Рубрика: Химико-технологический отдел

Перечень выполненных Федеральных программ, грантов и хоздоговорных работ в период с 2021 по 2025 годы

ПРИБОРНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЛАБОРАТОРИИ

Лаборатория создана в соответствии с Приказом директора ИПХФ РАН академика С.М. Алдошина (2012 г.) на основании рассмотрения на Ученом совете Института вопроса о новых направлениях фундаментальных и прикладных исследований.

Яшин Григорий Александрович – инженер – магистрант 2-го курса МГУ им. М.В. Ломоносова

Основные направления деятельности лаборатории:

Фундаментальные и прикладные исследования:

• Разработка физических принципов упрочнения и модификации металлов, сплавов и композитных материалов технического и медицинского применений путем формирования в приповерхностном слое субмикрокристаллического и наноструктурного состояний различными методами, в том числе с использованием ударно-волнового воздействия лазерными импульсами нано-, пико- и фемтосекундной длительности, мощными ионными пучками и другими. Обоснование способов целенаправленного формирования многомасштабной поверхностной шероховатости (микро- и наномасштабных поверхностных периодических структур) с достижением экстремальных характеристик смачиваемости (супергидрофильность и супергидрофобность);
• Исследование структуры и свойств материалов методами оптической, растровой (с возможностью микрорентгеноспектрального анализа) и просвечивающей (в том числе высокоразрешающей) электронной микроскопии, рентгеноструктурного анализа, конфокальной лазерной сканирующей микроскопии, спектроскопии комбинационного рассеяния света (рамановской спектроскопии)  в сочетании с изучением механических свойств методами  инструментального индентирования (нано- и микроиндентирования) поверхности, а также  при растяжении, сжатии, ударно-волновом и циклическом  нагружении объемных образцов в широком интервале температур в сопоставлении с результатами   компьютерного  моделирования (расчёты из «первых принципов», молекулярная динамика в рамках модифицированного метода погруженного атома, построение модельных фазовых диаграмм);
• Экспериментальное исследование и компьютерное моделирование методом молекулярной динамики процессов деградации структуры и свойств жаропрочных и жаростойких металлических материалов (в том числе сплавов и композитов на основе титана, железа, ОЦК тугоплавких металлов и других) в условиях одновременного воздействия высоких температур и агрессивных сред (в том числе в условиях реализации процесса высокотемпературной некаталитической конверсии углеводородных газов).

