Исследованы адсорбционные свойства торфа, модифицированного методом механоактивации в присутствии оксигидроксида железа. По результатам определения адсорбционной активности и микрокалориметрических исследований установлено, что при взаимодействии модифицированных торфяных сорбентов с органическим модельным веществом и водными растворами солей металлов преобладают процессыфизической сорбции. Показана возможность получения новых видов сорбентов на основе торфа, маханоактивированного в присутствии отходов водоочистки, обладающих высокими сорбционными свойствами.

В монографии изложены сведения по синтезу пиридиновых оснований с использованием металлокомплексных катализаторов. Рассмотрены катализируемые комплексами переходных металлов и редкоземельных элементов реакции гетероциклизации ацетиленов с нитридами, жидкофазной конденсации альдегидов с аминами, линейной и циклической олигомеризации винилпиридинов с 1, 3-диенами и конденсации хлоран-гидридов карбоновых кислот с олефинами, ацетиленами, третичными спиртами с получением замещенных пиридинов, хинолинов и фенантролинов. Обсуждены механизмы формирования молекул пиридиновых оснований с участием металлокомплексных катализаторов, приведены данные о влиянии природы переходного металла и структуры исходных мономеров на направление реакции образования азотгетероциклов. Для широкого круга исследователей в области органического синтеза и химии пиридиновых оснований.

Проведено исследование морфологии частиц, удельной поверхности и тонкой кристаллической структуры порошков диоксида циркония и карбида титана, подвергнутых механической активации в шаровой мельнице, и свойств керамических композиционных материалов на их основе. Установлено, что максимальную плотность образцов после спекания позволяет получить не совместная, а раздельная механическая обработка порошков Zr02(Y203) и TiC. При этом добавка 15 % TiC позволяет получить минимальную пористость около 1 % и максимальную твердость 12,5 ГПа. В приграничной области между матрицей и упрочнителем происходит диффузионное взаимодействие с образованием сложного оксикарбида.

С помощью метода молекулярной динамики в работе проведено исследование поведения материала в условиях нагружения, идентичных процессу сварки трением с перемешиванием. Нагружение моделировалось путем задания для выбранной части образца («инструменту») постоянных значений угловой и поступательной скоростей движения. Рассматривались различные варианты сопряжения: два исходно бездефектных кристаллита меди, кристаллы меди и железа и два кристаллита твердых растворов, соответствующих сплаву Д16. Обнаружено, что движение вращающегося инструмента приводит к разрушению кристаллической структуры образца и последующему перемешиванию поверхностных атомов сопряженных кристаллитов. При определенных режимах нагружения кристаллическая решетка после прохождения инструмента восстанавливает регулярный порядок. В работе исследовано влияние дополнительного осциллирующего воздействия, приложенного к движущемуся инструменту. Полученные результаты могут быть использованы для исследования процессов, протекающих в условиях механоактивируемой диффузии.

Проведён сравнительный металлографический анализ формирования микроструктуры металла при трении скольжения и сварке трением с перемешиванием. На примере сварного соединения алюминиевого сплава, полученного методом сварки трением с перемешиванием, показано, что микроструктура шва имеет все признаки деформированного слоя металла, образованного в результате трения скольжения, сопровождающегося схватыванием сопряжённых поверхностей.

Исследовано влияние различных технологий сварки на структуру и физикомеханические свойства материалов, полученных по нескольким режимам, в том числе с применением адаптивной импульсно-дуговой сварки, а также влияние упругопластического деформирования на магнитные характеристики металла сварного соединения.

Проведена оценка возможности радиоскопического детектирования дефектов типа стыковой линии, которые возникают при сварке трением с перемешиванием. В дополнение к обычной радиоскопии, с целью получения большого геометрического увеличения применяли микрофокусный источник рентгеновского излучения, а также методы металлографии. Показано, что определяемый тип дефекта может быть детектирован с применением большого геометрического увеличения, а также, что дефекты типа инородных включений могут появляться как результат изнашивания инструмента.

В монографии обобщены данные о накоплении и морфофизиологических особенностях древесных растений в условиях загрязнения окружающей среды металлами. Показана роль древесных растений в биоконсервации и ограничении распространения элементов при разработке месторождений полезных ископаемых, их переработке и складировании отходов горнодобывающей промышленности. Дана характеристика устойчивости и адаптационного потенциала основных древесных растений - лесообразователей Южного Урала и сопредельных территорий.

