Институт физики металлов имени М. Н. Михеева¶

Институт физики металлов имени М. Н. Михеева (ИФМ УрО РАН) — научно-исследовательское учреждение в составе Уральского отделения Российской академии наук, расположенное в Екатеринбурге. Один из ведущих центров в России по фундаментальным и прикладным исследованиям в области физики конденсированного состояния, материаловедения, магнитных явлений и нанотехнологий. Основан в 1932 году, носит имя академика Михаила Николаевича Михеева — выдающегося уральского физика-металловеда.

¶История

¶Предпосылки и основание

В начале 1930-х годов, в период индустриализации СССР, возникла острая потребность в научном обеспечении металлургической промышленности Урала. В 1932 году по инициативе Уральского филиала Академии наук СССР (УФАН) был создан Институт металлофизики и металлургии. Первоначально он размещался в здании бывшего горного училища в Свердловске (ныне Екатеринбург). Первым директором стал академик Иван Павлович Бардин, впоследствии возглавивший Академию наук СССР.

¶Развитие в 1930–1950-е годы

В довоенный период институт сосредоточился на изучении свойств сплавов, разработке методов термообработки и создании новых материалов для оборонной промышленности. В годы Великой Отечественной войны (1941–1945) сотрудники института работали над повышением прочности броневой стали, что способствовало выпуску танков на Уралвагонзаводе. В 1945 году институт был переименован в Институт физики металлов, а его тематика расширилась за счёт исследований в области физики твёрдого тела и магнитных явлений.

¶Вторая половина XX века

В 1950–1970-е годы под руководством академика Михаила Николаевича Михеева (директор в 1950–1970) институт стал одним из мировых лидеров в области магнитной структуры металлов и сплавов. Были разработаны методы магнитной дефектоскопии, внедрённые в промышленность. В 1971 году институту присвоено имя М. Н. Михеева. В 1980-е годы активно развивались исследования по физике прочности, пластичности и сверхпроводимости.

¶Современный период

После распада СССР институт сохранил статус ведущего научного центра Уральского отделения РАН. В 2000-е годы проведена модернизация приборной базы, открыты новые лаборатории по наноматериалам и функциональным покрытиям. В 2022 году институт отметил 90-летие.

¶Структура и руководство

ИФМ УрО РАН входит в состав Отделения физических наук РАН. Руководство осуществляет директор, назначаемый президиумом РАН. С 2018 года директором является член-корреспондент РАН, доктор физико-математических наук Владимир Владимирович Устинов.

В структуре института выделяются:

• Отдел физики магнитных явлений — занимается изучением магнитных структур, спинтроники и магнитооптики.
• Отдел физики прочности и пластичности — исследует механизмы деформации, разрушения и сверхпластичности материалов.
• Отдел физики наноструктур — разрабатывает наночастицы, тонкие плёнки и композиты.
• Лаборатория сверхпроводимости — изучает высокотемпературные сверхпроводники и их применение.
• Центр коллективного пользования «Диагностика материалов» — предоставляет оборудование для исследований сторонним организациям.

¶Научная деятельность

¶Основные направления

• Физика конденсированного состояния — теоретические и экспериментальные исследования электронных, магнитных и упругих свойств твёрдых тел.
• Магнетизм — изучение ферромагнитных, антиферромагнитных и спиновых структур, разработка магнитных материалов для электроники.
• Материаловедение — создание и оптимизация сплавов, керамик, полимеров с заданными свойствами.
• Нанотехнологии — синтез наночастиц, нанопроволок, нанокомпозитов, исследование их размерных эффектов.
• Сверхпроводимость — поиск новых сверхпроводников, изучение механизмов сверхпроводимости при высоких температурах.
• Металловедение и термическая обработка — разработка режимов закалки, отпуска, старения для улучшения механических свойств.

