Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук (ИПМех РАН) Русский Русский
English English

Проезд
Карта сайта
НовостиОб институтеЛабораторииСоветыДиссертационный советОбразованиеКонференции, семинарыЖурналы, книги, ресурсыСотрудникам

Лаборатория механики технологических процессов. Подробная информация

См. также Общие сведения об 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.

Премии, награды, почётные звания

Наиболее значимые публикации сотрудников лаборатории

Книги

  1. Гольдштейн Р.В., Городцов В.А. Механика сплошных сред. Часть 1. Основы и классические модели жидкостей. М.: Наука. Физматлит, 2000. ISBN 5020155551
  2. Городцов В.А. Софья Ковалевская, Поль Пенлеве и интегрируемость нелинейных уравнений сплошных сред. М.: Физматлит, 2003. ISBN 5-94052-053-7
  3. 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
  4. 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
  5. 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.
  6. Бузанов О.А., Простомолотов А.И., Верезуб Н.А. Гидродинамика расплава. Курс лекций. М.: МИСИС. 1997. 81 с.
  7. 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).