Cathodic Arcs: From Fractal Spots to Energetic Condensation is the first book in over a decade dedicated to the physics and technology of cathodic arcs. It includes a detailed account of arc history, a textbook-like introduction to cathode phenomena, and some basic physics of expanding plasmas; it deals with the infamous macroparticle issue and describes a host of practical plasma filter solutions. In contrast to previous books on cathodic arcs, the focus is on the relation of arc plasmas and their properties to surface modification and thin film deposition. The book contains sections on basic plasma physics and thin film materials science. It also deals with practical issues of coatings such as stress control and the often-underrated issue of the coating's color. By stressing the fractal nature of cathode spots, the theme of fluctuations can be found throughout the book: fluctuations affect all plasma properties and thereby have consequences for plasma-based surface modifications and film growth. Detailed explanations are complemented by compilations of plasma and materials data arranged in Periodic Tables. Cathodic Arcs: From Fractal Spots to Energetic Condensation is written with researchers and advanced students in the fields of materials science and plasma physics in mind. It is suitable both as a reference work for the expert as well as an introduction for newcomers to the interdisciplinary fields of plasma-surface interaction and plasma-assisted deposition of thin films.

В настоящей монографии рассмотрено современное состояние технологий обработки материалов пучками частиц и потоками плазмы, а также нанесения защитных и комбинированных покрытий. Представлен обширный экспериментальный материал, для описания которого предлагаются различные физические подходы и концепции, а также новые физические модели. Он включает широкий круг вопросов — от модификации материалов с помощью мощных ионных и электронных пучков, электролитно-плазменной обработки сталей и сплавов, включая электролитно-плазменное модифицирование, до нанесения защитных нанокомпозитных покрытий. Описаны также способы получения полимерных нанокомпозитов, их свойства и возможность управления ими при помощи магнитных полей. Особое внимание уделено упорядоченным покрытиям и структурам, самопроизвольно возникающим или искусственно создаваемым с помощью ионно-плазменной обработки. Такие структуры являются оптимальными с точки зрения предложенного варианта теории параметрического управления свойствами материалов. Книга предназначена для специалистов, занимающихся процессами ионно-лучевой обработки, радиационным материаловедением, физикой твердого тела; может быть полезна также аспирантам и студентам физических и инженерно-физических факультетов вузов.

Во второй части книги систематизированы сведения о современном методе поверхностной обработки и упрочнения металлов, позволяющем получать многофункциональные защитные покрытия — микродуговом оксидировании (МДО). Рассмотрены история развития исследований по данному вопросу, механизм формирования анодных оксидных пленок, система металл—оксид—электролит и ее особенности, асимметрия проводимости в этой системе, пробой анодных оксидных пленок и искрение, основные представления о процессе МДО и его механизме, роль разряда и динамика его развития при формировании покрытий, получаемых методом МДО, классификация микроплазменных методов, основы технологии МДО (электролиты, режимы), оборудование микродугового оксидирования. Дан сравнительный анализ различных методов анодирования и микродугового оксидирования, проанализирована практика микродугового оксидирования. Подробно рассмотрены состав, структура и свойства МДО-покрытий. Приведены многочисленные примеры применения МДО-покрытий. Для инженерно-технических и научных работников, студентов технических ВУЗов.

В книге рассмотрены явления катодного и анодного нагрева токопроводящих материалов в водных растворах электролитов; процессы локального вскипания электролитов в окрестности электрода с малой поверхностью, формирование сплошной и устойчивой парогазовой оболочки, электрическая проводимость в парогазовой среде, теплофизические и электрохимические аспекты анодного варианта нагрева. Дан критический обзор результатов применения анодного нагрева с целью закалки, нитрозакалки среднеуглеродистых или инструментальных сталей, цементации и нитроцементации конструкционых сталей или железографитов, оксидированию стальных или титановых сплавов. Описаны фазовый состав, структура и эксплуатационные свойства упрочненных материалов. Изложены способы и устройства для нагрева металлов и сплавов в электролите, режимы обработки, составы электролитов и результаты их практического использования. Для научных работников, инженеров, а также преподавателей, аспирантов и студентов физических, химических и технических специальностей.

Рассмотрены методы оценки адгезионной прочности, изучена морфология поверхности, проведен послойный элементный анализ в приповерхностном объеме никелида титана с покрытиями из молибдена и тантала различной толщины. Показано, что механическая и адгезионная прочность покрытий зависит от его толщины, а также от химического состава пленки и подложки.