Публикации лаборатории за последние 5 лет

2025

1. Неласов И. В., Манохин С. С., Колобов Ю. Р., Жаховский В. В., Перов Е. А., Петров Ю. В., Хомич Ю. В., Малинский Т. В., Иногамов Н. А., Рогалин В. Е. Эволюция микроструктуры приповерхностного слоя меди при термоциклировании лазерными импульсами наносекундной длительности // Журнал экспериментальной и теоретической физики. – 2025. – Т. 167. – № 6. – С. 782–797. DOI: 10.31857/S0044451025060033.
2. Manokhin S. S., Kolesnikov D. A., Nelasov I. V., Kolobov Yu. R., Lazarev D. V., Betekhtin V. I., Kadomtsev A. G., Narykova M. V. Effect of Creep on the Microstructure of Aluminum Alloy AD1 in Recrystallized and Ultrafine-Grained States // Inorganic Materials: Applied Research. – 2025. – Vol. 16. – No. 3. – pp. 914–924. DOI: 10.1134/S2075113325700832.
3. Barinov V. Yu., Manokhin S. S., Kolobov Yu. R. Combination of Methods of Self-Propagating High-Temperature Synthesis and Infiltration to Obtain W-Cu Pseudo-Alloy // Inorganic Materials: Applied Research. – 2025. – Vol. 16. – No. 3. – pp. 877–880. DOI: 10.1134/S2075113325700789.
4. Manokhin S. S., Kolobov Yu. R., Gusakov M. S., Beresnev A. G., Butrim V. N., Kondratiev D. M. Investigating the Structure and Phase Composition in Cr-Ta-W Alloy // Inorganic Materials: Applied Research. – 2025. – Vol. 16. – No. 3. – pp. 852–855. DOI: 10.1134/S2075113325700741.
5. Frolov D. O., Levin D. M., Manokhin S. S., Kolobov Y. R., Ovsepyan S. V. Study of High-Temperature Background of Internal Friction in Nitrided Heat-Resistant Nickel-Based Alloy // Inorganic Materials: Applied Research. – 2025. – Vol. 16. – No. 3. – pp. 840–846. DOI: 10.1134/S2075113325700728.
6. Манохин С. С., Неласов И. В., Ашитков С. И., Ситников Д. С., Колобов Ю. Р. Исследование механизма полиморфного превращения в титане при воздействии лазерного импульса фемтосекундной длительности // Письма в журнал технической физики. – 2025. – Т. 51. – № 13. – С. 28–31. DOI: 10.61011/PJTF.2025.13.60700.20275.
7. Нарыкова М. В., Манохин С. С., Бетехтин В. И., Колобов Ю. Р., Кадомцев А. Г., Амосова О. В. Микроструктурные изменения и механизмы разрушения в титане ВТ1-0 в суб- и микрокристаллическом состояниях после обработки высоким давлением и усталостных испытаний // Физика твердого тела. – 2025. – Т. 67. – № 5. – С. 781–789. DOI: 10.61011/FTT.2025.05.60738.130-25.
8. Манохин С. С., Колобов Ю. Р., Седов И. В., Токмачева-Колобова А. Ю. Исследование процессов деградации структуры фехраля в условиях высокотемпературной некаталитической конверсии углеводородных газов // Физика и химия обработки материалов. – 2025. – № 2. – С. 47–56. DOI: 10.30791/0015-3214-2025-2-47-56.
9. Фролов Д.О. К теории пластичности аморфных и поликристаллических сред // Известия вузов. Физика. – 2025. – Т. 68. – № 2. – С. 53.
10. Lipnitskii A.G., Maksimenko V.N., Vyazmin A.V., Kartamyshev A.I., Poletaev D.O. A new method of calculation of the thermodynamic properties of point defects in concentrated solid solutions: An application to VNbMoTaW alloy // Computational Materials Science. – 2025. – Vol. 256. – p. 113945. DOI: 10.1016/j.commatsci.2025.113945.
11. С. С. Манохин, А. Ю. Токмачева-Колобова, И. В. Седов, Ю. Р. Колобов. Влияние длительных отжигов на структуру и свойства фехраля в условиях высокотемпературной некаталитической конверсии углеводородных газов и свободного отжига на воздухе при 1000 С // Физика и химия обработки материалов. 2025. Т. 4. С. 61-70. DOI: 10.30791/0015-3214-2025-4-61-70
12.  В. Ю. Баринов, С. С. Манохин, Ю. Р. Колобов, А. Е. Лигачев, Е. С. Статник, Г. В. Потемкин, В. А. Тарбоков, Г. Е. Ремнев. Воздействие импульсного пучка ионов углерода на поверхность псевдосплава W-Cu // Физика и химия обработки материалов. 2025. № 5. С. 5-11. DOI: 10.30791/0015-3214-2025-5-5-11

