name: «Свободный рост несингулярных поверхностей кристаллов из растворов»
keyword_list: численное моделирование роста кристаллов гидротермальный рост кристаллов кинематическая модель роста кристаллов строение пирамид роста несингулярных поверхностей рост несингулярных поверхностей кристаллов
abstract: Актуальность исследований. Вопросы о механизме роста
  кристаллов несингулярными поверхностями и, в целом, проблема
  регенерации кристаллов, привлекают внимание исследователей уже более
  столетия (Вульф, 1895; Артемьев, 1915; Шубников, 1935; Хонигман, 1961;
  Асхабов, 1979). Несмотря на обширную эмпирическую базу по этому
  вопросу, до недавнего времени не существовало единой теории, способной
  количественно описать процессы роста таких поверхностей, что говорит об
  актуальности ее разработки. Эта теория будет полезна и для исследований
  в области генетической минералогии в силу того, что морфологические
  формы регенерировавших кристаллов, в сравнении с формами кристаллов,
  растущих в квазистационарных условиях, оказываются существенно более
  информативными (Асхабов, 1979). Кроме того, промышленное
  выращивание кристаллов, по экономическим соображениям, часто
  сопряжено с ростом на затравки, параллельные несингулярным
  поверхностям. Наличие теоретической базы по рассматриваемому вопросу
  будет способствовать оптимизации ростовых процессов и повышению
  качества выращенного материала.
  Основная цель данной диссертационной работы состоит в разработке
  физической модели роста несингулярных поверхностей, адекватно
  описывающей реальные ростовые процессы. Для достижения цели были
  сформулированы следующие задачи:
  1. На модельных кристаллах проверить и дополнить имеющиеся
  эмпирические данные по росту несингулярных поверхностей,
  сконцентрировав внимание на кинематике роста таких поверхностей и
  эволюции их фронта роста. Эта задача предполагала решение объемных
  вспомогательных подзадач:
  - оптимизация процессов роста таких кристаллов, направленная на возможность получения количественно воспроизводимых результатов;
  - разработку методик определения скоростей роста различных
  одновременно растущих кристаллических поверхностей и,
  собственно, измерение скоростей роста различных
  кристаллографических направлений на модельных кристаллах.
  2. Исследовать тонкие детали внутреннего строения сформированных
  пирамид роста таких поверхностей, обусловленные специфическим
  механизмом их роста.
  3. На базе предыдущих исследований и собственных результатов
  предложить физическую модель роста несингулярных поверхностей.
  4
  4. Оформить физическую модель в виде вычислительной программы для
  компьютера, провести численное моделирование изучаемых процессов
  и сопоставить результаты с результатами реальных экспериментов по
  росту несингулярных поверхностей с целью проверки качественного и
  количественного соответствия модели реальному росту.
  5. Продемонстрировать применимость предлагаемой физической модели
  для описания других вопросов реального кристаллогенеза.
  Материалы и методы. Работа базируется на фактическом материале
  более 3000 гидротермальных экспериментов по росту кристаллов берилла
  и корунда в области давлений до 3кбар и температур до 700˚С, свыше 300
  экспериментов по регенерации кристаллов алюмокалиевых квасцов в
  низко-температурных водных растворах и порядка 200 численных
  экспериментов. В процессе исследований созданы авторские методики
  проведения гидротермального роста кристаллов и способы сбора и
  обработки экспериментальных данных.
  При изучении выращенных кристаллов использовались традиционные
  и современные методы, включая гониометрический, рентгенофазовый,
  методы инфракрасной спектроскопии, оптической и конфокальнооптической микроскопии, сканирующей электронной микроскопии,
  просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения,
  электронно-зондовый микроанализ, масс-спектроскопический анализ и
  химический анализ составов методами «мокрой» химии.
  Инструментальные исследования были проведены на приборных базах
  Аналитического центра ИГиМ СО РАН, ИТПМ СО РАН, ИФП СО РАН,
  лабораторий НГУ, МГУ, МФТИ и Института Йозефа Стефана (Словения).
  Структура диссертационной работы. Работа состоит из Введения,
  шести глав, Заключения и списка использованной литературы. Общий
  объем диссертации составляет 300 листов формата А4, текст диссертации
  сопровождается 107 иллюстрациями и 17 таблицами. Библиография
  включает 259 наименований.
