Научная тема: «ФОРМИРОВАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ И АМОРФНО-НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ СЕЛЕКТИВНОЙ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКЕ НАНО- И МИКРООБЛАСТЕЙ»
Специальность: 01.04.07
Год: 2008
Отрасль науки: Технические науки
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:
  1. Закономерности оптимизации оптических свойств прозрачных кри­сталлов избирательной обработкой неоднородных областей нано- и микро­масштаба кратковременным воздействием на материал мощного импульс­ного лазерного излучения и промежуточной длительной обработкой излу­чением с низкой плотностью мощности; механизм селективного разруше­ния оптически опасных дефектов и их перевода в неопасное состояние.
  2. Методы селективной лазерной обработки дефектных нано- и микрообластей в окрестности исходной трещины, позволяющие перевести трещину в неопасное состояние и повысить оптическую и механическую (в условиях лазерного облучения) прочность кристалла с исходной трещиной за счет избирательного разрушения опасных поглощающих включений, залечивания дефектов, уменьшения механических напряжений и снижения плотности дислокаций.
  3. Закономерности взаимовлияния исходной макроскопической тре­щины и лазерноиндуцированных дефектов основанные как на особенно­стях механического взаимодействия указанных дефектов, так и на изме­нении оптических свойств материала с трещинами, и описывающие осо­бенности снижения оптической и механической (в условиях оптического пробоя) прочности материала.
  4. Зависимость оптической прочности кристалла с трещинами от времени их существования, в том числе для случая резкого снижения све­товой прочности кристалла с трещиной при реализации нелинейных оп­тических явлений.
  5. Закономерности смены механизмов деформирования и разрушения, особенности формирования зоны повреждения в условиях оптического про­боя импульсным излучением монокристаллов исландского шпата по мере повышения начальной температуры облучаемого кристалла.
  6. Метод механических испытаний, основанный на локальном нагруже-нии тонкого образца АНМС на подложке, характеризующийся высокой чув­ствительностью к механическим свойствам и структурному состоянию тон­ких аморфно-нанокристаллических металлических сплавов и позволяющий проводить исследования в микромасштабных областях.
  7. Закономерности деформирования и разрушения тонких образцов АНМС в условиях индентирования на эластичных подложках, основанные на анализе экспериментальных данных полученных при изучении резуль­татов локального нагружения АНМС на подложках инденторами различ­ной геометрической формы.
  8. Количественный критерий пластичности ε//, выявляемый методом локального нагружения на подложках и характеризующийся высокой чувствительностью к механическим свойствам и структурному состоя­нию тонких образцов АНМС, состоящих из нанокристаллов, изолирован­ных аморфной матрицей.
  9. Закономерности лазерной обработки аморфно- нанокристаллического металлического сплава с термостабильной аморф­ ной матрицей, позволяющие осуществлять селективную обработку дефект­ ных областей, обеспечивающие возможность двух-трехкратного повыше­ ния пластической характеристики сплава ε// при одновременном сохране­ нии высокого уровня микротвердости.
Список опубликованных работ
(монография, а также статьи, опубликованные в журналах из списка ВАК и других отечественных и зарубежных рецензируемых журналах)

1.Ушаков И.В. Деформирование и разрушение твердых прозрачных материалов, вызванное воздействием мощного лазерного излучения: Мо-ногр. Тамбов: Изд-во ТГУ им. Г.Р. Державина, 2006. 160 с.

2.Ушаков И.В. Особенности влияния макроскопической трещины на оптическую прочность монокристалла // Оптический журнал. 2008. Т. 75. № 2. С. 74-78.

3.Ушаков И.В. Повышение оптической прочности твердых прозрачных кристаллических материалов лазерной селективной обработкой дефект¬ных нано- и микрообластей // Вестн. Тамб. гос. ун-та. Сер. Естественные и технические науки. 2008. Т. 13. № 1. С. 48-51.

4.Ushakov I.V. Method of mechanical testing of laser treated metallic glass by indenters with different geometry // Proc. SPIE. The International Society for Optical Engineering. 2007. V. 6597. P. 6597141-6597144.

5.Ушаков И.В., Поликарпов В.М. Испытания тонких лент металличе-ского стекла инденторами различной геометрической формы // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2007. Т. 69. № 7. С. 43-47.

6.Kalabushkin A. E., Ushakov I.V., Polikarpov V.M., Titovets Y.F. Reveal¬ing of qualitative correlation between mechanical properties and structure of amorphous-nanocrystalline metallic alloy 82K3XCP by microindentation on substrates and X-ray powder diffraction // Proc. SPIE. The International Soci¬ety for Optical Engineering. 2007. V. 6597. P. 65970P1-65970P6.