В монографии содержится полный обзор особенностей накопления тяжелых металлов представителями основных систематических групп растений - грибов, водорослей, лишайников, мохообразных и сосудистых растений; сведения о реакции их на избыточные дозы токсикантов, об использовании различных систематических групп и их отдельных представителей в биомониторинге загрязнения окружающей среды. Даны сведения об естественных и антропогенных источниках содержания металлов в биосфере. Приведены конкретные примеры исследования оценки трансформации лесных сообществ в окрестностях металлургических комбинатов, а также данные об особенностях восстановления растительных сообществ после прекращения действия атмосферного загрязнения. Для экологов, геоботаников, экотоксикологов, специалистов, занимающихся природоохранной деятельностью.

Исследовано поведение при деформации сжатием и сдвигом пористых, 10-70 %, образцов из оксида алюминия и диоксида циркония. Анализ кривых «напряжение - деформация» показал, что имеет место переход от типично хрупкого разрушения для относительно плотных образцов обоих составов до псевдопластичного при высоком уровне пористости. Значения предела прочности при сжатии, эффективных модулей упругости и сдвига, а также коэффициента Пуассона уменьшаются с увеличением объёма порового пространства керамических образцов, что коррелирует с появлением в них множественного растрескивания, формирующегося в ходе деформации.

Представлены результаты исследования механических свойств синтезированного композита «оксид циркония - многостенные углеродные нанотрубки». Керамический композит получали на основе гидротермального синтеза из суспензии соли циркония с диспергированными углеродными нанотрубками, закритической сушкой гидрогеля и последующей термообработкой аэрогеля. Спекание фрагментов аэрогеля в объемный образец-таблетку производили методом горячего прессования.??Исследование механических свойств композита осуществлялось на базе системы нано- и микроиндентирования NanoTest. Проведены эксперименты по однократному микроиндентированию синтезированного композита для различных значений максимальной приложенной нагрузки в интервале 100-500 мН. По экспериментальным данным «величина нагрузки - глубина индентирования» на основе стандартной модели Оливера-Фарра оценивали упругий модуль материала и твердость; энергию, диссипированную в материал на стадии индентирования, и энергию упругого восстановления материала на стадии разгрузки определяли по площади под соответствующими участками кривой индентирования.??Показано, что зависимость твердости композита от глубины отпечатка носит степенной характер, тогда как модуль упругости линейным образом уменьшается.

The paper presents a molecular dynamics study to investigate the behavior of materials under loading by friction stir welding (FSW). The loading is simulated by assigning constant angular and forward velocities to a certain group of atoms, being a FSW tool. The joined materials are two defect-free Cu crystallites, Cu and Fe crystallites, and two crystallites of the same solid solution structured as D16 (2024) alloy. It is found that as the tool passes along the weld line, the crystal structure of the materials is rearranged with subsequent mixing of their surface atoms. Under certain loading conditions, the crystal lattice after passage of the tool recovers its regular order. Also analyzed is the influence of vibrations additionally applied to the FSW tool. The simulation results provide a better understanding of the processes involved in mechanically activated diffusion.

Численно исследовано напряженно-деформированное состояние в алюминиевых образцах с неразъемным соединением, полученным сваркой трением с перемешиванием, при растяжении и сжатии. Краевая динамическая задача решалась численно методом конечных разностей в постановке плоского деформированного состояния. Проведены расчеты на макро- и мезоуровнях. Структурная неоднородность сварного шва учитывалась явно посредством задания различия в механических свойствах материалов в различных зонах СТП соединения. На макроуровне в каждой зоне задавалась своя функция деформационного упрочнения, полученная на основе обработки экспериментальных кривых течения. На мезоуровне параметры функции упрочнения в локальных областях материала зависели от размера зерна поликристаллической структуры в соотношении Холла-Петча. Выявлена общая закономерность локализации напряженно-деформированного состояния в структурно-неоднородной среде.

В монографии приведены результаты многолетних работ авторов в области физического материаловедения. Основное содержание книги посвящено проблеме повышения сопротивляемости металлов и сплавов в экстремальных условиях. Представлен обширный материал о процессах деформационного упрочения и разрушения сплавов и сталей, эксплуатируемых в условиях низких температур. Изложена эволюция микроструктурных изменений, непосредственно влияющих на прочностные свойства металлов и сплавов. Для специалистов в области материаловедения, студентов технических вузов.

