Особенности нано-мезоструктурной динамики в стеклах при создании новых материалов

Актуальность. Различные попытки объяснения кристаллизации вязких силикатных расплавов в условиях разной стационарности обусловлены растущей потребностью в новых материалах, обеспечивающих технологический прогресс. В настоящее время принято считать, что все многообразие твердых материалов охватывается несколькими фазовыми состояниями с кристаллическими структурами, починяющимися федоровским пространственным группам. Элементарная ячейка обладает параметрами, транслируя которые, можно построить достаточно реалистичную картину описания кристаллов, определяемую фазой по Гиббсу. Данные экспериментальной минералогии часто расходятся с традиционными представлениями, особенно при описании аномальной кинетики диффузии и кристаллизации в стеклах и ситаллах.

Цель работы – разработка способа описания кристаллов, учитывающего силы не менее равной величины, так или иначе связанные с внутренними свойствами и колебательными модами. Для этого мы использовали нашу голографическую модель вещества, в которой эти взаимодействия могут образовывать собственные когерентные структуры со своими типами резонансных решеток.

Решены следующие задачи: выявлены факторы структурной упорядоченности, определяемые пространственно-временной когерентностью; обоснована резонансная модель динамических структур, адекватно описывающая кинетику низкоэнергетических фазовых превращений; разработана классификация материалов по природе связей и типам когерентности.

Методы. Модель обобщенного подхода к оценке разномасштабных процессов и явлений основана на результатах экспериментальных исследований и их анализе с учетом известных представлений электродинамики и волновой механики.

Результаты. Впервые разработана модель пространственно замкнутых динамических структур реального вещества, описывающая объекты и взаимодействия на микро-, мезо- и макроуровнях как совокупность автоинтерференции замкнутого волнового процесса. Взаимодействие между областями конструктивной интерференции происходит на частотах биений основного волнового процесса, генерируя пространственную решетку следующего иерархического уровня.

1. Эйтель В. Физическая химия силикатов. Москва : ИЛ, 1968. 1055 с.

2. Эпельбаум М.В. Расчет температуры максимальной скорости кристаллизации стекол // Стекло и керамика. 1958. № 4. С. 22–25.

3. Kirkpatrick R.J. Kinetics of crystal growth in the system CaMgSi2O6–CaAl2SiO6 // Amer. J. Sci. 1974. V. 274. № 3. P. 215–242.

4. Мананков А.В., Локтюшин А.А. Динамическая модель кристаллизации // Физико-химическое моделирование в геохимии и петрологии на ЭВМ : материалы II Всесоюзного совещания. Иркутск, 1988. С. 70. EDN: GURKLZ

5. Борозновская Н.Н., Леснов Ф.П., Мананков А.В. О влиянии различных форм проявления калия на люминесценцию основных плагиоклазов // Материалы V Всесоюзного симпозиума по проблеме изоморфизма. Санкт-Петербург : РМО, 1981. С. 44–47. EDN: AKKZZM

6. Мананков А.В., Локтюшин А.А., Баев С.Ю. Динамика структуры F-агрегатных центров окраски в кристаллах // Материалы VI Всесоюзного симпозиума по изоморфизму. Москва : ГЕОХИ, 1988. С. 135. EDN: XJTKVA

7. Мананков А.В., Локтюшин А.А., Баев С.Ю. Радиационная сенсибилизация дефектов в кристаллах // Материалы VI Всесоюзного симпозиума по изоморфизму. Москва : ГЕОХИ, 1988. С. 136. EDN: QIMMXO

8. Локтюшин А.А., Мананков А.В. Поляризационная трансляция фазовых переходов и динамика образования метасиликатов щелочноземельных элементов в вязких расплавах // Минералогия, геохимия и полезные ископаемые Сибири. Томск, 1990. Вып.1. С. 16–22. EDN: SCFNDX

9. Санина В.А., Головенчиц Е.И. Поляризационные взаимодействия и фазовые переходы в кристаллах с двумя взаимодействующими подсистемами // Физика твердого тела. 2000. Т. 42. Вып. 5. С. 905–909. EDN: RYOMJN

10. Мананков А.В. О механизме ликвации в силикатных системах // Дан СССР. 1979. Т. 246. № 4. С. 942–946. EDN: TLUSVF

11. Романов Б.П., Мананков А.В., Головко Н.В. Исследование твердых растворов системы клиноэнстатит – диопсид методами дилатометрии и электропроводности // Неорганические материалы. 1985. Т. 21. № 9. С. 1539–1543. EDN: ZSBIJR

12. Мананков А.В., Шарапов В.Н. Кинетика фазовых переходов в базитовых расплавах и магмах. Новосибирск : Наука, 1985. 199 с. EDN: TPMJBX

13. Мананков А.В., Яковлев В.М. Нетрадиционные строительные материалы класса «сикамов» // Строительные материалы. 1995. № 9. С. 16–17.