¶Ключевые достижения

• Создание теории магнитных фазовых переходов в металлах (работы М. Н. Михеева, В. И. Зиновьева).
• Разработка метода магнитной дефектоскопии для контроля качества металлопродукции (внедрён на комбинатах «Уралмаш», «Магнитогорский металлургический комбинат»).
• Открытие эффекта гигантского магнитосопротивления в многослойных наноструктурах (совместно с зарубежными коллегами, 1990-е годы).
• Синтез высокотемпературных сверхпроводников на основе купратов и железосодержащих соединений.
• Разработка нанокристаллических материалов с рекордной прочностью и пластичностью (сплавы на основе титана, алюминия, магния).

¶Публикационная активность

Ежегодно сотрудники института публикуют более 300 статей в рецензируемых научных журналах, входящих в базы Web of Science и Scopus. Институт издаёт журнал «Физика металлов и металловедение» (выходит с 1955 года, входит в перечень ВАК).

¶Образовательная и кадровая деятельность

ИФМ УрО РАН является базой для подготовки научных кадров. При институте действуют:

• Аспирантура по специальностям «Физика конденсированного состояния», «Материаловедение», «Магнетизм».
• Диссертационный совет по защите докторских и кандидатских диссертаций по физико-математическим и техническим наукам.
• Базовая кафедра Уральского федерального университета (УрФУ) — студенты старших курсов проходят практику и выполняют дипломные работы на базе лабораторий института.

За годы существования институт подготовил более 200 кандидатов и 50 докторов наук. Среди выпускников — академики РАН, руководители научных центров, преподаватели вузов.

¶Инфраструктура и оборудование

Институт располагает современным парком научного оборудования:

• Электронные микроскопы (просвечивающие, сканирующие) с разрешением до 0,1 нм.
• Рентгеновские дифрактометры для анализа кристаллической структуры.
• Магнитометры (SQUID, вибрационные) для измерения магнитных свойств в диапазоне температур 1,5–1000 К.
• Установки для синтеза материалов в вакууме, инертной атмосфере, под высоким давлением.
• Компьютерные кластеры для моделирования методом молекулярной динамики и теории функционала плотности.

¶Международное сотрудничество

ИФМ УрО РАН участвует в совместных проектах с научными центрами Германии (Институт Макса Планка, Дрезден), Франции (CNRS, Гренобль), Японии (Университет Тохоку), Китая (Академия наук КНР). В рамках программ «Горизонт 2020» и РНФ проводятся исследования по спинтронике, наноматериалам и сверхпроводимости.

¶Прикладное значение

Разработки института внедрены в промышленность:

• Магнитные дефектоскопы используются на предприятиях чёрной металлургии (НЛМК, Северсталь).
• Технологии термообработки алюминиевых сплавов применяются в авиастроении (Уральский завод гражданской авиации).
• Нанокристаллические покрытия для режущего инструмента повышают износостойкость в машиностроении.
• Сверхпроводящие кабели на основе высокотемпературных материалов тестируются в энергетических системах.

¶Интересные факты

• В 1960-е годы в институте была создана первая в СССР лаборатория по изучению магнитных жидкостей.
• В 1985 году за разработку магнитных материалов для космической техники коллектив института был награждён орденом Трудового Красного Знамени.
• В здании института в 1930-е годы работал будущий академик и нобелевский лауреат Пётр Леонидович Капица (в период командировки на Урал).
• Ежегодно институт проводит Всероссийскую конференцию «Физика металлов и металловедение», собирающую более 500 участников.

¶Источники

• Устав ИФМ УрО РАН (2023).
• «История Уральского отделения РАН» (Екатеринбург, 2002).
• Сайт ИФМ УрО РАН: ifm.uran.ru.
• «Физика металлов и металловедение», том 124, № 1, 2023.
• «Академик М. Н. Михеев: жизнь и научное наследие» (Сборник статей, Екатеринбург, 2015).
• Отчёты ИФМ УрО РАН за 2019–2023 годы.