В книге впервые систематизированы данные об электронном строении тугоплавких соединений переходных металлов с бором, углеродом, азотом и кремнием, полученные из рентгеновских и рентгенэлектронных спектров и теоретических расчетов зон. С ними сопоставлена электронная структура тугоплавких соединений из легких атомов, фаз внедрения водорода и некоторых окислов. На основе построенных абсолютных энергетических схем электронных уровней и полос в соединениях предельного и переменного состава предложена общая физическая модель их строения, позволяющая объяснить некоторые физические свойства. Рассчитана на инженеров, аспирантов и научных работников, специализирующихся в области физики и химии твердого тела.

Монография посвящена вопросам получения. исследования структуры и свойств объемных наноструктурных материалов. Большой интерес к этой новой научной тематике связан с обнаружением уникальных физических и необычных механических свойств наноструктурных материалов и перспективами их широкого практического применения. Особое внимание в монографии уделено объемным наноструктурным металлическим материалам, полученным методами интенсивной пластической деформации, где многие пионерские разработки были выполнены при непосредственном участии авторов. Предназначена для специалистов, занимающихся проблемами физики и механики твердых тел, созданием новых материалов, может быть использована как учебное пособие для студентов и аспирантов соответствующих специальностей.

В монографии рассмотрены основные закономерности усталостного разрушения металлических материалов с учетом современных достижений металлофизики и механики разрушения. Анализируется стадийность процесса накопления усталостных повреждений в периодах зарождения и распространения усталостных трещин. Рассмотрены теории физического предела выносливости и влияния различных факторов на циклическую прочность. Для научных работников, инженеров-материаловедов и металлургов.

С учетом эффектов деформационного старения в монографии рассматривается актуальные проблемы современной механики материалов: усталостные разрушения и рост усталостных трещин, длительная и коррозионная прочность. Отражены экспериментальные и теоретические исследования автора и достижения в мировой литературе по данной проблеме. Вводится параметр эффективного времени, описывающий взаимосвязанные деформационные и физико-химические процессы. Формулируются уравнения теории пластичности и критерии длительной прочности для среды со старением. Исследованы закономерности циклического упрочнения стареющих сплавов и сформулированы вероятностные критерии усталостного и коррозионного разрушения материалов и сложных инженерных систем. Механическое поведение стареющих полимерных материалов описываются с помощью вязко-упругих моделей, записанных в шкале эффективного времени. Время релаксации рассматривается в качестве характеристики продолжительности старения дается сравнение с результатами опытов по ультрафиолетовому облучению, климатическому и тепловому старению и разрушению полимеров в режимах растяжения и ползучести. Книга предназначена инженерам, научным работникам, а также может быть полезна студентам, аспирантам и преподавателям, интересующимся вопросами старения и длительного разрушения материалов и конструкций.

Предложен новый подход к объяснению автоволновых процессов локализации пластической деформации металлов и сплавов Подход основан на постулате, согласно которому волновому процессу локализованного течения соответствует квазичастица. Определены ее свойства и рассмотрен ряд следствий и количественных оценок, полученных с использованием указанного постулата. Установлены соотношения, непосредственно связывающие процессы, идущие в деформируемой среде на макро- и микроскопическом масштабных уровнях.

Исследована поверхностная электронная структура а-Al2O3 (0001) и рассмотрена адсорбция меди и палладия на металлической поверхности базисной грани. рассчитаны значения энергии адсорбции и определены наиболее предпочтительные равновесные положения адсорбатов на поверхности. Обсуждается механизм взаимодействия переходных металлов с подложкой.

Создание неравновесной структуры в твердом теле - путь к получению материалов с новыми свойствами. Монография рассматривает возможности реализации этого подхода на примере магнитопленочных материалов с кластерной и нанокристаллической структурами. Рассмотрены особенности структуры и свойств аморфных ферримагнитных пленок сплавов редкая земля - переходный металл, а также возможности их использования в устройствах оптической обработки информации; вопросы корреляции структуры и магнитных свойств в нанокриталлических пленках 3d-металлов; описаны методы получения этих материалов с размером зерна менее 10 нм. Показаны пути создания на базе этих пленок высокорезистивных магнитомягких материалов и сред-носителей для сверхплотной магнитной записи. Для специалистов в области физики твердого тела, физической химии и материаловедения, для студентов и аспирантов соответствующих специальностей.

