вівторок, 19 червня 2018 р.

ФМІ – віхи історії: Академік Г. В. Карпенко (до річниці від дня народження)



Академік  Георгій Володимирович Карпенко — відомий український вчений в галузі механіки матеріалів і деталей машин. Один із основоположників нового наукового напрямку — фізико-хімічної механіки матеріалів.
Сьогодні ефективне використання конструкційних матеріалів у різних галузях техніки обумовлюється більше їх довговічністю, ніж міцністю. Довговічність значною мірою залежить від дії навколишнього середовища, активованого впливом силового, теплового, радіаційного та інших полів. Таким чином, несучу здатність матеріалів і деталей машин можна належно оцінити лише з позицій фізико-хімічної механіки матеріалів, котра вивчає вплив зовнішніх середовищ на механічні властивості матеріалів, а також фізико-хімічні взаємодії, що відбуваються під навантаженням в об’ємі матеріалу. З таких передумов фізико-хімічна механіка матеріалів підходить до розв’язання свого основного завдання — до створення максимально структурованих матеріалів із наперед заданими механічними властивостями для роботи в активних середовищах. У плані цих досліджень особливу роль відіграє адсорбційно-електрохімічна теорія втоми матеріалів, запропонована й розвинута в роботах Г. В. Карпенка та львівської школи дослідників, що він її очолював.
Георгій Володимирович Карпенко народився 6 червня 1910 р. в сім’ї професора Томського технологічного інституту. Дитинство майбутнього вченого проходило в культурній трудовій сім’ї, де він при сприянні батьків мав можливість познайомитися із скарбницею світової культури, творами класиків української та російської літератури, вивчити німецьку й англійську мови.
Трудова діяльність Г. В. Карпенка почалася в 14 років (після смерті батька) на заводах Харкова. Спочатку він працював у формувальному відділі ливарного цеху заводу «Серп і Молот», потім слюсарем на Миколаївському судноремонтному заводі. Одночасно навчався на робфаці Харківського технологічного інституту. Механічний факультет Харківського механіко-машинобудівного інституту він закінчив 1931 р.
1940 р. Г. В. Карпенко захистив дисертацію на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук. 1953 р. він — доктор технічних наук, а через рік — професор.
Г. В. Карпенко відзначався великою працездатністю, про що свідчить список праць вченого.
Десять років (1931—1941 рр.) Георгій Володимирович працював асистентом, а потім доцентом на кафедрах теоретичної і практичної механіки, опору матеріалів і теорії пружності, деталей машин Харківського механіко-машинобудівного інституту. Протягом п’яти років (1946—1950 рр.) був ученим секретарем Президії АН УРСР. Г. В. Карпенко був близько знайомий з такими відомими вченими, як Л. Д. Ландау, П. О. Ребіндер, В. Д. Кузнецов, І. В. Обреїмов, В. О. Каргін, О. Н. Фрумкін, І. М. Францевич, О. М. Динник, М. М. Давиденков та ін., з багатьма з них вченого єднала спільна робота. Благотворно вплинуло на різнобічну діяльність вченого знайомство з корифеями української соцкультури М. Т. Рильським. М. П. Бажаном, Д. 3. Мануїльським, О. І. Білецьким, К. Г. Воблим, Л. А. Булаховським, М. Я. Калиновичем тощо.

