик К.Г., Лебедев А.П., Никитин С.А., Павловский Д.С., Федюшкин А.И. Конвективные процессы в невесомости. М.: Наука, 1991. 240 c. ISBN 5-02-006767-9

  Статьи

  1. Гольдштейн Р.В., Городцов В.А., Лисовенко Д.С. Мезомеханика многослойных углеродных нанотрубок и наноусов // Физическая мезомеханика. 2008. Т. 11. № 6. С. 25-42.
     = Goldstein R.V., Gorodtsov V.A., Lisovenko D.S. Mesomechanics of multiwall carbon nanotubes and nanowhiskers. Physical Mesomechanics. 2009. V. 12. No. 1-2. P. 38-53. DOI: 10.1016/j.physme.2009.03.005
  2. Гольдштейн Р.В., Городцов В.А., Лисовенко Д.С., Волков М.А. Отрицательный коэффициент Пуассона для кубических кристаллов и нано/микротрубок // Физическая мезомеханика. 2013. Т. 16. № 6. С. 13-31.
     = Goldstein R.V., Gorodtsov V.A., Lisovenko D.S. Volkov M.A. Negative Poisson's ratio for cubic crystals and nano/microtubes. Physical Mesomechanics. 2014. V. 17. No. 2. P. 97-115. DOI: 10.1134/S1029959914020027
  3. Гольдштейн Р.В., Городцов В.А., Лисовенко Д.С. Поверхностные волны Релея и Лява при отрицательном коэффициенте Пуассона изотропных сред // Известия РАН. МТТ. 2014. № 4. С. 74-89. = Goldstein R.V., Gorodtsov V.A., Lisovenko D.S. Rayleigh and Love surface waves in isotropic media with negative Poisson's ratio. Mechanics of Solids. 2014. V. 49. No. 4. P. 422-434. DOI: 10.3103/S0025654414040074
  4. Гольдштейн Р.В., Городцов В.А., Лисовенко Д.С. Эффект Пойнтинга для цилиндрически-анизотропных нано/микротрубок // Физическая мезомеханика. 2016. Т. 19. № 1. С. 5-14.
     = Goldstein R.V., Gorodtsov V.A., Lisovenko D.S. Poynting's effect of cylindrically anisotropic nano/microtubes. Physical Mesomechanics. 2016. V. 19. No. 3. P. 229-238. DOI: 10.1134/S1029959916030012
  5. Gorodtsov V.A., Lisovenko D.S. Tension of thin two-layered plates of hexagonal crystals // Composite Structure. 2019. V. 209. P. 453-459. DOI: 10.1016/j.compstruct.2018.10.063
  6. Prostomolotov A., Verezub N., Mezhennyi M., Resnik V. Thermal optimization of Cz bulk growth and wafer annealing for crystalline dislocation-free silicon // J. Crystal Growth. 2011. V. 318. P. 187-192. DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2010.11.080
  7. Berdnikov V.S., Prostomolotov A.I., Verezub N.A. The phenomenon of "cold plume" instability in Czochralski hydrodynamic model: Physical and numerical simulation // J. Crystal Growth. 2014. V. 401. P. 106-110. DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2013.12.055
  8. Prostomolotov A.I., Verezub N.A., Voloshin A.E., Nishinaga T. Simulation of GaSb:Te crystal growth in space experiment // Procedia IUTAM. 2017. V. 23. P. 42-51. DOI: 10.1016/j.piutam.2017.06.004

  Экспериментальное оборудование

  • В 1992–1996 гг. мастерскими Института проблем механики РАН была изготовлена установка для физического моделирования термомеханических процессов при выращивании кристаллов методом Чохральского "ТН-2" (Технологическая Гидромеханика-2). Она обладает высокоточными малоинерционными приводами вращения и линейного перемещения, высокой аксиальной симметрией имитатора кристалла и тигля, надежной системой термостатирования рабочих поверхностей. В процессе её эксплуатации в последующие годы по программам ИПМех РАН и грантам РФФИ установка «ТН-2» перманентно модернизировалась и оснащалась современными средствами измерений и обработки данных.
    • 
      Установка для моделирования термомеханических процессов
      при выращивании кристаллов Чохральского «ТН-2»
  • В 2017–2019 гг. в рамках гранта РФФИ 17-08-00078-а была изготовлена настольная установка «ТН-3» (Технологическая Гидромеханика-3) для изучения особенностей термомеханических процессов при выращивании кристаллов методом Чохральского. С помощью «ТН-3» выращены модельные материалы с низкой температурой плавления (до 380°C) в обычных атмосферных условиях. Для исследований использован нитрат натрия, расплав которого является прозрачным. Это позволило не только провести измерения детальные температуры, но и визуализировать конвективные потоки в расплаве.
    • 
      Настольная установка метода Чохральского «ТН-3» (а) и растущий в ней кристалл нитрата натрия (b)

  Информация на август 2020 г.