Памяти Ю.С.Боярской

Памяти Ю. С. Боярской

(1928-1996)

Боярская Юлия Станиславовна родилась 29 марта 1928 года в г. Запорожье, на Украине в семье служащих. Во время фашистской агрессии против СССР в 1941-1945 годах семья была эвакуирована в г. Красноярск, где мать и брат работали на оборонном заводе, а Юлия Станиславовна училась в школе. Хотя у брата Юлии Станиславовны была бронь, он не захотел остаться в тылу, пошел добровольцем на фронт и погиб в 1944 году. Впоследствии, в 1963 г. Юлия Станиславовна назовет своего сына в честь погибшего брата.

Осенью 1945 г. отец Юлии Станиславовны был переведен на работу в Молдову и семья переехала, в г. Кишинев. В 1946 г. Юлия Станиславовна окончила среднюю школу и поступила на физико-математический факультет Кишиневского Госуниверситета (КГУ), который впервые стал набирать студентов в 1946 году, а недавно в 1996 г. отметил свое пятидесятилетие.

Юлия Станиславовна принадлежала к первым наборам студентов и к числу первых выпускников КГУ. Она училась с энтузиазмом, отличалась быстротой усвоения материала, окончила с отличием КГУ в 1951 году и мечтала поступить в аспирантуру. Такая возможность появилась в 1952 г., когда на кафедре обшей физики КГУ была открыта аспирантура под руководством доцента Г.Л. Чиркунова. Тема, предложенная Юлии Станиславовне, была "Исследование тонких поверхностных слоев твердых тел методом микротвердости и царапанья". Имелось в виду установить связь твердости хрупких тел с их структурной и поверхностной энергией. В распоряжении Юлии Станиславовны были микротвердомер ПМТ-3 и металлографический микроскоп МИМ-7. Юлия Станиславовна предложила использовать ПМТ-3 не только для испытаний по вдавливанию, но и по царапанью. Заметив, что значения микротвердости зависят от упругого восстановления материала после поднятия индентора, Юлия Станиславовна предложила метод измерения невосстановленных отпечатков. Для этой цели к металлографическому микроскопу МИМ-7 было сделано приспособление для вдавливания, укрепленное на корпусе прибора. Микроскоп фокусировался на верхнюю индентируемую поверхность прозрачного вещества. Появилась возможность видеть невосстановленный отпечаток под индентором и восстановленный отпечаток после снятия пирамиды. Это открыло возможность изучения упругого восстановления отпечатков и его закономерностей. Юлии Станиславовне удалось установить, что упругое восстановление больше для веществ с большей микротвердостью, что форма отпечатков оказывается различной для разных веществ и даже зависящей от ориентации сторон отпечатка относительно кристаллографических направлений образца. Новый метод оказался тем более полезным, что после поднятия пирамиды у ряда хрупких веществ имеет место сильное растрескивание и разрушение материала вокруг отпечатков, затрудняющее измерение их размеров. С первых же лет учебы в аспирантуре проявились основные черты творческого почерка Юлии Станиславовны: пристальное внимание к изучаемым процессам, ясность и простота выдвигаемых моделей и объяснений, неиссякаемый интерес к науке.

Вскоре научный руководитель Юлии Станиславовны переехал из Кишинева в другой город, и она продолжала самостоятельно начатые исследования, не имея возможности ни обсудить, ни обменяться опытом с коллегами по специальности. Впоследствии, вспоминая свою учебу в аспирантуре и свое становление научным работником, Юлия Станиславовна всегда сожалела, что ей не довелось пройти серьезную научную школу в крупном научном коллективе в центральных научных учреждениях Москвы, Ленинграда и Киева, где в горниле совместных научных исследований, семинаров и обсуждений формируются научные кадры.

Тем не менее, оказавшись одна в изолированном в ту пору научном пространстве КГУ, Юлия Станиславовна продолжала свой путь первопроходца. Интерес к изучаемому предмету, проницательность и ясность суждений позволили Юлии Станиславовне устранить много противоречий, которые имелись в литературе по данному вопросу. В то время в литературе сообщались столь противоречивые экспериментальные данные по анизотропии механических свойств кристаллов, определяемой методом склерометрии, что даже выражалось сомнение относительно возможности изучения этого явления.