14. Локтюшин А.А., Мананков А.В. Пространственно-замкнутые динамические структуры. Томск : Изд-во ТГУ, 1996. 121 с. EDN: SZSUFP

15. Терлецкий Я.П. Электродинамика. Москва : Высшая школа, 1990. 129 с.

16. Мастерова М.А., Янц Ю.Г. Вектор Умова – Пойнтинга дипольного электрического и дипольного магнитного моментов. URL: htlp://www.vestnik.adygnat.ru

17. Звездин А.К., Матвеев В.М., Мухин А.А, Попов А.И. Редкоземельные ионы в магнитоупорядоченных кристаллах. Москва : Наука. 1985. 294 c.

18. Мананков А.В. Астроминералогия – новая комплексная наука для решения сырьевых и экологических проблем биосферы // Петрология магматических и метаморфических комплексов. Вып. 8. Томск. 2016. С. 204–211. EDN: XSIPRB

19. Мананков А.В. Самородные и редкоземельные металлы на Земле, Луне, в тектитах и метеоритах // Геофизические процессы и биосфера. 2018. Т. 17. № 2. С. 111–130. DOI: 10.21455/gpb2018.2-7. EDN: XOTZBJ

20. Мананков А.В. К теории формирования и прогноза месторождений полезных ископаемых // Геосферные исследования. 2019. № 4. С. 83–94. DOI: 10.17223/25421379/13/8. EDN: CKKHQM

21. Мананков А.В., Гасанова Э.Р., Харитонова Н.В. Кристаллохимические основы расчета мономинеральности ситаллов // Неорганические материалы. 2018. Т. 54. № 9. С. 984–992. DOI: 10.1134/S0002337X18090075. EDN: ZMYCZC

22. Мананков А.В., Гасанова Э.Р. Ситаллы из местного сырья для производства инновационных инфраструктур с высокой технико-экономической эффективностью в экстремальных условиях Крайнего Севера // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2018. Т. 329. № 11. С. 87–96. DOI: 10.18799/24131830/2018/11/212. EDN: YRXOHR

23. Мананков А.В., Гасанова Э.Р., Быкова В.В. Физико-химические и технологические аспекты разработки ситаллов нового класса // Вестник Воронежского ГУИТ. 2018. Т. 80. № 1. С. 211–222. DOI: 10.20914/2310-1202-2018-1-211-222. EDN: YWLIOA

24. Мананков А.В., Горюхин E.Я., Локтюшин А.А. Волластонитовые, пироксеновые и другие материалы из промышленных отходов и недефицитного природного сырья. Томск : Изд-во ТГУ, 2002. 168 с. EDN: DELZJX

25. Киприянов H.A., Горичев Н.Г. Электронно-протонная теория – фундаментальная основа физико-химического процесса выщелачивания оксидных минералов в гидрометаллургии // Вестник РУДН. Серия: Инженерные исследования. 2006. № 1 (12). С. 101–109. EDN: IJEXNR

26. Заявка на изобретение Российская Федерация, МПК H01J 37/08, H01J 3/04. Комбинированный источник ионов : № 2003119003 А : заявл. 24.06.2003 : опубл. 10.02.2005 / Конюков К.В., Турчин В.И., Шумшуров А.В., Беляев Г.Е, Кондратьев Б.К., Турчин А.В. Бюл. № 4.

27. Патент № 2211760 Российская Федерация, МПК B28D 5/00 (2006.01), B44C 1/22 (2006.01), C30B 31/00 (2006.01), C30B 33/00 (2006.01). Устройство для обработки алмазов : № 2001114961/03 : заявл. 31.05.2000 : опубл. 10.09.2003 / Турчин В.И., Радько В.Е.

28. Manankov А.V. Structural Organization of Innovative Petrosals from the Local Natural Raw Materials of the Polar Urals // Insights in Mining Science and Technology. 2020. V. 2. № 1. P. 153–161. DOI: 10.19080IMT.2020.02.555577

29. Joye S.R. The Pribram-Bohm hypothesis a topology of consciousness // Cosmos and History: The Journal of Natural and Social Philosophy. 2016. V. 12. № 2. P. 114–136.