7.Ушаков И.В. Формирование механических характеристик тонкого аморфно – нанокристаллического металлического сплава импульсным лазерным излучением // Вестн. Тамб. гос. ун-та. Сер. Естественные и тех¬нические науки. 2007. Т. 12. № 6. С. 715-718.

8.Ушаков И.В. Определение механических свойств при индентирова-нии аморфно – нанокристаллического металлического сплава подвергну¬того лазерному модифицированию // Вестн. Тамб. гос. ун-та. Сер. Естест¬венные и технические науки. 2007. Т. 12. № 2. С. 258-262.

9.Ушаков И.В. Особенности импульсной лазерной обработки аморфно¬го металлического сплава 82К3ХСР с разной начальной температурой //Вестн. Тамб. гос. ун-та. Сер. Естественные и технические науки. 2007. Т. 12. № 2. С. 263-266.

10.Ушаков И.В. Закономерности локального деформирования и разруше¬ния тонких лент металлического стекла 82К3ХСР при импульсной лазерной обработке // Физика и химия обработки материалов. 2006. № 5. С. 24-28.

11.Ушаков И.В. Влияние макроскопической трещины на величину опти¬ческой прочности твердых прозрачных диэлектриков // Оптика атмосфе¬ры и океана. 2006. Т. 19. № 2-3. С. 231-237.

12.Федоров В.А., Ушаков И.В., Пермякова И.Е., Калабушкин А.Е. Кри¬сталлизация аморфного металлического сплава Co75.4Fe3.5Cr3.3Si17.8 под влиянием термической обработки // Поверхность. Рентгеновские, синхро-тронные и нейтронные исследования. 2006. № 1. С. 108-112.

13.Ушаков И.В. Деформирование и разрушение металлического стекла, нанесенного на композиционное основание, в условиях локального нагру-жения инденторами различной геометрической формы // Вестн. Тамб. гос. ун-та. Сер. Естественные и технические науки. 2006. Т. 11. № 2. С. 163-167.

14.Ушаков И.В. Моделирование массопереноса, упругих и пластических деформаций композиционных соединений металлическое покрытие – полимерное основание – металлическая основа в условиях локального нагружения // Вестн. Тамб. гос. ун-та. Сер. Естественные и технические науки. 2006. Т. 11. № 3. С. 284-288.

15.Поликарпов В.М., Ушаков И.В., Калабушкин А.Е., Плужникова Т.Н Ис¬следование влияния печного и лазерного отжига на некоторые механические характеристики аморфного металлического сплава 82К3ХСР в условиях локального нагружения на полимерных подложках // Вестн. Тамб. гос. тех-нич. ун-та Сер. Естественные и техн. науки. 2006. Т. 12. № 4А. С. 1091-11096.

16.Федоров В.А., Ушаков И.В., Пермякова И.Е. Особенности деформи¬рования и разрушения лент термически обработанного металлического стекла системы Co-Fe-Cr-Si при микроиндентировании // Известия РАН. Сер. Физическая. 2005. Т. 69. № 9. C. 1369-1373.

17.Ushakov I.V., Feodorov V.A., Permyakova I.J. Experimental method for de¬termination of plasticity of metallic glass 82K3XCP on base of local loading of composite metallic - polymer substrate - metallic plane by Vickers pyramid // Proc. SPIE. The International Society for Optical Engineering. 2005. V. 5831. P. 143-147.

18.Федоров В.А., Пермякова И.Е., Ушаков И.В. Влияние термической обработки на механические свойства металлического стекла на основе кобальта // Деформация и разрушение материалов. 2005. № 2. С. 36-39.

19.Ushakov I.V., Feodorov V.A., Permyakova I.J. Mechanical characteristics and crystallization of annealed metallic glass 82K3XCP // Proc. SPIE. The In¬ternational Society for Optical Engineering. 2004. V. 5400. P. 261-264.

20.Федоров В.А., Ушаков И.В., Пермякова И.Е. Особенности изменения механических свойств и кристаллизация отожженного металлического стекла на основе кобальта // Металлы. 2004. № 3. С. 99-108.

21.Ushakov I.V., Feodorov V.A., Permyakova I.J. Influence of etching and annealing on evolution of surface structure of metallic glass // Proc. SPIE. The International Society for Optical Engineering. 2004. V. 5400. P. 265-268.