К концу аспирантуры Юлия Станиславовна высказала свое мнение о природе анизотропии механических свойств кристаллов наблюдаемой при движении индентора вдоль различных кристаллографических направлений, были установлены причины противоречивых экспериментальных данных, сообщаемых в литературе и был апробирован метод склерометрии.

Кандидатская диссертация Ю.С.Боярской "Исследование микротвердости кристаллов методом вдавливания и анизотропии кристаллов методом царапанья" прошла предварительную апробацию на научном семинаре лаборатории механических свойств кристаллов Институте кристаллографии АН СССР (ИКАН) в г. Москве, возглавляемой доктором физ.-мат. наук, профессором М.В.Классен-Неклюдовой. В марте 1955 г. Юлия Станиславовна единогласно защитила свою кандидатскую диссертацию на заседании ученого Совета ИКАН под председательством академика А. В. Шубникова.

На защиту Юлия Станиславовна поехала одна, будучи в положении за три месяца до рождения дочери. После зашиты, поблагодарив устно присутствующих и сотрудников лаборатории профессора М.В.Классен-Неклюдовой за помощь, Юлия Станиславовна отправилась на квартиру к знакомым в Москве, где она остановилась, даже не подозревая, что полагалось бы как-то отметить это событие. По своей удивительной скромности и непритязательности она никак не подчеркивала это незаурядное достижение в тогдашних кишиневских условиях, хотя для большинства коллег Юлии Станиславовны, тогдашних выпускников физико-математического факультета КГУ, это было мечтой и совершенно неординарным событием. Прогресс, достигнутый во время работы над кандидатской диссертацией и открывшаяся возможность продвижения в глубь существа наблюдаемых явлений, воодушевили и приковали внимание Юлии Станиславовны к этой области физики твердого тела. Этот интерес непрерывно рос и усиливался по мере обнаружения новых свойств и чудесных явлений, постепенно превратился в дело всей жизни и научного творчества Юлии Станиславовны. Этому делу Юлия Станиславовна была верна всю свою жизнь. Совместно со своими сотрудниками, учениками и последователями Юлия Станиславовна сумела превратить эту область физики прочности и пластичности в важное научное направление, которому в настоящее время уделяется в литературе по специальности большое внимание.

По выражению академика В.Л.Гинзбурга наука мстит тем, кто ей изменяет, предавая их забвению. Юлия Станиславовна никогда не изменяла избранному направлению, с которым она столкнулась в начале аспирантуры, хотя в тот период это был трудный участок физики твердого тела. Лишь впоследствии, благодаря усилиям нескольких поколений физиков и ряда лабораторий мира, положение коренным образом изменилось. В этом несомненная заслуга Юлии Станиславовны и коллектива лаборатории механических свойств кристаллов, созданной ею в Институте прикладной физики АН РМ.

Трудности работы в этой области были связаны с неоднородным напряженным состоянием, порождающим большое количество дислокаций и сопутствующих явлений. Если сопоставить физику прочности и пластичности однородного напряженного состояния, создаваемого, например, машиной для деформирования материалов "INSTRON", с явлениями, возникающими при деформации индентором на приборе ПМТ-3, то здесь напрашивается аналогия с изучением кристаллического и жидкого состояний.

В первом случае имеется ясная, красивая модель колебаний решетки, зонной структуры электронных состояний, в то время как в жидкости отсутствует дальний порядок, и физика жидкости лишена столь простых и ясных моделей, оставаясь одной из самых сложных областей физики конденсированных сред.

Юлия Станиславовна понимала трудности своего пути, но ее не покидали мужество и надежда в преодолении всех невзгод, связанных с научной работой в этой области.

Признание заслуг Юлии Станиславовны и созданной ею научной школы придет потом, много позднее, когда физика процессов микровдавливания будет пользоваться большим спросом в науке и технике и займет достойное место в физике прочности и пластичности.