В монографии рассмотрена концептуальная модель синтеза интегрированных технологий с использованием электронных, ионных и плазменных потоков. Приводится методика проектирования технологий на основе интеграции методов обработки деталей в тлеющем разряде и вакуумном дуговом разряде, обеспечивающих улучшенные эксплуатационные свойства и снижающих себестоимость технологического процесса. Рассмотрены закономерности нагрева, распыления и модификации поверхности конструкционных материалов под действием бомбардировки ионами тлеющего разряда, ионными, электронными и плазменными потоками, получаемыми на основе вакуумного дугового разряда. Приводятся новые способы комбинированной ионно-плазменной обработки. Предназначена для научных и инженерно-технических работников, специализирующихся в области электронно-ионно-плазменных технологий.

Приведены результаты экспериментальных и теоретических исследований закономерностей формирования структуры и свойств сплавов на основе титана и алюминия, подвергнутых различным видам поверхностной обработки концентрированными потоками энергии. Для широкого круга специалистов - научных сотрудников, инженеров, работающих в области материаловедения и физики конденсированных сред (металлов и сплавов), а также преподавателей, аспирантов и студентов, специализирующихся в области физического материаловедения и физики низкотемпературной плазмы.

Рассмотрены физические основы магнетронного распыления и разновидности магнетронных систем для нанесения тонких плёнок и покрытий различного назначения, в том числе системы с усиленной ионизацией газовой среды и импульсные магнетронные распылительные системы. Для научных и инженерно-технических работников, аспирантов и студентов высших технических заведений, специализирующихся в области электронных физико-технических устройств и ионно-плазменных технологий для электроники, оптики и машиностроения.

Во 2-ом томе приведены сведения о металлорежущих станках, станочных приспособлениях, режущих инструментах, режимах резания, допусках и посадках, методах и средствах измерения, обработке поверхностей пластическим деформированием и технологии сборки. Пятое издание (4-е изд. 1985 г.) переработано в соответствии с действующими стандартами; дополнено новыми главами по смазочно-охлаждающим средам, электрофизической, электрохимической и лазерной обработкам, технологии нанесения покрытий, термической обработке, нормированию и функционально-стоимостному анализу процессов. Расширены главы по технико-экономическим расчетам, режимам резания, режущему инструменту, технологии сборники, станочным приспособлениям. Для инженерно-технических работников всех отраслей машиностроения, может быть полезен преподавателям и студентам втузов.

Серия Springer по атомной, оптической и плазменной физике всесторонне охватывает вопросы теории и эксперимента в области атомов и молекул и их взаимодействия с электромагнитным излучением. Книги серии являются богатым источником новых идей и методов, имеющих широкое применение в области химии, материаловедения, астрофизики, науки о поверхности, плазменных технологий, передовой оптики, аэрономии и инженерного дела. Физика Ластера - это особая связующая тема, которая во многом дала импульс новым разработкам в таких областях, как квантовые вычисления и конденсация Бозе - Эйнштейна. Цель серии состоит в том, чтобы заполнить пробел между стандартными учебниками для бакалавриата и исследовательской литературой - с акцентом на фундаментальные идеи, методы, приемы и результаты в этой области.Данная книга посвящена тщательному исследованию физики и применений вакуумной дуги - источника высокоионизированной металлической плазмы, используемого в ряде применений, - с акцентом на явлениях катодного пятна и образования плазмы. Цель состоит в том, чтобы понять происхождение и поведение различных сложных, а иногда и загадочных явлений, связанных с образованием дуги, таких как катодные пятна, испарение электрода и образование приэлектродной плазмы.Книга знакомит читателя с моделью плотной катодной плазмы, основанной на зарядообменных ионно-атомных столкновениях, через кинетический подход к испарению катода и теплофизические свойства металла катодов. Картина дополняется углубленным изучением катодных струй и ускорения плазмы, влияния магнитных полей на поведение катодного пятна, электрические характеристики дуг и динамику катодного пятна.Книга будет интересна исследователям в академических кругах и в промышленности.

