Описаны принципы создания и конструкции установок для получения нанопорошков методом испарения импульсным электронным пучком в газе низкого давления, а также результаты получения и исследования свойств нанопорошков некоторых оксидов металлов. Созданные установки позволяют изготавливать нанопорошки оксидов с высокой удельной поверхностью (до 338 м2/г) при производительности до 12 г/ч и удельных затратах энергии -112 кВт-ч/г (около 5 энергий сублимации). Во всех порошках присутствуют мелкокристаллическая и крупнокристаллическая фракции, различающиеся размером, а также аморфная компонента. Образование аморфной компоненты в большинстве нанопорошков, изготовленных с использованием методов электронного испарения импульсным или непрерывным пучком, является их характерной особенностью, что делает методы электронного испарения очень привлекательными для получения и изучения свойств нанопорошков во взаимосвязи с их аморфным состоянием. Порошки имеют фрактальное строение, состоят из агрегатов размером от десятков до нескольких сотен нанометров, образованных кристаллическими наночастицами размером около 3-5 нм, с очень узким распределением частиц по размеру. Порошки имеют высокую дефектность структуры, что отразилось на их магнитных свойствах. Книга может быть использована в качестве учебного пособия для студентов и аспирантов физических специальностей, в том числе по курсу «Физические установки» и справочника при курсовом и дипломном проектировании для направления 14030 - «Ядерные физика и технологии», специальностей 140306 -«Электроника и автоматика» и 330300 «Радиационная безопасность человека и окружающей среды». Содержит обширный фактический материал.

Книга С. Датта, автора известных работ в области нанофизики и наноэлектроники, посвящена проблемам электронного транспорта в низкоразмерных полупроводниковых структурах. Последовательно рассматриваются различные квантовые системы, от атома водорода до нанотранзистора. Излагаются наиболее общие понятия и методы неравновесной статистической механики и кинетики, и при этом не предполагается первоначальное знакомство читателя с квантовой механикой. В книге приведено большое количество численных примеров, а также программ в пакете MATLAB для проведения расчетов квантовых состояний и транспорта в объемных полупроводниках и низкоразмерных структурах. Дополнения к данному изданию в форме видеолекций, посвященных ключевым результатам книги, содержатся на Интернет-сайте автора. Книга рассчитана на научных работников, инженеров, студентов старших курсов и аспирантов, специализирующихся в области физики конденсированного состояния и наноэлектроники.

Обобщены экспериментальные и теоретические исследования воздействия малых доз ионизирующего излучения (рентгеновских лучей, y-квантов, электронов) на полупроводниковые монокристаллы, полупроводниковые структуры и приборы, металлы, сплавы, режущий, буровой и волочильный инструменты, а также исследования радиационно-стимулированной миграции, диффузии и выхода водорода из твердого тела. Заложена феноменологическая модель упорядочения структуры дефектных кристаллов и изменения физических и механических свойств материалов под действием ионизирующего излучения. Для научных и инженерно-технических работников, занимающихся радиационной физикой твердого тела, модификацией свойств полупроводников и металлов, проблемой материалов для термоядерных и ядреных реакторов. вопросами водородной энергетики. Полезна аспирантам, магистрам и студентам соответствующих специальностей.

Квантовая механика стала уже прикладной наукой, и, хотя она оперирует законами движения микрочастиц, эксперимент показывает, что ряд явлений привычного для нас макромира также подчиняется ее принципам. Авторы настоящей книги использовали в своих опытах металлические и плазменные проводники, а также металлические ударники (снаряды) для создания в них когерентных потоков электронов. Было установлено, что ряд известных электрических, тепловых и взрывных процессов, вызванных такими потоками, не удается объяснить с позиций классической механики, однако они согласуются с принципами квантовой механики, учитывающей волновую природу электрона. Опыт подтвердил, что «инженерное вмешательство» квантовой механики в создание когерентного электронного потока почти вдвое снижает температуру перехода металла в жидкость, инициирует неизвестный прежде выход энергии из металла. Следовательно, практическое применение полученных результатов позволит, например, значительно уменьшить затраты энергии на такие операции, как деформация металла или перевод его из твердого состояния в жидкое. Особое место занимает взрыв металла, к которому время от времени обращаются как военные, так и гражданские инженеры. Использованное авторами оборудование было настолько простым, что большинство представленных в книге опытов, кроме экспериментов с молнией, могут быть воспроизведены в любой лаборатории. Вместе с тем полученные результаты достаточно убедительны, чтобы стать основой научных знаний, объединенных названием «квантовая макроэлектроника». Книга адресована инженерам, студентам и аспирантам технических вузов, а также всем, кто интересуется проведением физических экспериментов.

Книга посвящена полупроводниковым лазерам - эффективным и компактным источникам когерентного излучения, имеющим перспективы широкого практического применения. Основное место в книге уделяется инжекционным лазерам и лазерам с возбуждением быстрыми электронами. Во Введении дается краткий обзор характеристик и сводка полупроводниковых материалов, используемых в лазерах. Первая часть книги содержит анализ механизма излучательной рекомбинации в кристаллах полупроводниковых соединений, некоторых вопросов динамики и основных характеристик полупроводниковых лазеров инжекционного типа. Рассмотрены физические процессы, сопровождающие работу лазера, а также проблемы, возникающие при их практическом применении. Во второй части книги рассматриваются теоретические вопросы и практические применения лазеров с электронными возбуждением; описаны процессы взаимодействия быстрых электронов с кристаллом, образование избыточных носителей тока, процессы взаимодействия когерентного излучения с активной средой в лазерах этого типа при различной геометрии резонатора и пучка, тепловые режимы, динамика генерации и практическое применение лазеров с электронным возбуждением.