Одним из таких признаний будет проведение в Кишиневе выездной сессии научного Совета АН СССР по проблеме "Физика Прочности и Пластичности" в 1986 году. Но пока шел только 1956 г. и до знаменательной сессии предстояло пройти долгий, трудный, но плодотворный путь восхождения к вершинам науки длиной в 30 лет!

В 1956 г. по приглашению профессора Ю.Е.Перлина, заведующего кафедрой теоретической физики КГУ, Юлия Станиславовна перешла работать на новую кафедру в должности доцента, где она читала нормативные и специальные курсы. Этот пятилетний период в жизни Юлии Станиславовны был очень ответственным, потребовал большой подготовительной работы и в то же время способствовал формированию Юлии Станиславовны как специалиста высокой квалификации. Многие нынешние сотрудники Академии Наук Молдовы и ВУЗов республики с уважением вспоминают лекции, прочитанные Юлией Станиславовной. К лекциям Юлия Станиславовна готовилась тщательно, излагала ясно, читала быстро и вдохновенно, стремясь увлечь слушателей красотой излагаемой физики.

Однако научную работу Юлия Станиславовна продолжала вести в прежнем направлении, стараясь привлечь новые знания и накопленный опыт для теоретического описания и осмысливания наблюдаемых явлений. Ряд выпускников этой кафедры стали сотрудниками и коллегами Юлии Станиславовны по научной работе, с которыми она прошла весь последующий путь в науке. Этот период в жизни Юлии Станиславовны усугубился тем, что ее муж (С.А.Москаленко) поступил в аспирантуру Института физики АН УССР в Киеве, и она осталась с годовалой дочерью на руках и основной опорой семьи. С присущей ей самоотверженностью Юлия Станиславовна поддержала этот трудный поворот в жизни семьи, понимая его перспективность. По свидетельству всех членов семьи, в которой дочь, сын и старший внук также стали физиками, Юлия Станиславовна была умом, честью и совестью семьи, основоположником всех ее лучших традиций. Мировоззрение Юлии Станиславовны формировались под влиянием русской, советской и мировой литературы. Юлия Станиславовна любила читать и пользовалась любой возможностью посидеть с книгой в руках.

Первое десятилетие после окончания КГУ, охватывающее 1951-1961 годы, явилось подготовительным этапом для основного периода в научной работе Юлии Станиславовны. Он начался в 1961 г. одновременно с созданием Академии Наук Молдовы, куда Юлия Станиславовна перешла работать сначала в Институт Физики и Математики и впоследствии в Институт Прикладной Физики, который был организован в 1964 г.

Переход в АН РМ был обусловлен стремлением Юлии Станиславовны, целиком сосредоточиться на научной работе и перейти к исследованию процессов деформирования на дислокационном уровне. Это был новый шаг в развитии кристаллофизики в Молдове. Благодаря применению различных методов исследования (метод избирательного травления, поляризационно-оптический и интерферометрический методы, электронная и растровая микроскопия и др.) удалось получить следующие основные результаты.

На кристаллах с различным типом химической связи (ионные кристаллы, полупроводники, металлы) обнаружено и объяснено явление полярности пластической деформации при действии сосредоточенной нагрузки. Исследована и объяснена анизотропия пластической деформации при индентировании. Построены модели пластического течения материала. Доказано наличие обратной деформации. На основании исследований, проведенных на широком ряде материалов (полимеры, стекла, ионные и ковалентные кристаллы, металлы), показан термофлуктуационный характер процесса микровдавливания. Впервые проведены исследования корреляций между такими макроскопическими характеристиками пластической деформации, как предел текучести, микротвердость и подвижность дислокаций при различных типах упрочения кристаллов. Обнаружено аномальное поведение подвижности дислокаций в области низких температур деформирования (Т ~ 77K).

В 1972 г. в издательстве АН МССР "Stiinta" была опубликована монография Юлии Станиславовны "Деформирование кристаллов при испытаниях на микротвердость", ставшая настольной книгой для многих специалистов, работающих в данной области.