22.Ушаков И.В., Пермякова И.Е., Федоров В.А., Зенякова Н.А., Потапо¬ва О.А. Изучение закономерностей образования трещин при микроинден-тировании отожженного металлического стекла в высокотемпературной области // Вестн. Тамб. гос. ун-та. Сер. Естественные и технические нау¬ки. 2003. Т. 8. № 2. С. 248-250.

23.Федоров В.А., Ушаков И.В., Пермякова И.Е. Сравнительный анализ изменения пластичности отожженного металлического стекла U-методом и методом микроиндентирования на полимерных подложках // Материа¬ловедение. 2003. № 8(77). С. 21-24.

24.Ushakov I.V., Feodorov V.A., Permyakova I.J. Determination of plasticity of thermally treated metallic glass by U – method and microindentation // Proc. SPIE. The International Society for Optical Engineering. 2003. V. 5127. P. 246-251.

25.Ушаков И.В., Федоров В.А., Пермякова И.Е. Определение пластич-ности металлического стекла микроиндентированием на подложках // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2003. Т. 69. № 7. С. 43-47.

26.Федоров В.А., Ушаков И.В., Пермякова И.Е., Васильева С.В. Влияние отжига на изменение механических свойств и кристаллизацию металли¬ческого стекла 82К3ХСР // Вестн. Тамб. гос. ун-та. Сер. Естественные и технические науки. Т. 8. № 4. 2003. С. 541-544.

27.Ушаков И.В., Федоров В.А. Влияние температуры отжига аморфного ме¬таллического сплава на основе кобальта на образование трещин при локаль¬ном нагружении // Физика и химия обработки материалов. 2002. № 6. С. 77-80.

28.Ушаков И.В., Федоров В.А. Изменение вероятности образования трещин в металлическом стекле 82К3ХСР, отожженном в широком интер¬вале температур, при локальном нагружении // Вестн. Тамб. гос. ун-та. Сер. Естественные и технические науки. 2002. Т. 7. № 2. С. 257-259.

29.Федоров В.А., Ушаков И.В. Влияние отжига на изменение характера деформирования и разрушения металлического стекла при локальном нагружении // Журнал технической физики. 2001. Т. 71. № 6. С. 28-31.

30.Ушаков И.В., Федоров В.А., Судакова Л.И. Деформирование и раз-рушение металлического стекла при индентировании на подложках // Вестн. Тамб. гос. ун-та. Сер. Естественные и технические науки. 2000. Т. 5. № 2-3. С. 384-386.

31.Федоров В.А., Ушаков И.В., Климачева Е.И. Закономерности дефор¬мирования и разрушения металлического стекла при локальном нагру-жении на подложках с различными механическими характеристиками // Вестн. Тамб. гос. ун-та. Сер. Естественные и технические науки. 2000. Т. 5. № 2-3. С. 370-374.

32.Федоров В.А., Плужникова Т.Н., Ушаков И.В. Взаимодействие исход¬ной и лазерно-индуцированной трещин в оптически прозрачных кристал¬лах // Физика и химия обработки материалов. 1999. № 4. С. 16-20.

33.Федоров В.А., Ушаков И.В., Шелохвостов В.П. Разрушение оптически прозрачных кристаллов с макроскопической трещиной под действием им¬пульсов лазера // Журнал технической физики. 1998. Т. 68. № 12. С. 34-37.

34.Федоров В.А., Ушаков И.В., Шелохвостов В.П. Влияние температуры на морфологические особенности повреждения кальцита при оптическом пробое // Физика и химия обработки материалов. 1998. № 1. С. 37-40.

35.Feodorov V.A., Ushakov I.V., Shelohvostov V.P. The influence of struc¬ture defects on the damage threshold of transparent dielectrics // Studies in ap¬plied electromagnetics and mechanics. 1998. V. 13. P. 831-834.

36.Feodorov V.A., Ushakov I.V., Shelohvostov V.P. Threshold of laser-induced damage of transparent dielectrics with cracks // Proc. SPIE. The Inter¬national Society for Optical Engineering. 1998. V. 3345. P. 51-54.

37.Федоров В.А., Ушаков И.В., Шелохвостов В.П., Толстова М.А. Мор¬фология повреждений монокристаллов кальцита при оптическом пробое в широком интервале температур // Вестн. Тамб. гос. ун-та. Сер. естествен¬ные и технические науки. 1997. Т. 2. № 3. С. 286-290.

38.Федоров В.А., Ушаков И.В., Плужникова Т.Н. Микропластичность, разрушение и самозалечивание в кристаллах NaCl, LiF, и CaCO3 при не-симметричном сколе // Вестн. Тамб. гос. ун-та. Сер. естественные и тех-нические науки. 1997. Т. 2. № 3. С. 291-293.