2024

1. Манохин С. С., Колесников Д. А., Неласов И. В., Колобов Ю. Р., Лазарев Д. В., Бетехтин В. И., Кадомцев А. Г., Нарыкова М. В. Влияние ползучести на микроструктуру алюминиевого сплава АД1 в рекристаллизованном и ультрамелкозернистом состояниях // Физика и химия обработки материалов. – 2024. – № 6. – С. 52–66. DOI: 10.30791/0015-3214-2024-6-52-66.
2. Озерский А.В., Отнельченко В.В., Никитин А.В., Фокин И.Г., Арутюнов В.С., Манохин С.С., Неласов И.В., Колобов Ю.Р., Седов И.В. Влияние состава окислителя на матричную конверсию пропан-бутановой смеси и деградацию фехралевой матрицы // Журнал прикладной химии. – 2024. – Т. 97. – № 4. – С. 294-308. DOI: 10.31857/S0044461824040042.
3. Фролов Д.О., Левин Д.М., Манохин С.С., Колобов Ю.Р., Овсепян С.В. Исследование высокотемпературного фона внутреннего трения в азотированном жаропрочном сплаве на основе никеля // Физика и химия обработки материалов. – 2024. – № 2. – С. 55-64.
4. Манохин С.С., Колобов Ю.Р., Гусаков М.С., Береснев А.Г., Бутрим В.Н., Кондратьев Д.М. Исследование особенностей структуры и фазового состава сплава системы Cr-Ta-W // Физика и химия обработки материалов. – 2024. – № 3. – С. 56-60.
5. Kolobov Yu.R., Bokstein B.S., Tokmachev M.G., Rodin A.O., Manokhin S.S., Tokmacheva-Kolobova A.Yu., Ovsepyan S.V. Growth of hardening nitride phase particles in a Ni-Co-Cr-Ti alloy during annealing // Letters on Materials. – 2024. – Vol. 14. – No. 1. – pp. 62-65. DOI: 10.22226/2410-3535-2024-14-1-62-65.
6. Баринов В.Ю., Манохин С.С., Колобов Ю.Р. Совмещение методов самораспространяющегося высокотемпературного синтеза и инфильтрации для получения псевдосплава W-Cu // Физика и химия обработки материалов. – 2024. – № 4. – С. 72-76.
7. Nelasov I.V., Manokhin S.S., Kolobov Yu.R., Maksimenko V.N., Kondratyev D.M., Gusakov M.S., Beresnev A.G. Computer simulation and experimental study of W-Ta particle separation in a chromium-based alloy // Letters on Materials. – 2024. – Vol. 14. – No. 4. DOI: 10.48612/letters/2024-4-460-467.
8. Maksimenko V.N., Lipnitskii A.G., Saveliev V.N., Kartamyshev A.I., Vyazmin A.V., Poletaev D.O. N-body interatomic potential for molecular dynamics simulations of V-Cr-Nb-Mo-Ta-W system // Computational Materials Science. – 2024. – Vol. 247. – p. 113533. DOI: 10.1016/j.commatsci.2024.113533.
9. Vyazmin A.V., Lipnitskii A.G., Kartamyshev A.I., Maksimenko V.N., Poletaev D.O. N-body potential for simulation of α and β phases of zirconium // Computational Materials Science. – 2024. – Vol. 235. – p. 112806. DOI: 10.1016/j.commatsci.2024.112806.
10. Simakov S.V., Vinogradova N.A., Nikitushkina O.N., Rumyantseva S.B., Mikhailova A.B., Tovtin V.I., Starostin E.E., Zhidkov M.V., Ligachev A.E., Potemkin G.V., Remnev G.E., Pavlov S.K. Irradiation of Monocrystalline Silicon with a High-Power Pulsed Beam of Carbon Ions and Protons // Inorganic Materials: Applied Research. – 2024. – Vol. 15, No. 3. – P. 649–653.
11. Potemkin G.V., Ligachev A.E., Zhidkov M.V. Properties of a High-Power Ion Beam with Particle Energy up to 1 MeV Obtained from a Plasma Created by a High-Voltage Pulse on a Graphite Cathode // Inorganic Materials: Applied Research. – 2024. – Vol. 15, No. 3. – P. 686-695.