Серия Springer по атомной, оптической и плазменной физике всесторонне охватывает вопросы теории и эксперимента в области атомов и молекул и их взаимодействия с электромагнитным излучением. Книги серии являются богатым источником новых идей и методов, имеющих широкое применение в области химии, материаловедения, астрофизики, науки о поверхности, плазменных технологий, передовой оптики, аэрономии и инженерного дела. Физика Ластера - это особая связующая тема, которая во многом дала импульс новым разработкам в таких областях, как квантовые вычисления и конденсация Бозе - Эйнштейна. Цель серии состоит в том, чтобы заполнить пробел между стандартными учебниками для бакалавриата и исследовательской литературой - с акцентом на фундаментальные идеи, методы, приемы и результаты в этой области.Данная книга посвящена тщательному исследованию физики и применений вакуумной дуги - источника высокоионизированной металлической плазмы, используемого в ряде применений, - с акцентом на явлениях катодного пятна и образования плазмы. Цель состоит в том, чтобы понять происхождение и поведение различных сложных, а иногда и загадочных явлений, связанных с образованием дуги, таких как катодные пятна, испарение электрода и образование приэлектродной плазмы.Книга знакомит читателя с моделью плотной катодной плазмы, основанной на зарядообменных ионно-атомных столкновениях, через кинетический подход к испарению катода и теплофизические свойства металла катодов. Картина дополняется углубленным изучением катодных струй и ускорения плазмы, влияния магнитных полей на поведение катодного пятна, электрические характеристики дуг и динамику катодного пятна.Книга будет интересна исследователям в академических кругах и в промышленности.

Рассмотрены принципы генерации компрессионных плазменных потоков, основные физические процессы, протекающие при их взаимодействии с твердыми телами. Представлены результаты комплексных исследований воздействия компрессионных плазменных потоков на структурно-фазовое состояние, элементный состав и свойства материалов, широко использующихся в промышленности. Книга предназначена для специалистов в области физики конденсированного состояния и физики взаимодействия потоков заряженных частиц и плазмы с твердыми телами, для аспирантов и студентов высших учебных заведений соответствующих специализаций.

В основу положен курс лекций, которые авторы читали для студентов, по предметам «Поверхностная обработка и покрытия в машиностроении», «Теория и технология процессов обработки материалов и нанесения покрытий», «Химико-термическая обработка металлов и сплавов». Приведены теоретические представления о поверхностной обработке и современных технологических процессах модифицирования рабочих поверхностей деталей машин в целях обеспечения специальных эксплуатационных свойств, рассмотрены основные методы и способы получения упрочняющих и защитных покрытий, применяемых в машиностроении. Может быть полезна научным сотрудникам научно-исследовательских институтов, инженерно-техническим работникам машиностроительных и металлургических предприятий, занимающимся разработкой покрытий и упрочнением поверхности металлов и сплавов, а также может быть рекомендована как научно-образовательное издание студентам и аспирантам.

В сборнике приведены доклады, представленные на 8-й Международной конференции "Взаимодействие излучений с твердым телом" (23-25 сентября 2009 г., Минск) и охватывающие следующие тематики: процессы взаимодействия излучений с твердым телом, радиационные эффекты в твердом теле, взаимодействие плазмы с поверхностью, модификация свойств материалов, формирование, структура и свойства покрытий, оборудование для радиационных технологий. Адресуется научным сотрудникам и студентам естественнонаучных факультетов вузов.

Книга содержит материалы 3-й Всероссийской конференции молодых ученых "Фундаментальные проблемы новых технологий в 3-м тысячелетии" (Томск, 3-6 марта 2006). Представлены доклады по следующим направлениям: сильноточная электроника, радиационная физика, современные методы получения, исследования и обработки органических и неорганических материалов, экология природных комплексов и методы исследования окружающей среды, современные методы обработки и анализа информации.

В монографии впервые обощаются результаты исследований в сформировавшемся около 30 лет назад направлении сильноточной электроники - физике и технике низкоэнергетических (10-40 кэВ) сильноточных (до 30 кА) микросекундных (0,7-5мкс) электронных пучков (НСЭП) большого сечения (до 80 см2), генерируемых в диодах с плазменным анодом. Изложены методы создания плазменного анода, закономерности возбуждения взрывной эмиссии под плазмой, особенности формирования и транспортировки НСЭП в плазменном канале, вопросы обеспечения однородности и управления формой поперечного сечения НСЭП и установок на их основе.Значительное внимание уделено использованию источников НСЭП для модификации поверхностных слоев материалов методом импульсного плавления. Представлен ряд достижений в использовании НСЭП для обработки изделий, применяемых в медицине, электрофизике и машиностроении. Для специалистов в области сильноточной электроники, электрофизики и модификации материалов мощными импульсными потоками энергии.