General Mathematics, Condensed Matter Physics, Statistics and Probability
8
Scopus Publications
4875
Scholar Citations
34
Scholar h-index
140
Scholar i10-index
Scopus Publications
Molecular dynamics study of the mechanical behaviour and dislocation evolution in metal–carbon nanotube nanocomposites Pavel V. Zakharov, Ustina I. Yankovskaya, Arseny M. Kazakov Journal of Micromechanics and Molecular Physics, 2025 This study presents a molecular dynamics investigation of the mechanical behaviour and dislocation evolution in FCC metal nanopillars (Al, Au, Cu, Ni) and their composites reinforced with (8,0) zigzag carbon nanotubes (CNTs). Uniaxial tensile and compressive loading simulations were conducted across a wide temperature range to evaluate the impact of CNT reinforcement on elastic and plastic response. The results show that CNT inclusion significantly enhances Young’s modulus and ultimate tensile strength, particularly at lower temperatures. Dislocation analysis using the Dislocation Extraction Algorithm (DXA) reveals substantial modifications in the nucleation, propagation and interaction of dislocations in the presence of CNTs. In CNT-reinforced systems, dislocation activity is suppressed or delayed, and complex dislocation networks form near the CNT interface. These findings offer valuable insights into nanoscale reinforcement mechanisms and support the design of high-performance, thermally stable metal–CNT nanocomposites.
Enhanced mechanical properties of Ni3Al composites reinforced with single-walled and multi-walled carbon nanotubes: An atomistic modeling study Ustina I. Yankovskaya, Mikhail D. Starostenkov, Artem V. Markidonov, Arseny M. Kazakov, Elena A. Korznikova, Pavel V. Zakharov Journal of Micromechanics and Molecular Physics, 2024 In this study, the mechanical properties of a Ni3Al matrix composite reinforced with single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) and multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) were investigated using atomistic modeling. The analysis focused on the behavior of the composite under uniaxial tensile strain across a range of temperatures (100–900[Formula: see text]K). The results demonstrated that the incorporation of any type of carbon nanotubes (CNTs) significantly enhanced Young’s modulus, yield strength, and tensile strength of the Ni3Al matrix. Notably, the reinforcement with MWCNTs resulted in superior mechanical properties compared to SWCNTs. Additionally, an increase in temperature led to a reduction in Young’s modulus for all composite samples. Among the tested configurations, the composite reinforced with MWCNTs exhibited the highest tensile modulus and yield strength, outperforming both the SWCNT-reinforced composite and the unreinforced Ni3Al crystal. These findings underscore the potential of MWCNTs as effective reinforcements in improving the mechanical performance of Ni3Al-based composites, especially at elevated temperatures.
Mechanical Properties of the Pt-CNT Composite under Uniaxial Deformation: Tension and Compression Ustina I. Yankovaskaya, Elena A. Korznikova, Sofia D. Korpusova, Pavel V. Zakharov Materials, 2023 Composite materials are gaining increasing attention from researchers worldwide due to their ability to offer tailored properties for various technical challenges. One of these promising fields is metal matrix composites, including carbon-reinforced metals and alloys. These materials allow for the reduction of density while simultaneously enhancing their functional properties. This study is focused on the Pt-CNT composite, its mechanical characteristics, and structural features under uniaxial deformation depending on temperature and mass fractions of carbon nanotube (CNT). The mechanical behavior of platinum reinforced with carbon nanotubes of diameters varying in the interval 6.62–16.55 Å under uniaxial tension and compression deformation has been studied by the molecular dynamics method. Simulations for tensile and compression deformations have been done for all specimens at different temperatures (viz. 300 K, 500 K, 700 K, 900 K, 1100 K, and 1500 K). The calculated mechanical characteristics allow us to conclude that, compared to pure platinum, the Young’s modulus increased by about 60%. The results indicate that yield and tensile strength values decreases with increase in temperature for all simulation blocks. This increase was due to the inherent high axial rigidity of CNTs. In this work, these characteristics are calculated for the first time for Pt-CNT. It can be concluded that CNTs can be an effective reinforcing material for composites based on a metal matrix under tensile strain.