30. Aspect A., Grangier P., Roger G. Experimental Realization of Einsteib-Podolsky-Rosen-Bohm Gedanken experiment – A New Violation of Bell Inequalities // Physical Review Letters. 1982. V. 49. № 2. P. 91–94. PRL Bell ADR.

31. Тэлбот M. Голографическая Вселенная : пер. с англ. Москва : ИД «София», 2004. 368 с.

32. Козырев Н.А. Причинная или несимметричная механика в линейном приближении. Пулково, 1958. 41 с.

33. Кузьмин A.M. Периодическо-ритмические явления в минералогии и геологии. Томск : Изд-во STT, 2019. 336 с. ISBN 978-5-93629-631-4. EDN: XTBPPF

34. Панин В.Е., Гринзев Ю.В., Данилов В.И., Зуев Л.В. и др. Структурные уровни пластической деформации и разрушения. Новосибирск : Наука, 1990. 254 с. ISBN 5-02-029308-3. EDN: YSBSDP

35. Попсулин С. Русский ученый из Гарварда осуществил прорыв в пространстве квантового компьютера // Издание о высоких технологиях. 2012. 6 июля.

36. Коржинский Д.С. Теория метасоматической зональности. Москва : Наука, 1982. 104 с.

37. Чепижный К.И. Новое в минералогии (теория минералогии). Ленинград : Наука, 1988. 146 с. 38. Мананков А.В. Физико-химические основы наноструктурной минералогии в получении современных материалов // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2012. № 2. С. 120–130. DOI: 10.21455/GPB2018/2-7. EDN: OYATFR

38. Свидетельство № 92355 на товарный знак «СИКАМ» – новый 19 класс камней – искусственные, строительные и конструкционные строительные материалы неметаллические: приоритет 07.02.1990.

39. Патент № 2687014 Российская Федерация, МПК C03B 1/00 (2006.01). Способ приготовления метасиликатной ситалловой шихты : № 2018116526 : заявл. 03.05.2018 : опубл.

40. 05.2019 / Мананков А.В., Владимиров В.М., Гасанова Э.Р. Бюл. № 13. 10 с.

41. Loktyushin А.А., Manankov A.V. Mineral structure in holographic model of substance // Структура и эволюция минерального мира. Сыктывкар, 1997. С. 35–37.

42. Manankov A.V., Vladimirov V.M. On the mechanism and thermodynamic modeling of metasilicate glass ceramics crystallization // Glass and ceramic. 2016. № 6 (June). P. 3–7. DOI: 10.1007/s10717-016-9856-1. EDN: WEFPFN

43. Авторское свидетельство № 1737965. Способ получения пористого остеклованного блока : заявл. 14.08.1989 : опубл. 15.01.1993 / Мананков А.В., Локтюшин А.А. Бюл. № 2.

44. Патент № 2525076 Российская Федерация, МПК C03B 19/08 (2006.01), C03C 11/00 (2006.01). Способ и устройство для изготовления пористого остеклованного блока : № 2013127553/03 : заявл. 17. 06.2013 : опубл. 10.08.2014 / Мананков А.В., Карауш С.А. Бюл. № 22. 17 с.

45. Патент № 2582152 Российская Федерация, МПК C03B 19/08 (2006.01). Способ изготовления пористой стеклокерамики (варианты) : № 2015115361/03 : заявл. 23.04.2015 : опубл. 20.04.2016 / Мананков А.В. Бюл. № 11. 10 с.

46. Мананков А.В. Университетская наука в решении транспортных проблем страны // Проектирование, строительство, эксплуатация цементно-бетонных дорог: международный опыт и российская практика : материалы Международной конференции RUCEM, Москва, 24–25 сентября 2020 г. С. 56–58.

47. Мананков А.В., Быков Н.Е. Первоочередные научные идеи для Проекта Северного Широтного Хода и их технологическая проработка // Проектирование, строительство, эксплуатация цементно-бетонных дорог: международный опыт и российская практика : материалы Международной конференции RUCEM, Москва, 24–25 сентября 2020 г. С. 59–60.

48. Шубина Ю.С., Страхов Б.С., Мананков A.В. Геодинамика арктического шельфа и эманация метана из газогидратов // Материалы IX Всероссийской научной конференции с международным участием им. проф. М.К. Коровина. Томск : ТПУ, 2016. С. 10–19.

49. Павлушкин Н.М. Основы технологии ситаллов. Москва : Стройиздат, 1979. 340 с.

50. Вернадский В.И. Научная мысль как планетное явление. Москва : Наука, 1991. 271 с. ISBN 5-02-003505-X. EDN: KBQMGG