Книга является логическим продолжением работ Института металлургии УрО РАН, ранее обобщенных в книге Г. К. Моисеева, н. А. Ватолина "системы "жидкий щелочной металл - газовая фаза" с учетом метастабильных "малых" кластеров". Екатеринбург: УрО РАН, 2005. Приведена информация о составе, давлениях компонентов газовой фазы, изменении теплофизических свойств в системах (Li, Na, K, Rb, Cs) + Ar, K + Cs + Ar при Tкип...6000К и в системах (As, Sb, Bi, Se, Te) + Ar при 300...6000К. Впервые обнаружены явления конденсации в системах K + Ar, Rb + Ar, Cs + Ar, K + Cs + Ar. Описаны термохимические свойства и функции кластеров изученных элементов, а также Fe, Cu, Nb, Si, кластеров в системах Al-Si и Al-Li. Монография предназначена для специалистов в областях физической химии и термодинамики, металлургии и материаловедения, низкотемпературно плазмы. Может быть полезна студентам, магистрам и аспирантам соответствующих специальностей.

В работе представлены результаты численного моделирования ударного нагружения конструкции из анизотропного алюминиевого сплава Д16Т. Приведенная математическая модель применима для описания упругопластического деформирования анизотропных сред по теории процессов малой кривизны согласно классификации А.А. Ильюшина.

Обобщены результаты экспериментальных исследований о предельных минимальных размерах зерен в наноструктурных металлических материалах, полученных методом кручения под давлением на наковальнях Бриджмена. Показано, что важным фактором способности материала к измельчению зеренной и субзеренной структуры в процессе интенсивной пластической деформации является подвижность элементарных носителей деформации (дислокаций и точечных дефектов), контролирующая пути их пробега в полях напряжений, характерные масштабы переориентирующихся микрообъемов, а следовательно, и размеры субмикро- и нанозерен и субзерен.

В сборнике представлены статьи, посвященные проблемам поведения материалов при деформировании и разрушении, а также вопросы упрочнения материалов, главным образом, за счет модификации и изменения состояния поверхности. Рассмотрено поведение объектов различного масштаба от континентального до микроскопического при механическом воздействии. Описаны новые физические явления, сопровождающие процесс деформирования: формирование волн локализации пластического течения и разрушения, массоперенос при деформации, особенности двойникования кристаллов, разложение микрокристаллов химически неустойчивых соединений. Сборник предназначен для специалистов в области физики конденсированного состояния, физического материаловедения, физики прочности и пластичности, а также для студентов и аспирантов, обучающихся по соответствующим специальностям.

В монографии изложены условия получения биологически активных нанорошков железа химико-металлургическим способом, включающим низкотемпературное водородное восстановление железосодержащего сырья. Рассмотрены физико-химические свойства и структура получаемых нанодисперсных порошков. Показано использование нанодисперсных металлических материалов в сельскохозяйственном производстве. Проанализированы экономические аспекты применения нанодисперсного железа в растениеводстве. Для специалистов, занимающихся получением нанопорошков металлов и исследованием их свойств, специалистов сельского хозяйства, использующих биологически активные добавки в растениеводстве, животноводстве, птицеводстве, рыбоводстве и кормопроизводстве.

Исследовано окисление изопропилбензола молекулярным кислородом в присутствии нанопорошков металлов (Со, Сu, Ag, Fe, Ni, Zn, AI), полученных электровзрывом соответствующего проводника в атмосфере азота. Показано, что реакция окисления проходит при 60 °С без инициатора, а скорость поглощения кислорода и состав продуктов окисления зависят от вида нанопорошка металла и энергии адсорбции кислорода на металле: нанопорошки Со, Аg, Сu с энергией адсорбции кислорода меньше 400 кДж/моль катализируют реакцию окисления изопропилбензола и реакцию распада гидроперекиси изопропилбензола; нанопорошки Fe, Ni, Zn, AI, энергия адсорбции кислорода на которых больше 400 кДж/моль, селективно окисляют изопропилбензолдо гидроперекиси.