Mechanical properties of CNT-reinforced Pt under compression: molecular dynamics simulation Янковская, Устина, Zakharov, P.V., Markidonov, A.V., Starostenkov, M.D., Korznikova , E.A. Materials Physics and Mechanics, 2023 In this study, we investigate the elastic properties of a composite consisting of platinum (Pt) and carbon nanotubes (CNTs) under the influence of an external impact using molecular dynamics simulations. The main focus of our research is on compression, and we compare the results with those obtained for a pure Pt crystal, as well as with the stretching of the composite. We employ the Modified Embedded Atom Method (MEAM) potential to describe the interaction between all particles, and we calculate mechanical stresses using the virial stress method. Our findings demonstrate that the Young's modulus of the composite is higher than that of pure platinum. Additionally, we analyze the effect of the strain rate on the elastic modulus and show that it decreases with an increase in the strain rate. Furthermore, we investigate the influence of the strain rate on the phase changes that occur in the composite. Overall, our study provides valuable insights into the elastic behavior of the Pt-CNT composite under compression and contributes to the understanding of the material's mechanical properties.
Molecular Dynamics Method as an Additional Educational Tool in the Course of Solid State Physics Pavel V. Zakharov, Ustina I. Yankovskaya, Yuri. V. Bebikhov, Alexander S. Semenov, Artem V. Markidonov Aip Conference Proceedings, 2022 The article demonstrates the possibility of using atomistic modeling, using the example of the molecular dynamics method, as an additional educational tool in the study of the properties of crystalline solids in laboratory work. The research was carried out with the participation of 5th year bachelor students studying in a double specialty "physics and computer science" in a pedagogical direction. A range of software is considered, which allows a flexible approach to the choice of topics for laboratory work, ensuring their implementation without significant time expenditures both on the part of the teacher and the students. A positive response from students was received, which was also expressed in a higher average score according to the results of mastering the discipline. The opinion of students is expressed that additional means of visualizing the results when carrying out molecular dynamics modeling are not required.
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВ TI₃AL, АРМИРОВАННОГО ФУЛЛЕРЕНОМ C₆₀, ПРИ ОДНООСНОЙ ДЕФОРМАЦИИ РАСТЯЖЕНИЯ: МОЛЕКУЛЯРНО-ДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ: 10.25712/ASTU. 1811-1416.2026. 01.010 У Янковская, А Нарсеев, А Маркидонов, М Старостенков, П Захаров ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ 23 (1), 88-95 , 2026 2026
МОЛЕКУЛЯРНО-ДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ВАКАНСИЙ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА α-TI, АРМИРОВАННОГО УНТ, ПРИ ОДНООСНОМ РАСТЯЖЕНИИ: 10.25712/ASTU. 1811-1416.2025 … У Янковская, М Старостенков, А Нарасеев, С Ганин, П Захаров ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ 22 (4), 445-455 , 2025 2025
Высокоамплитудные колебания атомного ряда в модельном кристалле ИС Луценко, ВИ Баранов, АС Нарсеев, УИ Янковская, НН Медведев Materials. Technologies. Design 7 (3 (22)), 51-58 , 2025 2025
Исследование методом молекулярной динамики процессов образования дислокаций и областей разориентации в кристалле под воздействием лазерного импульса АВ Маркидонов, МД Старостенков, АН Гостевская, ДА Лубяной, ... Materials. Technologies. Design 7 (2 (21)), 63-71 , 2025 2025