39.Feodorov V.A., Ushakov I.V., Shelohvostov V.P. Investigation of damage and plasticity in LiF, NaCl and CaCO3 single crystals under radiation of a pulse laser // Materials science and engineering A. V. A234-236. UK. 1997. P. 132-134.

(труды конференций и статьи, опубликованные в других изданиях)

40.Ушаков И.В., Федоров В.А., Карыев Л.Г. Исследование разрушения и элементов пластичности в монокристаллах LiF под действием излучения импульсного ОКГ // Молодежь и наука, третье тысячелетие: Труды меж-дунар. конф. Москва, 1997. I-7.

41.Федоров В.А., Ушаков И.В., Шелохвостов В.П. Разрушение кристал¬лов кальцита при оптическом пробое самосфокусированным излучением // Актуальные проблемы прочности: Труды XXXIII семинара. Новгород, 1997. Т. 1. Ч. 2. С. 247-251.

42.Feodorov V.A., Ushakov I.V., Shelohvostov V.P. Investigation of failure of crystals with former macrocrack under radiation of a pulse laser // Nonde¬structive testing and computer simulations in materials science and engineer¬ing. St. Petersburg State tech. university. 1997, F9.

43.Федоров В.А., Ушаков И. В., Шелохвостов В.П. О механизме лазер-но-индуцированного роста макротрещин в оптически прозрачных кри¬сталлах // Взаимодействие дефектов и неупругие явления в твердых те¬лах: Мат-лы IX Междунар. конф. Тула, 1997. С. 47-48.

44.Feodorov V.A., Ushakov I.V., Plushnikova T.N. Interaction of laser-induced and initial defects in transparent single crystals // Nondestructive test¬ing and computer simulations in materials science and engineering. St. Peters¬burg State tech. university. 1998, G3B.

45.Ушаков И.В. Особенности деформирования и разрушения, термически обработанного металлического стекла нанесенного на полимерную подлож¬ку // Материалы 7-й Всеросс. конф. молодых ученых. СПб., 2001. С. 268-269.

46.Ушаков И.В., Федоров В.А. Трещиностойкость термически обрабо-танного сплава 83,7%Co+3,7%Fe+3,2%Cr+9,4%Si при локальном нагру-жении // Современные проблемы прочности: Труды V междунар. семина¬ра им. В.А. Лихачева. Великий Новгород, 2001. Т. 2. С. 21-25.

47.Ushakov I.V., Feodorov V.A., Permyakova I.E. Investigation of brittleness of annealed metallic glass by both microindentation and U – method // Materi¬als and coatings for extreme performances: investigations, applications, ecol¬ogically safe technologies for their production and utilization: Proc. of second international conf. Ukraine, 2002. P. 312-313.

48.Ushakov I.V., Feodorov V.A., Permyakova I.E. Comparative analysis of brittleness of annealed metallic glass by both microindentation and U – method // Science for materials in the frontier of centuries: Advantages and challenges: Proc. of international conf. Ukraine, 2002. P. 469-470.

49.Ushakov I.V., Feodorov V.A., Permyakova I.E. Investigation of brittleness annealed metallic glass by both microindentation and U - method // Nondestruc¬tive testing and computer simulations in sciences and engineering: Proc. of the sixth international conference. Russia. St. Petersburg, 2002. V. 6. P. E57-E58.

50.Ushakov I.V., Feodorov V.A., Permyakova I.J. Evolution of surface structure of metallic glass subjected to etching and different modes of annealing // Nonde¬structive testing and computer simulations in sciences and engineering: Proc. of the seventh international conf. Russia. St. Petersburg, 2003. V. 7. P. E38-E40.

51.Ushakov I.V., Feodorov V.A., Permyakova I.J. Investigation of structure and mechanical characteristics of ribbon samples of metallic glass 82K3XCP after annealing // Nondestructive testing and computer simulations in sciences and engineering: Proc. of the eighth international conf. Russia. St. Petersburg, 2004. V. 8. P. D18-D20.

52.Ушаков И.В. Влияние исходной температуры аморфного металличе¬ского сплава на изменение комплекса свойств в условиях воздействия импульсного лазерного излучения // Структурные основы модификации материалов методами нетрадиционных технологий: Докл. 8-й междунар. конф. Обнинск. 2005. С. 42-43.

53.Ushakov I.V. Investigation of solid transparent dielectrics with crack ex¬posed to impulse laser radiation // Atomic and molecular pulsed lasers: VII international сonf. Russia. Tomsk, 2005. P. E18.