2023

• Zhakhovsky V., Kolobov Yu., Ashitkov S., Inogamov N., Nelasov I., Manokhin S., Khokhlov V., Ilnitsky D., Petrov Yu., Ovchinnikov A., Chefonov O., Sitnikov D. Shock-induced melting and crystallization in titanium irradiated by ultrashort laser pulse // Physics of Fluids. – 2023. – Vol. 35. – No. 9. – p. 096104. DOI: 10.1063/5.0165622.
• Egorova X.A., Rozanov K.A., Sidorova A.D., Manokhin S.S., Kolobov Yu.R., Nelasov I.V., Sinev D.A. Hardness enhancement by laser modification of titanium under an auxiliary graphite layer // Applied Physics A. – 2023. – Vol. 129. – No. 855. DOI: 10.1007/s00339-023-07119-6.
• Poletaev D.O., Lipnitskii A.G., Maksimenko V.N., Kolobov Yu.R., Beresnev A.G., Gusakov M.S. The N-body interatomic potentials for molecular dynamics simulations of diffusion in C15 Cr2Ta Laves phase // Computational Materials Science. – 2023. – Vol. 216. – p. 111841. DOI: 10.1016/j.commatsci.2022.111841.
• Sobolev S.L., Tokmachev M.G., Kolobov Yu.R. Rapid Multicomponent Alloy Solidification with Allowance for the Local Nonequilibrium and Cross-Diffusion Effects // Materials. – 2023. – Vol. 16. – No. 4. – p. 1622. DOI: 10.3390/ma16041622.
• Фролов Д.О., Левин Д.М., Манохин С.С., Колобов Ю.Р. Исследование вязкоупругого перехода в жаропрочном поликристаллическом сплаве ВЖ171 системы Ni-Со-Сr // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2023. – Т. 89. – № 2(I). – С. 31-38. DOI: 10.26896/1028-6861-2023-89-2-I-31-38.
• Манохин С.С., Бетехтин В.И., Кадомцев А.Г., Нарыкова М.В., Амосова О.В., Колобов Ю.Р., Лазарев Д.В. Исследование особенностей структуры микрокристаллического алюминия после испытаний на длительную прочность // Физика твердого тела. – 2023. – Т. 65. – № 1. – С. 131-137. DOI: 10.21883/FTT.2023.01.53935.492.
• Вагин В.П., Манохин С.С., Гусаков М.С., Суриков Е.В., Яновский Л.С., Кондратьев Д.М., Колобов Ю.Р. Исследование эволюции структурно-фазового состояния образцов сплава W-Cu в графитовой оболочке в процессе вакуумных отжигов и воздействия высокотемпературной плазмы // Физика и химия обработки материалов. – 2023. – № 2. – С. 33-39.
• Ligachev A.E., Zhidkov M.V., Kolobov Yu.R., Potemkin G.V., Lukashova M.V., Remnev G.E., Pavlov S.K., Tarbokov V.A. The Effect of a High-Power Pulsed Ion Beam on the Surface Topography of Tungsten // Inorganic Materials Applied Research. – 2023. – Vol. 14. – No. 3. – pp. 632-635. DOI: 10.1134/S2075113323030279.
• Saraeva I., Nastulyavichus A., Sozaev I., Tolordava E., Rudenko A., Kudryashov S., Tokmacheva-Kolobova A., Gonchukov S. Sub-picosecond laser surface modification of Ti–Ni alloy and its antibacterial activity // Laser Physics Letters. – 2023. – Vol. 20. – No. 11. – p. 115602. DOI: 10.1088/1612-202X/acfd93.
• Kartamyshev A.I., Lipnitskii A.G., Maksimenko V.N., Vyazmin A.V., Nelasov I.V., Poletaev D.O. N-body potential for simulating lattice defects and diffusion in copper // Computational Materials Science. – 2023. – Vol. 228. – p. 112284. DOI: 10.1016/j.commatsci.2023.112284.
• Vyazmin A.V., Lipnitskii A.G., Maksimenko V.N., Poletaev D.O., Kartamyshev A.I. Molecular dynamics simulation of diffusion along general high-angle grain boundaries in copper and vanadium // Letters on Materials. – 2023. – Vol. 13. – No. 4s. – pp. 450-455. DOI: 10.22226/2410-3535-2023-4-450-455.