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОМПОЗИТА AL2NI3, АРМИРОВАННОГО УГЛЕРОД-НЫМИ НАНОТРУБКАМИ, ПРИ ОДНООСНОЙ ДЕФОРМАЦИИ: 10.25712/ASTU. 1811-1416.2025. 02.007 У Янковская, М Старостенков, А Нарасеев, О Комиссаренко, ... ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ 22 (2), 194-200 , 2025 2025
Механические свойства композита Al2Ni3, армированного углеродной нанотрубкой, при одноосной деформации растяжения АС Нарсеев, ПВ Захаров, УИ Янковская Параллельные вычислительные технологии–XIX всероссийская научная конференция … , 2025 2025
СТРУКТУРНО-ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В ИНТЕРМЕТАЛЛИДЕ NiAl ПРИ ОДНООСНЫХ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ДЕФОРМАЦИЯХ В ОТСУТСТВИИ ДИССИПАЦИИ ЭНЕРГИИ: 10.25712/ASTU. 1811-1416.2025. 01.011 МД Старостенков, ЕВ Лакман, Ц Би, Г Донг, НЧХ Чунг ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ 22 (1), 109-115 , 2025 2025
Изучение механических свойств интерметаллидов на основе Ti, армированных углеродными нанотрубками УИ Янковская, ПВ Захаров Физика твердого тела 67 (12), 2453-2456 , 2025 2025
МОЛЕКУЛЯРНО-ДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АЛМАЗНОЙ СТРУКТУРЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ LAMMPS И ФИЗИЧЕСКИЕ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ: C–H СЛ Садаа, МД Старостенков Endless light in science, 3-11 , 2025 2025
Локализованные волны в кристаллах ПВ Захаров XXIII Международная научно-техническая Уральская школа-семинар металловедов … , 2025 2025
Исследование механических и прочностных свойств металломатричных композитов, армированных углеродными нанотрубками УИ Янковская, АС Нарсеев, ПВ Захаров XXVII Международная научно-техническая конференция Уральская школа … , 2025 2025
МОЛЕКУЛЯРНО-ДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ОБЛАСТЕЙ РАЗОРИЕНТАЦИИ В ДЕФОРМИРОВАННОМ КРИСТАЛЛЕ ЖЕЛЕЗА ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ЛАЗЕРНОГО ИМПУЛЬСА: 10.25712/ASTU. 1811-1416.2024 … АВ Маркидонов, МД Старостенков, АН Гостевская, ДА Лубяной, ... ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ 21 (4), 413–421-413–421 , 2024 2024
Моделирование структурных изменений в металле при высокоинтенсивном внешнем воздействии АН Гостевская, АВ Маркидонов, МД Старостенков, ДА Лубяной Известия высших учебных заведений. Черная Металлургия 67 (5), 567-572 , 2024 2024
Молекулярно-динамическое исследование влияния примеси углерода на процесс кристаллизации наночастиц аустенита при быстром охлаждении ИВ Зоря, ГМ Полетаев, ЮВ Бебихов, АС Семенов Известия высших учебных заведений. Черная Металлургия 67 (4), 440-448 , 2024 2024 Citations: 3
МОЛЕКУЛЯРНО-ДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ДИСЛОКАЦИЙ НА МЕЖФАЗНОЙ ГРАНИЦЕ В ЖЕЛЕЗЕ ПОСЛЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЛАЗЕРНОГО ИМПУЛЬСА: 10.25712/ASTU. 1811-1416.2024. 02.003 АВ Маркидонов, МД Старостенков, АН Гостевская, ДА Лубяной, ... ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ 21 (2), 164–171-164–171 , 2024 2024
КРИСТАЛЛОГЕОМЕТРИЯ ЗАПОЛНЕНИЯ КООРДИНАЦИОННЫХ СФЕР В НАНОЧАСТИЦАХ СПЛАВОВ СОСТАВА АВ ФОРМИРУЮЩИХ СВЕРХСТРУКТУРУ В32: 10.25712/ASTU. 1811-1416.2024. 01.008 МД Старостенков, Я Чжоюнь, Г Донг, СЛ Садаа, НМ Гурова ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ 21 (1), 68–74-68–74 , 2024 2024
Методы моделирования композитов, армированных углеродными нанотрубками: обзор и перспективы УИ Янковская, МД Старостенков, НН Медведев, ПВ Захаров Компьютерные исследования и моделирование 16 (5), 1143-1162 , 2024 2024
ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ АВ МАРКИДОНОВ, МД СТАРОСТЕНКОВ, АН ГОСТЕВСКАЯ, ... ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ Учредители … , 2024 2024 Citations: 5
Атомная структура АФГ и ее влияние на состояние решетки вблизи дислокации в упорядоченных сплавах со сверхструктурой L12 АИ Царегородцев, НВ Горлов, БФ Демьянов, МД Старостенков Физика металлов и металловедение 58 (2), 336 , 1984 1984 Citations: 95
