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 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.

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.

В монографии систематизированы и обобщены результаты, полученные при исследовании структуры и свойств поверхностных слоев эвтектического поршневого силумина, модифицированного методами электронно-ионно-плазменного воздействия. Описаны физические процессы, протекающие при взаимодействии высокоинтенсивных электронных пучков и компрессионных плазменных потоков с поверхностью, рассмотрены механизмы, ответственные за формирование структуры модифицированного слоя. Рассматриваются основы технологий целенаправленной модификации силуминов при воздействии электронными пучками и плазменными потоками. Предназначена для специалистов в области материаловедения алюминиевых сплавов и физики взаимодействия потоков заряженных частиц и плазмы с веществом, а также для аспирантов и студентов высших учебных заведений соответствующих специализаций.

В монографии впервые обобщаются результаты исследования модификации поверхностных слоев металлических материалов, основанной на импульсном плавлении с помощью широкоапертурных (до 80 см2) низкоэнергетических (10-40 кэВ) сильноточных (до 30 кА) электронных пучков (НСЭП) микросекундной (0,7-5 мкс) длительности. Изложены все практически важные аспекты; получение интенсивных импульсных электронных пучков в вакуумных и плазмонаполненных диодах; тепловые и термомеханические процессы при воздействии НСЭП на металлические материалы; закономерности модификации поверхностных слоев меди, железа, титана, ряда легированных сталей и легких сплавов; закономерности формирования поверхностных сплавов; проблема кратерообразования на облучаемой поверхности и методы её решения; применение НСЭП-обработки для улучшения поверхностно-чувствительных свойств биомедицинских, электрофизических и промышленных материалов и изделий. Для специалистов в области модификации материалов импульсными потоками энергии.

Предложена микроплазменная очистка поверхности стальных деталей от механических и биологических загрязнений в растворах электролитов. Установлено, что многократная обработка стали в микродуговом режиме при напряжениях до 600 В, частоте следования импульсов 50-300 Гц и длительности импульсов 50-400 мкс не приводит к изменению ее структуры, физико-механических характеристик и питтинговому разрушению поверхности.

Настоящее учебное пособие посвящено анодным процессам в электрохимических и химических технологиях получения цветных металлов (электрохимическое рафинирование), обработки поверхности черных и цветных металлов (травление, полирование, оксидирование) и формообразования (размерная электрохимическая обработка). Наряду с теорией процессов в книге представлены современные технологии, пути их развития, достоинства и недостатки, перспективы их применения. Предложены принципы классификации анодных процессов по механизму и устойчивости фронта растворения металла или анодной оксидной пленки. Рассмотрены также комбинированные процессы, в которых наряду с анодными реакциями имеют место иные механизмы воздействия на металл, например, плазменно-электролитическое оксидирование и полирование, анодно-механическое и химико-механическое полирование. Учебное пособие предназначено для студентов химических, металлургических и механических факультетов университетов, изучающих дисциплины "Гальванотехника", "Электрофизические и электрохимические методы обработки поверхности", "Порошковые материалы и покрытия". Оно может оказаться полезным также студентам магистратуры и аспирантам в исследовательской работе по тематике, где используются анодные электрохимические и химические методы: металлографии, микро- и нанотехнологиях, металлообработке, электрометаллургии цветных металлов, а также специалистам, работающим в тех областях науки и техники, где эти методы используются для обработки поверхности или изготовления изделий.

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 особенности технологии обработки лопаток турбин и компрессора на многоцелевых станках (обрабатывающих центрах), электрофизические методы обработки. Изложены некоторые вопросы упрочнения поверхностей деталей, нанесения покрытий и контроля. Для инженеров-технологов, полезна студентам авиационных вузов.

Изложены физические основы лазерной и лазерно-ультразвуковой обработок железоуглеродистых сплавов. На основе современных представлений о предельных состояниях системы "металл - внешнее воздействие" рассмотрена термофлуктуационная модель кооперативной перестройки решетки при фазовых превращениях в железе и сталях в существенно неравновесных условиях высоких скоростей нагрева и деформации. В соотношении с теоретическими предпосылками проведен анализ результатов экспериментальных исследований физических закономерностей формирования структурно-напряженного состояния поверхности преимущественно в инструментальных сталях при лазерном воздействии. Особо рассмотрен вопрос эффективного использования комбинированного лазерно-ультразвукового источника энергии при решении задач термомеханического упрочнения и легирования поверхности железоуглеродистых сплавов, качественного раскроя листового металла. Отдельное внимание уделено выявлению закономерностей протекания процесса износа в условиях сухого трения скольжения поверхностей, подвергнутых лазерной и лазерно-ультразвуковой обработкам. Для научных работников и инженеров, занимающихся вопросами разработки технологий, основанных на использовании лазерного излучения, а также для студентов старших курсов вузов и аспирантов соответствующих специальностей.

Книга представляет собой подробное справочное руководство по основам плазменной химико-термической обработки поверхности стальных деталей. В ней обобщены сведения о современном развитии этих технологических процессов, теоретические основы и методы их проведения. Детально проанализированы виды оборудования и принципы его конструирования для достижения высокой производительности, воспроизводимости и однородности обработки. Описаны варианты плазменной химико-термической обработки, отличающиеся видом элемента, насыщающего приповерхностные слои детали. Книга рассчитана на специалистов, занимающихся исследованием и разработкой процессов упрочнения стальных деталей, используемых в устройствах различного назначения, совершенствованием технологии их производства и изготовлением специализированного оборудования для химико-термической обработки. Она также будет полезна в качестве учебного пособия студентам старших курсов и аспирантам соответствующих специализаций.

Монография является систематическим изложением созданной авторами модели тепловой эрозии поверхности при воздействии мощных пучков заряженных частиц и концентрированных потоков плазмы на твердое тело, которое сопровождается фазовыми превращениями первого рода и интенсивной эмиссией атомов с его поверхности. Представлены данные о свойствах этого процесса, полученные на примере металлов, в зависимости от параметров импульсных и остросфокусированных сканирующих пучков заряженных частиц, коллективное действие которых создает эффект нелинейного роста скорости эрозии с увеличением плотности тока. Исследованы закономерности усиления эмиссии атомов с поверхности жидкофазных мишеней магнетронных распылительных систем. Разработаны методики расчета интенсивности удаления вещества с облучаемой поверхности и определения оптимальных параметров технологической обработки материалов, основанной на использовании мощных пучков заряженных частиц. Книга рассчитана на специалистов в области радиационной физики твердого тела, воздействия мощных импульсных пучков заряженных частиц на вещество и плазменной обработки материалов.

Приведены результаты экспериментальных и теоретических исследований закономерностей формирования структуры и свойств материалов, подвергнутых различным видам внешних энергетических воздействий. Представлены физические основы технологии создания некоторых перспективных конструкционных и функциональных металлических материалов. Рассмотрен ряд наиболее актуальных направлений физики конденсированного состояния, представляющих передний край науки в данной области. Предназначена для широкого круга специалистов - научных сотрудников, инженеров, работающих в области материаловедения, физики конденсированных сред (металлов и сплавов), металловедения и термической обработки, а также преподавателей, аспирантов и студентов соответствующих специальностей.

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.

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.