Монография послужила основой для оформления и представления докторской диссертации. В диссертации Ю.С.Боярской "Закономерности деформирования кристаллов при неоднородном напряженном состоянии", представленной на соискание ученой степени доктора физико-математических наук (ныне эта степень в Молдове называется доктор хабилитат) выяснены особенности упругой и пластической деформации кристаллов и других материалов при вдавливании индентора и царапании. Установлено, что многообразие явлений, наблюдаемых при деформировании исследуемых кристаллов, можно объяснить с общих позиций, учитывая специфику напряженного состояния и специфику элементов скольжения. Выполненные исследования позволяют выявить наиболее активные плоскости скольжения и построить схемы пластического течения материала при индентировании и нанесении царапин. Показано впервые, что процессы пластической деформации при микроиндентировании носят преимущественно дислокационный характер.

Обнаружено и объяснено явление полярности пластического деформирования при вдавливании индентора в грань (III) щелочно-галоидных кристаллов и флюорита. Выяснена природа анизотропии твердости, выявляемой склерометрическим методом. Полученные в диссертации и обобщающей монографии результаты стали применяться для интерпретации экспериментальных данных на разных материалах.

Диссертация была успешно защищена в 1974 г. в Институте металлофизики АН УССР в Киеве. Дальнейшее развитие исследований механических свойств кристаллов проводилось в тесном содружестве с ведущими Институтами России (Москва и Санкт-Петербург) и Украины (Киев и Харьков), а также учреждениями ГДР, в г. Галле.

Помимо фундаментальных исследований проводятся работы прикладного характера, разрабатываются новые методики и новые приборы для исследования механических свойств кристаллов. Так, например, разработан способ определения хрупкости материалов по измерению акустической эмиссии, возникающей при склерометрических испытаниях. На основе этого метода создан макет прибора. Совместно с физико-техническим институтом им. А.Ф.Иоффе АН СССР был разработан ныне действующий прибор для изучения кинетики процесса микровдавливания, который вошел в план особо важных работ, утвержденный Президиумом АН СССР в 1977 г. Все эти работы проводились группой сотрудников под руководством доктора физ.-мат. наук Ю.С.Боярской и кандидатами физ.-мат. наук М.И.Вальковской, Д.З.Грабко, Р.П.Житару и М.С.Кац. Впоследствии Д.З.Грабко и Р.П.Житару стали докторами хабилитат физ.-мат. наук. К этому времени сформировалась научная школа по физике прочности и пластичности, которая в международном разделении труда отличалась сосредоточением усилий над изучением физики неоднородного напряженного состояния, возникающего при микроиндентировании.

Признанием авторитета и значимости работ, проводимых в ИПФ АН РМ, было проведение в 1986 г. в окрестностях Кишинева на берегу Днестра, в Вадул-луй-Водэ, Выездной Сессии Научного Совета АН СССР по проблеме прочности и пластичности, о которой упоминалось выше.

Сессия отметила, что метод микровдавливания является одним из простых и информативных способов исследований упругости, пластичности и разрушения материалов. Исследования закономерностей деформирования и разрушения при индентировании позволило изучить ряд новых физических явлений, таких как полярность пластической деформации кристаллов с различным типом химической связи, подвижность дислокаций в поле неоднородных напряжений, межузельный механизм пластической деформации. Метод микровдавливания имеет важное прикладное значение, отличается экономичностью, применим для исследования малогабаритных образцов, тонких пленок, хрупких и твердых материалов, для которых другие способы неприменимы. Эффективность метода расширяется возможностью регистрации диаграммы нагрузка-глубина внедрения, кинетическим подходом к изучению микротвердости, определением трещиностойкости и модуля Юнга. Информативность метода микроиндентирования существенно повысилась благодаря использованию таких совершенных методик как просвечивающая и растровая электронная микроскопия, микрокатодолюминисценция, метод декорирования, акустическая эмиссия, рентгеновская топография. Значительно расширился температурный и временной интервал исследования. Сессия отметила, что большой вклад в развитие исследований по физике процесса микроидентирования внесла лаборатория Механических Свойств Кристаллов ИПФ АН РМ во главе с Ю.С.Боярской.