2022

• Nelasov I.V., Kartamyshev A.I., Boev A.O., Kolobov Yu.R. High-speed mass transfer in the W-Cu pseudo-alloy // Solid State Communications. – 2022. – Vol. 347. – p. 114708. DOI: 10.1016/j.ssc.2022.114708.
• Kolobov Yu.R., Manokhin S.S., Betekhtin V.I., Kadomtsev A.G., Narykova M.V., Odintsova G.V., Khramov G.V. Investigation of the effect of nanosecond laser pulses processing on the microstructure and fatigue resistance of commercially pure titanium // Technical Physics Letters. – 2022. – Vol. 48. – No. 1. – pp. 56-59. DOI: 10.1134/S1063785023900753.
• Khokhlov V.A., Zhakhovsky V.V., Inogamov N.A., Ashitkov S.I., Sitnikov D.S., Khishchenko K.V., Petrov Yu.V., Manokhin S.S., Nelasov I.V., Shepelev V.V., Kolobov Yu.R. Titanium melting by a shock wave induced by a powerful femtosecond laser pulse // JETP Letters. – 2022. – Vol. 115. – No. 9. – pp. 676-584. DOI: 10.1134/S002136402235003X.
• Tokmacheva-Kolobova A.Yu., Tokmachev M.G., Yanovskii L.S., Kolobov Yu.R. Mathematical Modeling of Diffusion-Controlled Processes of the Near-Surface Layer Structure Evolution of W-Cu Composite Under Hightemperature Gas Flow // Russian Physics Journal. – 2022. – Vol. 65. – pp. 1167-1171. DOI: 10.1007/s11182-022-02746-7.
• Maksimenko V.N., Lipnitskii A.G., Kartamyshev A.I., Poletaev D.O., Kolobov Yu.R. The N-body interatomic potential for molecular dynamics simulations of diffusion in tungsten // Computational Materials Science. – 2022. – Vol. 202. – p. 110962. DOI: 10.1016/j.commatsci.2021.110962.
• Левин Д. М., Фролов Д. О., Манохин С. С. Активационные характеристики вязкоупругих свойств жаропрочного сплава на основе системы Ni-Co-Cr, упрочненного объемным азотированием // Известия вузов. Физика. – 2022. – Т. 65. – № 7. – С. 85–94. DOI: 10.17223/00213411/65/7/85.
• Баринов В. Ю., Манохин С. С., Колобов Ю. Р., Лигачев А. Е. Получение псевдосплава W-Cu // Физика и химия обработки материалов. – 2022. – № 4. – С. 72–75. DOI: 10.30791/0015-3214-2022-4-72-75.
• Ovsepyan S. V., Kolobov Y. R., Akhmedzyanov M. V., Manokhin S. S., Filonova E. V. // Inorganic Materials: Applied Research. – 2022. – Vol. 13. – No. 3. – pp. 828–834. DOI: 10.1134/S2075113322030297.
• Veiko V. P., Karlagina Y. Y., Samokhvalov A. A., Polyakov D. S., Manokhin S. S., Radaev M. M., Gornushkin I. B. // Plasma Chemistry and Plasma Processing. – 2022. – No. 42. – pp. 923–937. DOI: 10.1007/s11090-022-10256-0.
• Zhidkov M.V., Gazizova M.Y., Ligachev A.E., Golosov E.V., Pavlov S.K., Remnev G.E. Study of Craters Formed on Surface of AISI 321 Stainless Steel After High Power Ion-Beam Exposure // Vacuum. – 2022. – Vol. 198. – Art. 110852.
• Potemkin G.V., Syrtanov M.S., Lepakova O.K., Kitler V.D., Ligachev A.E., Zhidkov M.V. Phase Transformations in Nitrided Ferrovanadium Under the Action of a High Power Carbon Ion Beam // Inorganic Materials: Applied Research. – 2021. – Vol. 12, No. 3. – P. 615-624.