54.Ушаков И.В., Поликарпов В.М. Экспериментальное исследование методом локального нагружения аморфных металлических сплавов под¬вергнутых лазерному отжигу // Физические свойства металлов и сплавов: Докл. 3-й Росс. науч.-технич. конф. Екатеринбург, 2005. С. 172-173.

55.Ушаков И.В. Оптическая и механическая прочность прозрачных мо¬нокристаллов содержащих макроскопический дефект // Оптика – 2005: Тр. 4-й междунар. конф. СПб., 2005. С. 194-195.

56.Ушаков И.В., Калабушкин А.Е., Поликарпов В.М., Титовец Ю.Ф. Взаимосвязь между механическими характеристиками и структурным состоянием аморфно - нанокристаллического металлического сплава 82К3ХСР, выявляемая микроиндентированием на полимерных подложках и рентгеноструктурным анализом // Деформация и разрушение материалов: Труды 1-й междунар. конф. DFM2006. Москва, 2006. Т. 1. С. 408-410.

57.Ушаков И.В. Изменение структуры и оптических свойств кристаллов кальцита, подвергаемых воздействию импульсного лазерного излучения // Фундаментальные проблемы оптики: Труды междунар. науч. конф. СПб., 2006. С. 98-99.

58.Ушаков И.В. Исследование влияния исходной температуры аморфно¬го металлического сплава на особенности деформирования и разрушения под действием импульсного лазерного излучения // Вычислительная ме¬ханика деформируемого твердого тела: Труды междунар. науч.-технич. конф. Москва, 2006. Т. 2. С. 406-409.

59.Ушаков И.В., Людчик О.Р., Калабушкин А.Е., Михей В.Н., Поликар¬пов В.М. Изменение структурных особенностей и механических свойств металлического стекла 82К3ХСР, подвергнутого термической печной и импульсной лазерной обработке // Фазовые превращения и прочность кристаллов: Докл. IV междунар. конф. Черноголовка, 2006. С. 48-49.

60.Ушаков И.В., Калабушкин А.Е. Влияние термической обработки на некоторые механические свойства и структуру металлического стекла 82К3ХСР // XI Державинские чтения: Науч. конф., посвящ. 75–летию Ин¬ститута математики, физики информатики. Тамбов, 2006. С. 22-23.

61.Ushakov I.V. Method mechanical testing of laser treated metallic glass by indenters with different geometry // Nondestructive testing and computer simu¬lations in sciences and engineering: Proc. of the eighth international conf. Po¬land. Olsztyn, 2006. V. 10. Р. 113-115.

62.Ушаков И.В., Поликарпов В.М., Куликова Е.В., Быстрицкий В.С. Со¬временные методы обработки экспериментальных данных с использова¬нием компьютерной техники // XII Державинские чтения: Мат-лы науч. конф. Тамбов. 2007. С. 24-28.

63.Ушаков И.В. Влияние пластических свойств аморфной фазы на осо-бенности деформирования и разрушения аморфно - нанокристаллическо-го металлического сплава // Материалы XVII Петербургских чтений по проблемам прочности. СПб., 2007. Ч. I. С. 103-104.

64.Ушаков И.В. Особенности модифицирования аморфно – нанокристалли-ческого металлического сплава лазерными импульсами наносекундной дли¬тельности // Структурные основы модификации материалов методами нетра¬диционных технологий: Докл. 9-й междунар. конф. Обнинск, 2007. С. 64-66.

65.Ушаков И.В. Использование импульсного лазерного излучения при модифицировании структуры и свойств аморфно – нанокристаллических металлических сплавов // Физические свойства металлов и сплавов: Ма¬териалы 4-й Росс. науч.-технич. конф. Екатеринбург, 2007. С. 111-112.

66.Ушаков И.В. Управление механическими свойствами консолидиро-ванных аморфно – нанокристаллических материалов короткоимпульсным лазерным излучением // Деформация и разрушение материалов: Труды 2-й междунар. конф. DFM2007. Москва, 2007. С. 341-343.

67.Ушаков И.В. Повышение оптической прочности прозрачных кристал¬лов избирательной лазерной обработкой дефектных нано- и микро- облас¬тей // Оптика – 2007: Труды 5-й междунар. конф. СПб., 2007. С. 416-417.

68.Ушаков И.В. Оптимизация механических характеристик аморфно – нанокристаллического металлического сплава короткоимпульсным ла-зерным излучением // Прочность и разрушение материалов и конструк-ций: Труды 5-й междунар. конф. Оренбург. 2008. Т. 1. С. 184-188.