Сессия рекомендовала усилить исследования по физике процесса микроидентирования с использованием новейших методов исследования твердого тела. В этом плане следует считать перспективными: исследование закономерностей деформирования, корреляций между параметрами, характеризующими пластическую деформацию при индентировании и при других способах деформирования материалов, изучение связи микротвердости с электронным строением вещества, с кристаллохимическими параметрами и т.п. Важно обратить внимание на изучение кинетики процесса индентирования, в особенности на малоизученной начальной стадии, на подвижность дислокаций в поле сосредоточенной нагрузки, а также на влияние таких факторов как температура, скорость деформирования и нагрузки на индентор. Необходимо привлечение к исследованию процесса микроиндентирования методов моделирования на ЭВМ, поляризационно-оптических исследований, методов регистрации электрических эффектов, связанных с процессом микроиндентирования, высокоразрешающей электронной микроскопии.

Научный Совет АН СССР по проблеме "Физика прочности и пластичности" рекомендовал проведение регулярных совещаний (один раз в 3-4 года) на базе ИПФ АН РМ, Института Кристаллографии АН СССР и Института Металлургии им. Байкова АН СССР.

Авторитет научной школы, созданной в Молдове, был признан еще и тем, что на протяжении многих лет Ю.С.Боярская была членом секции Научного Совета АН СССР, а также членом Межгосударственного Совета СССР и ГДР по физике прочности и пластичности материалов.

Создание основ науки и достигнутое понимание сложных процессов, происходящих при неоднородном напряженном состоянии, привели к дальнейшему проникновению в глубь изучаемых явлений. Новые и интересные явления и открытия не заставили себя долго ждать. Применяя различные методики, такие как оптическая и электронная микроскопия, метод катодолюминисценции, метод избирательного травления, поляризационно-оптический метод, регистрации электрических сигналов и сигналов акустической эмиссии, возникающих при деформировании, были подтверждены ранее обсужденные закономерности деформирования и разрушения кристаллов и других материалов и выявлены основные факторы, приводящие к анизотропии механических свойств. Кроме того, обнаружена низкотемпературная аномалия подвижности дислокаций в поле напряжений сосредоточенной нагрузки. Выдвинута гипотеза о плавном и импульсном механизмах процесса микроиндентирования, на базе которой объяснен широкий круг явлений. Исследование кинетики процесса микроиндентирования позволило установить термофлуктуационный характер этого процесса. На примере модельных кристаллов NaCl, легированных различными примесями, обнаружено аномальное поведение ряда параметров пластической деформации. Выявлено и объяснено необычное явление при микроиндентировании - продолжающаяся пластическая деформация. Явление состоит в том, что деформация после разгрузки индентора имеет тот же знак, что при нагружении. Разработан метод оценки хрупкости кристаллов и других материалов, основанный на регистрации сигналов акустической эмиссии, возникающих при действии сосредоточенной нагрузки.

На базе полученных результатов к осени 1995 г. были уже защищены три диссертации доктора хабилитат физико-математических наук (Ю.С.Боярская, Д.З.Грабко, Р.П.Житару), а также 9 докторских диссертаций (М.И.Вальковская, Р.П.Житару, Д.З.Грабко, М.С.Кац, С.С.Шутова, М.П.Дынту, М.А.Линте, Д.С.Пишкова, Н.А.Палистрант).

Никто не мог себе представить, что столь плодотворная и динамичная деятельность Юлии Станиславовны оборвется неожиданно, на полном ходу. Беззаветная преданность науке, внутреннее благородство, достоинство, скромность и мужество отличали все поступки Юлии Станиславовны. Юлия Станиславовна была благожелательно к людям, любила природу и животных, но она была легко ранимым человеком, переживала несправедливость других, так как сама была корректна и не могла себе представить иного способа обращения между людьми.

Юлия Станиславовна оставила свою любимую науку, созданную научную школу, лабораторию механических свойств кристаллов ИПФ АН РМ, коллег, учеников и последователей в расцвете творческих сил.

Основные научные результаты были изложены в следующих избранных работах:

Общее число публикаций Юлии Станиславовны более 250 работ, среди которых статьи в самых престижных научных журналах по физике твердого тела, таких как:

доклады на многочисленных международных и республиканских конференциях.

Институт прикладной физики АН Молдовы

Open Information Society