2021

• Veiko V.P., Andreeva Y., Van Cuong L., Lutoshina D., Polyakov D., Sinev D., Odintsova G., Kolobov Yu.R. Laser paintbrush as a tool for modern art // Optica. – 2021. – Vol. 8. – No. 5. – pp. 577-585. DOI: 10.1364/OPTICA.420074.
• Nelasov I.V., Kartamyshev A.I., Boev A.O., Lipnitskii A.G., Kolobov Yu.R., Nguyen T.K. Molecular dynamics simulation of the behavior of titanium under high-speed deformation // Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering. – 2021. – Vol. 29. – No. 6. – p. 065007. DOI: 10.1088/1361-651X/ac0c22.
• Manokhin S.S., Tokmacheva-Kolobova A.Yu., Karlagina Y.Y., Betekhtin V.I., Kadomtsev A.G., Narykova M.V., Kolobov Yu.R. Investigation of Changes in the Structure of Submicrocrystalline Titanium of VT1-0 Brand under Heat Treatment and Laser Processing with Nanosecond Pulses // Journal of Surface Investigation: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. – 2021. – Vol. 15. – No. 1. – pp. 59-64. DOI: 10.1134/S1027451020060373.
• Tokmacheva-Kolobova A.Yu. Investigation of the mechanism of nanostructuring of near-surface titanium layers under the influence of nanosecond laser pulses // Technical Physics Letters. – 2021. – Vol. 47. – No. 2. – pp. 143–146. DOI: 10.1134/S1063785021020139.
• Колобов Ю.Р., Манохин С.С., Токмачева-Колобова А.Ю. Влияние импульсного ударноволнового нагружения на структурнофазовое состояние и механические свойства титановых сплавов // Композиты и наноструктуры. – 2021. – Т. 13. – № 3-4. – С. 108–119. DOI: 10.36236/1999-7590-2021-13-3-4-108-119.
• Veiko V., Karlagina Y., Itina T., Egorova E., Odintsova G., Kuznetsova D., Elagin V., Zagaynova E., Chernenko G., Zernitskaia C., Manokhin S., Tokmacheva-Kolobova A. Laser-assisted fabrication and in vitro verification of functionalized surface for cells biointegration // Optics & Laser Technology. – 2021. – Vol. 138. – P. 106871. DOI: 10.1016/j.optlastec.2020.106871.
• Maksimenko V.N., Lipnitskii A.G., Saveliev V.N., Nelasov I.V., Kartamyshev A.I. Prediction of the diffusion characteristics of the V-Cr system by molecular dynamics based on N-body interatomic potentials // Computational Materials Science. – 2021. – Vol. 198. – p. 110648. DOI: 10.1016/j.commatsci.2021.110648.
• Lipnitskii A. G., Maksimenko V. N., Nelasov I. V. Method of molecular dynamics investigation of diffusion in solid solutions with consideration of ordering effects on the example of V50W50 and V90W10 alloys // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2021. – Vol. 1014. – No. 1. – p. 012021. DOI: 10.1088/1757-899X/1014/1/012021.
• Boev, A. O., Nelasov, I. V., Lipnitskii, A. G., Kartamyshev, A. I., Aksyonov, D. A. Self-point defect trapping responsible for radiation swelling reduction in V–Ti alloys // Solid State Communications. – 2021. – Vol. 329. – p. 114252. DOI: 10.1016/j.ssc.2021.114252.
• Pryakhin E.I., Ligachev A.E., Kolobov Y.R., Zakharenko E.A., Romanov V.V. Assessment of the Thermal Effect on the Surface of Metal Structural Materials on the Stability of Laser-Induced Codes Readability // Materials Science Forum. – 2021. – Vol. 1040. – P. 47-54.
• Kolobov Yu.R., Ligachev A.E. Properties of the Surface of Structural Materials in the Area of a Barcode Formed under the Action of Laser Radiation // Inorganic Materials: Applied Research. – 2022. – Vol. 13, No. 3. – P. 607–613. – DOI: 10.1134/S2075113322030182.
• Kolobov Yu.R., Ligachev A.E. Properties of the surface of structural materials in the area of a barcode formed under the influence of laser radiation // Physics and Chemistry of Materials Treatment. – 2021. – № 1. – P. 15–24. – DOI: 10.30791/0015-3214-2021-1-15-24.
• Gorny S.G., Zakharenko E.A., Klassen N.V., Kolobov Yu.R., Ligachev A.E., Pryakhin E.I., Romanov V.V., Odintsova G.V. Laser Formation and Influence of Laser Radiation on Basic Characteristics of Barcodes // Inorganic Materials: Applied Research. – 2022. – Vol. 13, No. 3. – P. 879–886. – DOI: 10.1134/S2075113322030121.

Михалкин Василий Петрович, рук. группы, мастер производственного участка

• Комаров Илья Константинович, инженер
• Миронова Евгения Ивановна, техник-технолог
• Шунина Ирина Георгиевна, н.с., +7 496 522-17-23

• Мосалева Галина Александровна, техник-технолог 1 категории