Г. В. Карпенко — талановитий вчений. Проведені ним досліди з адсорбційної й водневої втоми, з визначення залишкових напружень і вивчення впливу концентраторів напруженнь та масштабного ефекту в середовищах, а також дослідження багатьох інших явищ, що спостерігаються при експлуатації матеріалів в середовищах, є вагомим внеском у розвиток фізико-хімічної механіки матеріалів.
Він автор 20 наукових монографій і понад 400 статей, більшість з яких присвячена розробці нового наукового напрямку — фізико-хімічної механіки матеріалів. Ці праці зробили його відомим далеко за межами нашої країни.
Характерними рисами науково-організаційної та суспільно-політичної діяльності вченого були цілеспрямованість, наукова далекоглядність, працездатність, принциповість, вміння організувати колектив для розв’язання важливих наукових завдань.
Георгій Володимирович — талановитий вихователь спеціалістів народного господарства, наукових кадрів. З 1931 по 1941 р. він викладав V Харківському механіко-машинобудівному інституті, з 1941 по 1943 р. — у Рибінському авіаційному інституті (евакуйований до Уфи), з 1945 по 1951 р. — V Київському авіаційному інституті (за сумісництвом). З 1952 по 1971 о. Г. В. Карпенко очолював Фізико-механічний інститут АН УРСР (до 1964 р. — Інститут машинознавства й автоматики АН УРСР). Під науковим керівництвом вченого 65 чоловік захистили кандидатські та докторські дисертації. Його учні працюють в багатьох наукових установах країни, й понині становлять ядро науковців Фізико-механічного інституту (ФМІ). Він був ініціатором наставництва в інституті і з 1975 р. до останніх днів свого життя очолював раду наставників.
Г. В. Карпенко залучив до роботи талановиту молодь, яка пізніше утворила львівську школу фізико-хімічної механіки матеріалів. У ряді робіт цієї школи під керівництвом Г. В. Карпенка розроблено такі питання фізико-хімічної механіки матеріалів:
- Уточнення поняття фізико-хімічної механіки матеріалів у монографіях «Про фізико-хімічну механіку металів» (1973), «Влияние средм на прочность и долговечность металлов» (1976), а також у ряді статей.
- Проблему адсорбційного впливу середовища на механічні властивості металів висвітлено в монографіях «Влияние поверхностно-активной средьі на процессьі деформации металлов» (1954), «Влияние активних жидких сред на виносливость стали» (1955) і в ряді статей.
- Питання статичної й циклічної міцності металів у корозійних середовищах при статичних, циклічних і малоциклічних навантаженнях опрацьовано в монографіях «Корозійна втома сталі» (1959), «Прочность стали в коррозионной среде» (1963).
- Питанням дослідження водневої крихкості присвячено монографії «Вплив водню на механічні властивості сталі» (1960), «Влияние водорода на свойства стали» (1962) і ряд статей.
- Про створення технології отримання виробів із наперед заданою стійкістю супроти впливу робочих середовищ і навантажень йдеться в монографіях «Вплив обробки поверхні на втомну міцність сталі в активних середовищах» (1958), «Влияние механической обработки на прочность и вьіносливость стали» (1959), «Упрочнение стали механической обработкой» (1966).
- Питанню боротьби з агресивним впливом корозійних середовищ шляхом нанесення захисних покриттів присвячено книгу «Влияние диффузионннх покрьітий на прочность стальних изделий» (1971) і ряд статей.
- Дослідження різних інгібіторів корозії, на які отримано ряд авторських свідоцтв, висвітлено в багатьох статтях.  
- Про створення нових методів дослідження фізико-хімічних властивостей матеріалів довідуємося з монографії «Електронна фрактографія зміцнених сталей» (1974) і численних статей.
До недавнього часу класичним поняттям фізико-хімічної механіки вважалося поняття адсорбційної дії молекул на рівень поверхневої енергії твердого тіла, що відбувається при адсорбції з рідкої фази. Нові дані, підтверджені багатьма дослідами, показують, що ефект Ребіндера спостерігається не тільки на молекулярному рівні, але й на атомарному та іонному, і не лише при адсорбції з рідкого, а й з газоподібного стану.
Ще 1949 р. Г. В. Карпенко відкрив нове явище адсорбційної втоми, суть якої в зниженні втомної міцності сталі під впливом фізичної адсорбції поверхнево-активного, але хімічно не агресивного середовища. Наступні дослідження показали, що адсорбційна втома виявляється, головним чином, в тілах з тріщинами, устя яких виходять на поверхню. В цьому випадку адсорбційний вплив проявляється навіть при статично навантаженій загартованій сталі.
У статті Г. В. Карпенка «Об универсальности адсорбционного зффекта
пониження прочности металлов» показано, що ефект Ребіндера за всіх видів навантаження є первинним та універсальним, а це зумовлює розвиток наступних за адсорбцією процесів — корозійного, дифузійного тощо.
Г. В. Карпенко та його учні дослідили вплив багатьох фізичних і фізико-хімічних факторів на розвиток адсорбційної втоми, зокрема вплив частоти й амплітуди циклічних напружень, стану поверхні адсорбента, активності й концентрації адсорбтиву, властивостей розчинника та ін. На основі цих праць Г. В. Карпенко запропонував механізм адсорбційної втоми, котрий базується на застосуванні й розвитку уявлень про ефект Ребіндера.
Роботи Г. В. Карпенка та його учнів показали, що катіони водню, котрі адсорбують з електроліту, спричиняють на катодних ділянках металу водневу крихкість. Запропоновано два механізми, що пояснюють водневу крихкість, котра виникає як за поглинання водню з рідкої, так і з газоподібної фаз. Відповідно до першого механізму (він не суперечить другому) вважається, що водень в решітці металу блокує дислокації й цим спричиняє крихкість металу. В другому механізмі припускається, що хемосорбція водню як з рідкої, так і з газоподібної фаз викликає ефект Ребіндера, що ним і пояснюються всі впливи водню на механічні властивості металів.
Ще 1951 р. Г. В. Карпенко показав специфічну роль адсорбції іонів електролітів, що викликає ефект Ребіндера в корозійних середовищах. Це явище було підтверджене експериментами, проведеними пізніше. Всупереч загальноприйнятим уявленням установлено, що матеріальні втрати від корозії під напругою в кислих середовищах виникають не тільки у зв’язку з анодними, але й у зв’язку з катодними процесами. В даних середовищах на катодних ділянках відбувається насичення металу воднем, що й визначає несучу здатність деталей машин. Пізніші дослідження показали, що насичення воднем катодних ділянок сталі може спостерігатись і в нейтральних середовищах (рН-7).
Г. В. Карпенко та його учні проводили численні дослідження з питань створення технології отримання виробів з наперед заданими властивостями. Цими дослідженнями доведена можливість отримання білих нетравлених шарів на сталі, котрі захищають стальні вироби від впливу агресивних середовищ. Також було доведено, що відпал стальних виробів у деяких випадках е раціональним для їх захисту від дії середовища й напруги. Детально досліджено вплив відпалу на міцність і довговічність металічних виробів з дифузійними покриттями, що широко застосовуються в практиці. Г. В. Карпенко запропонував теорію корозії під напругою, названу адсорбційно-електрохімічною теорією корозії під напругою.
Вона показує, що в початковий період корозії металу під напругою відбувається специфічна адсорбція іонів з електролітів на поверхні металу, котра викликає ефект Ребіндера. Цей ефект полегшує утворення й ріст тріщин. Наступний період пов’язаний уже з електрохімічними процесами, а саме: з виникненням корозійної напруги в тріщинах і анодним розчиненням металів. В кислих середовищах — з насиченням воднем катодних ділянок, що викликає водневу крихкість металу. Сукупність цих явищ обумовлює зниження втомної й тривалої міцності в корозійних середовищах. Запропонована теорія пояснює ряд явищ, та їх важко було пояснити лише з точки зору існуючих теорій. Стає зрозумілою неможливість відновлення втомної міцності сталі в корозійних середовищах до її значення в повітрі за рахунок катодного захисту від зовнішнього джерела струму. Катодна поляризація спочатку знижує від’ємний вплив анодних процесів, але, усунувши їх повністю, все ж таки не відновлює втомної міцності сталі до її значення в повітрі, що пояснюється проявом адсорбційної та водневої втом. Подальше посилення катодної поляризації збільшує насичення воднем сталі, її витривалість починає різко знижуватись під впливом водневої втоми.
За цикл праць з питань вивчення адсорбційного й корозійного впливів на метал, до якого прикладена напруга, академіку АН УРСР Г. В. Карпенкові 1971 р. присуджена премія ім. Є. О. Патона.
Суспільно-політична діяльність Г. В. Карпенка, всестороння й плідна. Він був депутатом Верховної Ради УРСР VI і VII скликань, неодноразово обирався депутатом Львівської міської та обласної Рад народних депутатів. Охоче виступав з лекціями на наукові та політичні теми перед громадами м. Львова й області. Часто виступав по радіо, телебаченню, в газетах і популярних журналах.
1960 р. йому присвоєно почесне звання заслуженого діяча науки й техніки УРСР. У грудні 1967 р. його обрано дійсним членом АН УРСР. У березні 1970 р. —  членом Президії АН УРСР.
Багатогранна наукова, педагогічна й громадська діяльність Г. В. Карпенка високо урядом. Він був нагороджений орденом Трудового Червоного Прапора (1954), орденом Леніна (1967) та іншими нагородами.
Передчасна смерть (15 листопада 1977 року) обірвала творчий шлях Георгія Володимировича.

Проте започаткований академіком АН УРСР Г. В. Карпенком науковий напрям — фізико-хімічна механіка матеріалів служить науково-технічному прогресу донині.

ОСНОВНІ ДАТИ ЖИТТЯ Й ДІЯЛЬНОСТІ  ВЧЕНОГО
Георгій Володимирович Карпенко народився 6 червня 1910 року в Томську.
1927 р. Закінчив робфак при Харківському технологічному інституті.
1927—1931 рр. Студент Харківського механіко-машинобудівного інституту.
1931—1941 рр. Працював асистентом, а потім доцентом Харківського механіко-машинобудівного інституту.
1940 р. Присуджено вчений ступінь кандидата технічних наук.
1941 р. Старший науковий співробітник Інституту енергетики АН УРСР.
1941—1943 рр. Доцент Рибінського авіаційного інституту.
1943—1946 рр. Вчений секретар відділу технічних наук Академії наук УРСР.
1944 р. Нагороджений медаллю «За трудову доблесть» у зв’язку з 25-річчям Академії наук УРСР.
1945 р. Нагороджений медаллю «За доблесну працю у Великій Вітчизняній війні 1941—1945 рр.»
1946—1950 рр. Вчений секретар Президії Академії наук УРСР.
1950—1952 рр. Докторант Інституту фізичної хімії АН СРСР (Москва).
1952—1971 рр. Директор Інституту машинознавства та автоматики АН УРСР (з 1964 р. — Фізико-механічний інститут АН УРСР).
1952—1957 рр. Керівник відділу міцності та деталей машин цього ж інституту.
1953 р. Присвоєно вчений ступінь доктора технічних наук. Нагороджений орденом Трудового Червоного Прапора.
1955 р. Член делегації Української РСР на Міжнародній конференції з питань мирного використання атомної енергії в Женеві.
1957—1977 рр. Керівник відділу фізико-хімічної механіки матеріалів ФМІ АН УРСР.
1957 р. Нагороджений Почесною Грамотою Президії Верховної Ради УРСР.
1960 р. Присвоєно почесне звання заслуженого діяча науки і техніки Української РСР.
1961 р. Обраний членом-кореспондентом АН УРСР.
1963 р. Обраний депутатом Верховної Ради УРСР VI скликання.
1977 рр. Голова Наукової ради з проблеми фізико-хімічної механіки матеріалів при відділенні фізико-технічних проблем матеріалознавства АН УРСР.
1977 рр. Відповідальний редактор журналу «Физико-химическая механика материалов».
1967 р. Обраний академіком АН УРСР.
Нагороджений орденом Леніна.
Обраний депутатом Верховної Ради УРСР VII скликання.
1969 р. Обраний членом Ради сприяння народним університетам АН УРСР.
1970 р. Нагороджений ювілейною медаллю «За доблесну працю. На відзнаку 100-річчя з дня народження В.І. Леніна».
1970—1971 рр. Член Президії АН УРСР.
Уповноважений наукових установ у західних областях УРСР.
1971 р. Присуджено премію ім. Є. О. Патона за цикл праць з дослідження адсорбційного й корозійного впливів на метал. Обраний членом наукової Ради Західного наукового центру АН УРСР і керівником секції фізико-хімічної механіки матеріалів при ЗНЦ.
1975—1977 рр. Голова ради наставників при ФМІ АН УРСР.
1975—1977 рр. Голова секції фізико-хімічної механіки конструкційних матеріалів наукової ради при Президії АН СРСР з проблеми «Нові процеси отримання й обробки металічних матеріалів».
1977 р. 15 листопада смерть обірвала життя Георгія Володимировича Карпенка.


Одне із перших засідань редколегії новоствореного
науково-технічного журналу «Фізико-хімічна механіка матеріалів»
(зліва направо): Ю.І. Бабей, В.В. Панасюк, Г.В. Карпенко, О.М. Романів і В.І. Похмурський

Немає коментарів:

Дописати коментар