Локализованные колебательные моды в бездефектном двумерном кристалле состава A 3 B СВ Дмитриев, НН Медведев, РР Мулюков, ОВ Пожидаева, ... Известия вузов. Физика 51 (8), 73-79 , 2008 2008 Citations: 62
Исследование механизмов диффузии по границам зерен наклона в ГЦК металлах РЮ Ракитин, ГМ Полетаев, МС Аксенов, МД Старостенков Фундаментальные проблемы современного материаловедения 2 (2), 124-129 , 2005 2005 Citations: 60
Кристаллогеометрическое описание планарных дефектов в сверхструктурах МД Старостенков Институт металловедения и физики металлов , 1994 1994 Citations: 60
ПОВЕДЕНИЕ НЕЛИНЕЙНОЙ ЛОКАЛИЗОВАННОЙ МОДЫ ВБЛИЗИ КОМПЛЕКСОВ ВАКАНСИЙ В КРИСТАЛЛЕ Pt 3 Al ПВ Захаров, МД Старостенков, АМ Ерёмин, АВ Маркидонов Фундаментальные проблемы современного материаловедения 11 (2), 260-265 , 2014 2014 Citations: 54
Теоретические основы компьютерного наноинжиниринга биомиметических наносистем СА Безносюк, АИ Потекаев, МД Старостенков Изд-во НТЛ , 2011 2011 Citations: 54
Атомная структура тройных стыков границ наклона в никеле ГМ Полетаев, ДВ Дмитриенко, МД Старостенков Фундаментальные проблемы современного материаловедения 9 (3), 344-348 , 2012 2012 Citations: 53
Изучение кинетики разупорядочения в рамках двумерной модели сплава СВ Дмитриев, ЭВ Козлов, НВ Ломских, МД Старостенков Известия высших учебных заведений. Физика, 73 , 1997 1997 Citations: 53
Влияние точечных и планарных дефектов на структурно-фазовые превращения в предпереходной слабоустойчивой области металлических систем АИ Потекаев, МД Старостенков, ВВ Кулагина Общество с ограниченной ответственностью" Издательство научно-технической … , 2014 2014 Citations: 51
Вклады различных механизмов самодиффузии в ГЦК-металлах в условиях равновесия ГМ Полетаев, МД Старостенков Физика твердого тела 52 (6), 1075-1082 , 2010 2010 Citations: 50
Ведущие механизмы самодиффузии в двумерных металлах ГМ Полетаев, МД Старостенков, ЮВ Пацева Фундаментальные проблемы современного материаловедения 1 (2), 124-129 , 2004 2004 Citations: 49
Структурно-фазовые превращения сплавов системы Cu-Pt при атомном упорядочении ВВ Кулагина, АА Чаплыгина, ЛА Попова, МД Старостенков, ... Известия ВУЗов. Физика 55 (7), 78-87 , 2012 2012 Citations: 48
Динамические коллективные смещения атомов в металлах и их роль в вакансионном механизме диффузии ГМ Полетаев, МД Старостенков Физика твердого тела 51 (4), 686-691 , 2009 2009 Citations: 48
Распределение пространственных многогранников по координационным сферам в ОЦК-решетке МД Старостенков, СВ Дмитриев Журнал структурной химии 34 (4), 107 , 1993 1993 Citations: 47
АНТИСИММЕТРИЧНЫЙ ДИСКРЕТНЫЙ БРИЗЕР В КРИСТАЛЛЕ Pt 3 Al ПВ Захаров, МД Старостенков, НН Медведев, АМ Ерёмин, ... Фундаментальные проблемы современного материаловедения 11 (3), 388-392 , 2014 2014 Citations: 46
Структура и энергия границ зерен кручения в ГЦК металлах ГМ Полетаев, АН Мартынов, МД Старостенков Фундаментальные проблемы современного материаловедения 7 (4), 27-34 , 2010 2010 Citations: 45
Исследование механизма самодиффузии в двумерных металлах ГМ Полетаев, МД Старостенков, ЮВ Пацева Фундаментальные проблемы современного материаловедения 1 (1), 147-151 , 2004 2004 Citations: 45
О возможных механизмах атомного разупорядочения в бинарных сплавах ОВ Андрухова, ЭВ Козлов, СВ Дмитриев, МД Старостенков Физика твердого тела 39 (8), 1456-1460 , 1997 1997 Citations: 45
Расчет потенциалов Морза для твердого золота ЭВ Козлов, ЛЕ Попов, МД Старостенков Известия вузов. Физика, 107 , 1972 1972 Citations: 45
Исследование структуры аморфного никеля ВЮ Краснов, ГМ Полетаев, МД Старостенков Фундаментальные проблемы современного материаловедения 3 (4), 37-45 , 2006 2006 Citations: 44