  В главе 1 обсуждается история развития понятия свободной энергии
  кристаллических поверхностей и методов ее оценки. Критически
  рассматриваются интерпретации накопленного эмпирического материала и
  используемой терминологии. На базе такого рассмотрения формулируются
  задачи исследований. Глава 2 представляет информацию о методах роста
  кристаллов и исследований выращенного материала. Особое внимание
  уделяется ростовым методикам, содержащим ряд оригинальных решений.
  В третьей главе автор представляет собственные экспериментальные
  данные об эволюции растущих несингулярных поверхностей кристаллов
  5
  берилла и корунда и рассматривает факторы, влияющие на этот процесс.
  Эти результаты сопоставляются с данными других исследователей,
  вычленяются общие для регенерирующих кристаллов различных веществ
  закономерности, на которых базируется наша физическая модель. В главе
  4 мы рассматриваем тонкие детали строения и состава кристаллического
  вещества в пирамидах роста несингулярных поверхностей корунда и
  берилла, сопоставляем специфику строения таких пирамид роста с
  особенностями ростового процесса.
  Пятая глава является центральной в нашей работе. В ней
  формулируется физическая модель роста несингулярных поверхностей и
  поясняется механизм ее функционирования, излагаются алгоритмы
  оформления модели в виде компьютерных программ, позволяющих
  проводить численные эксперименты. Автор, сопоставив результаты
  численных и реальных экспериментов, демонстрирует адекватность
  предлагаемой модели.
  Глава 6 приводит пример применения используемых моделью
  подходов к решению других задач кристаллогенеза. Кроме того, в эту
  главу мы включили материалы, являющиеся прямым следствием
  изложенных в предыдущих главах результатов и обладающих
  самостоятельной ценностью.
chairman_dissertation_council.name: Владислав
chairman_dissertation_council.surname: Шацкий
chairman_dissertation_council.patronymic: Станиславович
chairman_dissertation_council.position: Главный научный сотрудник
chairman_dissertation_council.degree: Доктор геолого-минералогических наук
chairman_dissertation_council.rank: Академик
chairman_dissertation_council.wos_research_id: A-3825-2014
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 6603662486
chairman_dissertation_council.rinc_id: 61302
chairman_dissertation_council.url: https://www.igm.nsc.ru/index.php/component/comprofiler/userprofile/shatsky
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Татьяна
organization_supervisor.surname: Дзюбенко
organization_supervisor.patronymic: Викторовна
organization_supervisor.position: ведущий инженер
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 38.39.15
rubrics.name: Физико-химические исследования в минералообразующих системах
rubrics.code: 38.35.21
rubrics.name: Минералы
rubrics.code: 38.35.17
rubrics.name: Кристаллография минералов
oecds.code: 01.05.KY
oecds.name: GEOLOGY
oecds.code: 01.05.RE
oecds.name: MINERALOGY
speciality_codes.name: Минералогия, кристаллография
speciality_codes.code: 25.00.05
opponents.fio: Асхабов А.М.
opponents.scientific_degree: Доктор геолого-минералогических наук
opponents.speciality_code: Минералогия, кристаллография
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Волошин А.Э.
opponents.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
opponents.speciality_code: Физика конденсированного состояния
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Димитрова О.В.
opponents.scientific_degree: Доктор геолого-минералогических наук
opponents.speciality_code: Минералогия, кристаллография
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ И МИНЕРАЛОГИИ СО РАН; ИГМ СО РАН
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ И МИНЕРАЛОГИИ ИМ. В.С. СОБОЛЕВА СИБИРСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
protection_organization.ogrn: 1065473055713
protection_organization.supervisor_name: НИКОЛАЙ
protection_organization.supervisor_surname: КРУК
protection_organization.supervisor_patronymic: НИКОЛАЕВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ И МИНЕРАЛОГИИ СО РАН; ИГМ СО РАН
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ И МИНЕРАЛОГИИ ИМ. В.С. СОБОЛЕВА СИБИРСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
author_organization.ogrn: 1065473055713
author_organization.supervisor_name: НИКОЛАЙ
author_organization.supervisor_surname: КРУК
author_organization.supervisor_patronymic: НИКОЛАЕВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения