Монография посвящена обобщению результатов исследований в области технологии получения и применения наноматериалов. Проанализированы как результаты исследований, проведенных с участием авторов монографии и поддержанных проектами РФФИ, так и литературные данные, в том числе отечественные. Рассмотрены перспективы применения наноматериалов, причины их специфики, проанализированы основные подходы к терминологии и классификации, приведены основные методы получения наноматериалов с привязкой к свойствам и использованию получаемых материалов и изделий, проведено обобщение основных областей применения и возможных ограничений. Монография представляет интерес для научных и инженерных работников, а также аспирантов и студентов старших курсов.

Рассказано о веществах высокой чистоты и их использовании, о значении чистоты материалов как всеобщего упорядочивающего фактора, неотрывного от научно-технического прогресса. На примерах множества веществ показаны многообразные стороны проблемы чистоты и влияние примесного состава на свойства материалов.Читатель узнает также о роли чистоты материалов в истории культуры, о связи чистоты твердого тела с его структурой, о современных методах управления примесным составом; о том, как чистота сохраняется и контролируется; достижима ли абсолютная чистота; как выделяются и используются индивидуальные нуклиды и т. д. Книга предназначена всем, кто интересуется актуальными проблемами естествознания и техники.

Изложены вопросы строения, структуры, а также механических свойств традиционных конструкционных материалов. Рассмотрено влияние различных факторов на свойства материалов. Перечислены возможные способы испытания образцов материалов и даны ссылки на соответствующие стандарты. Значительное внимание уделено вопросам изучения и определения свойств новых перспективных нанокристаллических материалов и конструкций из них. Рассмотрены вопросы описания состояния материалов с точки зрения традиционных подходов, а также линейной механики разрушения, мезомеханики и молекулярной динамики Для студентов высших учебных заведений.

Проанализированы и систематизированы физико-химические процессы при формировании материалов с нанокристаллической и аморфной структурой при плазменном напылении. Эти материалы формируются при раздельном затвердевании на подложке напыляемых частиц дискообразной формы. Значительные градиенты по температуре и скорости плазменной струи наследуются напыляемыми частицами и структурой полученного материала. Разработаны и исследованы способы плазменного напыления покрытий из проволоки и порошка с более узкими пределами энергетического состояния напыляемого материала. что увеличивает однородность их структуры и механических свойств. Однородность структуры покрытия повышается при использовании специальной насадки, выравнивающей температур напыляемых частиц и полностью устраняющей тепловое действие плазменного потока на формируемое покрытие. Разработанный способ напыления применили для формирования ряда материалов со специальными физическими свойствами в нанокристаллическом и аморфном состоянии. ВТСП материалы на основе меди и висмута получали при термообработке напыленных аморфных полуфабрикатов. Сплавы на основе кобальта использовали для напыления аморфных магнитно-мягких покрытий для защиты электронной аппаратуры от электромагнитного излучения. Плазменные покрытия рассмотрели как металлургический полуфабрикат, механических свойства. которого могут быть улучшены термопластической обработкой при высоких скоростях нагрева и охлаждения. Аморфные покрытия из высоколегированных чугунов переводили в нанокристаллическое состояние при последующей термопластической обработке. Регулирование температуры и времени пребывания напыляемого материала в жидком состоянии при плазменном напылении позволило сформировать керметные материалы, TiCN - NiMo, упрочненные наноразмерными фазами. Получены систематические данные по легированию напыленной алюминиевой матрицы переходными металлами. Такие алюминиевые сплавы позволяют повысить рабочую температуру волокнистого композиционного материала Al - В до 670К. Потребность в материалах с высокой пористостью и прочностью реализовали в принципиально новых трехмерных капиллярно-пористых покрытиях, которые уже успешно используются на поверхности внутрикостных имплантатов.

В монографии представлены теоретические и экспериментальные результаты исследований оптических свойств ферромагнитных кристаллов и наноразмерных гетеросистем на основе ферромагнитных полупроводников, полученные за последнее время; показаны современные методы анализа взаимодействия излучения с магнитоупорядоченными средами, особенности поглощения света сверхрешетками, в состав которых входят нанослои халькогенидов европия. Много внимания уделено вопросам применения этих материалов в современной оптоэлектронике и зарождению нового научного направления - экситоники. Особенно детально анализируются условия образования межъямных и межъбарьерных экситонов высокой плотности вплоть до образования из них бозе-конденсата. В работе приведен обширный литературный материал по всем рассмотренным вопросам. Монография представляет интерес для научных работников, аспирантов и студентов, интересующихся вопросами физики наноразмерных ферромагнитных гетеросистем.

Учебное пособие посвящено новой быстро развивающейся области физической химии и химической технологии дисперсных систем и материалов - физико-химической динамике. В отличие от традиционного подхода к изучению дисперсных систем и образуемых в результате их отверждения дисперсных материалов преимущественно в статических условиях, в предлагаемой читателю книге впервые теоретически и экспериментально обоснован и реализован принципиально новый подход к дпроцессам структурообразования в дисперсных системах и "синтеза" на их основе материалов в динамических условиях. В основе этого подхода лежит изучение динамики контактных взаимодействий между частицами дисперсных фаз в жидких и газовых дисперсионных средах, процессов структурообразования и разрушения дисперсных структур в динамических условиях, преимущственно при осцилляции, в сочетании с введением добавок различных видов поверхностно-активных веществ. Теоретически обоснованы и экспериментально определены оптимальные параметры сочетания механических воздействий и добавок поверхностно-активынх веществ, обеспечивающие максимальную текучесть высоконаполненных и высокодисперсных (включая нанодисперсные) систем. Это позволяет на порядки величин интенсифицировать разнообразные процессы,осуществляемые с участием дисперсных систем при одновременном снижении энергоемкости этих процессов. При этом обеспечивается максимально высокая степень однородности образующихся структур в дисперсных системах и материалах. В учебном пособии представлены методы структурной виброреологии, осуществлено аппаратурное оформление ряда технологических процессов, в том числе с переходом от периодических к непрерывным высокоскоростным методам получения дисперсных систем и материалов. Учебное пособие предназначено для студентов и аспирантов высших учебных заведений, научных работников и инженеров, работающих в прикладных областях, связанных с разработкой и применением дисперсных систем и материалов для дорожного строительства, энергетики, химических технологий и ряда отраслей промышленности.

Рассмотрены важнейшие закономерности технологических процессов химических производств при наложении вибрационного поля. Описаны схемы, принцип действия и конструктивные особенности оборудования для транспортирования, сепараций, перемешивания, измельчения, формирования и массо-обенных процессов. Изложены методы выбора оптимальных параметров оборудования и элементы его расчета. Предназначена для инженеро-технических и научных работников химической промышленности, а также смежных отраслей народного хозяйства; может быть полезна аспирантам и студентам вузов.

Книга является коллективным трудом, посвященным подробному изложению вопросов техники физического эксперимента. В ней излагаются руководства к техническим приемам работы, к выбору различных материалов, используемых в современных физических лабораториях. Широко описаны многие методы эксперимента, вопросы эксплуатации лабораторных установок, конструкции и применения наиболее распространенных видов физических приборов. Перевод осуществлен с 52-го немецкого издания книги, вышедшего в 1959 г. Книга рассчитана на студентов, аспирантов, научных и инженерно-технических работников различных специальностей. Много полезного найдут в ней лица, занимающиеся конструированием и эксплуатацией разнообразной физической аппаратуры в научных и заводских лабораториях.

В книге представлено систематическое изложение физических основ процессов послойного селективного лазерного спекания и плавления (СЛС/П) порошковых композиций и синтеза функциональных и градиентных мезоструктур (мезоизделий). Рассмотрены перспективы формирования для российской промышленности нового фундаментального направления лазерной технологии, использующего взаимодействие лазерного излучения с многокомпонентными (в том числе и реакционноспособными) порошковыми композициями с целью послойного синтеза из них объемных функциональных изделий. Поиск новых перспективных порошковых композиций и изучение возможностей объединения нескольких подходов (лазерное спекание или наплавка. самораспространяющийся высокотемпературный синтез или пайка) в один технологический процесс для послойного синтеза объемных изделий - эти составляющие успешного развития метода СЛС/П также изложены в книге. учеными и специалистам в области порошковой металлургии и материаловедения, студентам металлургических и материаловедческих специальностей.

Рассмотрены различные методы получения ультрадисперсных (нано-) материалов — механические, физические, химические, биологические. Обобщены современные представления об электрических, магнитных, тепловых, оптических, диффузионных, химических и механических свойствах наноматериалов. Подчеркнута и продемонстрирована зависимость этих свойств от структуры материала и геометрических размеров наночастиц. Значительное внимание уделено вопросам хранения и транспортировки наноматериалов. Для студентов, обучающихся по специальностям «Физико-химия процессов и материалов», «Наноматериалы», «Порошковая металлургия, композиционные материалы, покрытия», преподавателей, аспирантов, слушателей курсов повышения квалификации.

Систематизированы результаты выполненных преимущественно авторами многолетних исследований характера, закономерностей, механизма изнашивания и коррозионного разрушения газонефтепромыслового оборудования в различных условиях эксплуатации. Показано различие условий эксплуатации оборудования, что оказывает при разработке месторождений многофакторное влияние на коррозионно-механическое разрушение и изнашивание конструкционных материалов. На современном научном уровне изложены особенности механического изнашивания стали при скольжении в гидро- и газоабразивном потоке. Отмечена прочностная основа износостойкости стали, предложены критерии износостойкости как комплексные характеристики механических свойств сталей и сплавов. Приведена информация о принципиально различном влиянии сероводорода на коррозионное поведение углеродистых сталей и алюминиевых сплавов. Большое внимание уделено принципам создания высокопрочных и износостойких нецементуемых сталей взамен цементуемых и упрочняющим технологиям, способствующим повышению эксплуатационных свойств алюминиевых сплавов и покрытий. Рекомендации, предложенные на основании результатов исследований, направлены на повышение долговечности газонефтепромыслового оборудования и инструмента. Книга рекомендована как учебное пособие для студентов и аспирантов нефтегазовых вузов и факультетов, будет полезна для инженерно-технических и научных работников газонефтяных предприятий, проектных и исследовательских организаций.

Сборник, посвященный 20-летию Физико-технологического института РАН, включает в себя статьи по актуальным проблемам микро- и наноэлектроники, микро- и наноэлектромеханики и твердотельных квантовых компьютеров. Рассмотрены перспективы реализации полномасштабных квантовых компьютеров на ионных ловушках в твердотельных структурах, проанализирован перенос электрона в одномерных многоямных структурах. Особое внимание уделено важнейшим вопросам физики и моделирования нанотранзисторов (кремниевые в ультратонком кремнии на изоляторе, туннельные, с графеновым каналом и др.). Исследованы межподзонные оптические переходы в структурах с разрывом запрещенной зоны. Представлены статьи по моделированию электромиграционного разрушения тонкопленочных проводников, прочности границы соединенных материалов в зависимости от их микроструктуры и содержания точечных дефектов, моделированию каналов нейтрализации источников пучков быстрых нейтралов, дается обзор плазменных процессов в технологии МЭМС. Для специалистов в области микро- и наноэлектроники.

Монография посвящена рассмотрению методов растровой электронной микроскопии (РЭМ) применительно к нанотехнологиям и включает не только исследование характеристик различных наноматериалов, наноструктур и нанообъектов, но и технологию их изготовления in situ. В книге под редакцией известных ученых собраны статьи и обзоры видных специалистов в областях, относящихся к нанотехнологиям. Рассмотрены различные типы РЭМ, включая просвечивающие микроскопы с высоким разрешением, рентгеновский микроанализ, новейшие методы получения изображения посредством обратно рассеянных электронов, а также методы электронной криомикроскопии для исследования биообъектов. Использование РЭМ включает изучение наночастиц, нанопроволок, нанотрубок, трехмерных наноструктур, квантовых точек, магнитных наноматериалов, фотонных кристаллов и биологических наноструктур. Книга предназначена не только для широкого круга практических специалистов в сфере нанотехнологий, но может быть использована также студентами вузов и разработчиками новых типов растровых электронных микроскопов.

Изложена теория и результаты применения полимерных композиционных материалов для средств шахтного подъемного комплекса, в горно-транспортном, стационарном и забойном оборудовании, для создания и ремонта шахтных труб различного назначения, ихделий крепления горных выработок. Рассмотрены вопросы применения клеевых композиций для ремонта горно-шахтного оборудования, приведены основные положения расчета анизотропных материалов на прочность. Показаны примеры выбора и применения твердеющих полимерных композиций в технологии упрочнения неустойчивых горных пород, заполнения пустот и изоляции перемычек подземных выработок шахт и рудников. Для инженерно-технических работников, занимающихся созданием, эксплуатацией, ремонтом горно-шахтного оборудования.

Исследованы структура и механические свойства керамических композитов. как с равномерной зеренной структурой, так и с волокнами a-Al2O3 в матрице ZrO2, формирующиеся в результате низкотемпературного отжига и последующего спекания на воздухе. Установлено, что в керамике имеющей микроструктуру с волокнами, наряду с действием традиционного трансформационного механизма упрочнения, характерно упрочнение за счет отклонения трещин волокнами оксида алюминия, способствующее формированию высоких прочностных свойств.

Представлены материалы IX Международного научно-технического конгресса термистов и металловедов, состоявшегося в г. Харькове 21-25 апреля 2008 г. Конгресс посвящен 90-летию Национальной академии наук Украины и 80-летию Национального научного центра "Харьковский физико-технический институт". В данном томе опубликованы доклады 9-го Международного научно-технического симпозиума "Наноструктурные функциональные покрытия для повышения качества поверхностей изделий машиностроения", 6-го Международного научно-практического семинара "Наноматериалы - новые фавориты индустрии" и 7-го Международного научно-практического симпозиума "Печное и закалочное оборудование нового поколения для термической и химико-термической обработки металлоизделий", которые состоялись в рамках Конгресса. Сборник трудов Конгресса может быть полезен научным и инженерно-техническим работникам, специализирующимся в области технологий синтеза наноструктурных функциональных покрытий и консолидированных объемных наноматериалов, а также печного и закалочного оборудования в технологиях термической, химико-термической и термомеханической обработки металлов и сплавов в машиностроении.