В монографии рассмотрены механизмы и закономерности влияния тугоплавких инокуляторов и растворимых добавок на формирование кристаллического строения сталей при первичной кристаллизации и перекристаллизации в твердом состоянии в зависимости от диаграммы их состояния. Показана роль управления структурообразованием в формировании литейных, физико-механических и эксплуатационных свойств стали. Обоснованы области рационального применения различных способов модифицирования. Предназначена для специалистов, работающих в области металлургии, литейного производства и металловедения сталей, может быть полезна аспирантам и студентам металлургических и машиностроительных вузов.

Описаны современные методы подготовки, обработки расплава и получения отливок с повышенными физико-механическими и эксплуатационными характеристиками различными методами литья. Приведены сведения о составах, свойствах и назначении литейных материалов, а также композитов с особыми свойствами. Изложены составы материалов сопутствующего производства, используемых при литье. Представлены конструкции печей для плавки, хранения и выдачи расплава, оборудования для реализации различных процессов получения отливок в постоянные формы, рассмотрены особенности специальных технологий формирования литых изделий. Предназначена для инженеров, технических работников, специалистов в области материаловедения, металлургии и машиностроения, рекомендуется для студентов и аспирантов, будет полезна преподавателям технических вузов, конструкторам и научным работникам КБ и НИИ.

Полнопотенциальным методом присоединенных плоских волн была рассчитана электронная структура серии полупроводниковых соединений III-IV групп со структурой цинковой обманки. Используется несколько приближений для обменно-корреляционного потенциала. Показано, что равновесные параметры решетки и объемные модули упругости находятся в хорошем согласии с экспериментом, а ширина запрещенной щели очень чувствительна к выбору приближений для обменно-корреляционного потенциала.

Во втором томе рассмотрены термодинамика. фазовые диаграммы, диффузионные и бездиффузионные фазовые превращения. Отражены вопросы получения быстрозакаленных сплавов, металлических композиционных материалов. Рассмотрены вопросы спекания. Книга предназначена для научных работников, занятых в области физики металлов, металловедов, работников заводских лабораторий, а также преподавателей, аспирантов и студентов старших курсов металлургических и машиностроительных институтов.

Книга проф. О. Звелто «Принципы лазеров» (4-е издание) посвящена теме современного состояния физики лазеров и основам их применений. Основная цель монографии состоит в том, чтобы дать всеобъемлющее и единое описание процессов в лазерах на высоком научном уровне и в то же время обеспечить ясность понимания его как для студентов и начинающих ученых, так и для активно работающих исследователей. Эта цель реализована автором благодаря тому, что он, будучи профессором Миланского политехнического института, активно работал в новой области знаний — квантовой электронике, практически с момента ее возникновения, 50 лет тому назад. Для широкого круга читателей ценным является то, что автор подходит к описанию явлений в лазерах с точки зрения физической картины, привлекая математический аппарат для получения необходимых формул, которые позволяют проводить и конкретные расчеты лазерных систем. В первых главах (1-6) монографии изложены общие принципы функционирования лазеров, рассмотрены по отдельности элементы всех современных лазеров. В главах 7-8 излагаются особенности различных режимов работы лазеров как непрерывного, так и импульсного действия. В главах 9-10 описываются особенности использования в лазерах различных активных сред. В главах 11-12 рассматриваются свойства и преобразования лазерного излучения с точки зрения его применения. Монография снабжена обширным иллюстративным и справочным аппаратом, в том числе списком литературы, насчитывающим несколько сот наименований.

Приведены свойства веществ, рецептуры составов, применяемых при реставрации памятников архитектуры, произведений живописи, скульптуры, художественных изделий из камня, дерева, металлов, стекла, керамики, тканей, бумаги, кожи и т. п. Рассмотрены химико-технологические процессы реставрации. Для химиков, занимающихся реставрационными работами, специалистов химической промышленности, работников инспекций по охране исторических и культурных памятников. Полезна всем интересующимся проблемами реставрации.

В издании изложены и обобщены рекомендации по подготовке шлифов для макро- и микроструктурного анализа, рассмотрены основные группы металлических материалов, включая стали на основе системы железо-углерод, стали и сплавы с особыми химическими свойствами, жаропрочные, тугоплавкие металлы и сплавы, даны основные сведения о строении и свойствах сплавов на основе титана, алюминия, меди и цинка. Изложены способы термической обработки сталей и сплавов и влияние различных структурных составляющих на свойства материалов, уделено внимание поверхностному упрочнению металлов и сплавов, и нанесению покрытий с особыми свойствами и их последующей обработке, приведены макро- и микроструктуры сварных соединений. Представлены атласы структур и изломов.

В книге подробно рассматривается кинетическая теория формирования полупроводниковых наноструктур на поверхности твердого тела, описываются основные физические концепции и модели процессов образования эпитаксиальных пленок, квантовых точек и нитевидных нанокристаллов (нановискеров). Излагаются основы теории нуклеации и конденсации и возможности ее применения для моделирования ростовых процессов, морфологии и физических свойств эпитаксиальных наноструктур. Особое внимание уделяется теоретическим моделям формирования квантовых точек и нановискеров полупроводниковых соединений III—V. Результаты расчетов сравниваются с экспериментальными данными, полученными для различных систем материалов и условий осаждения. Никаких предварительных знаний по теории нуклеации, физической кинетике, физике поверхностных явлений не требуется, все необходимые сведения приведены в тексте. Для студентов, бакалавров и аспирантов, специализирующихся в области физики, материаловедения и некоторых других технических дисциплин, а также для ученых и инженеров, желающих глубже понять теоретические основы современной физики и технологии наноструктур.

Монография посвящена химическим взаимодействиям, связанным с влиянием неподеленных электронных пар атомов и ионов на структуру и симметрию молекулярных и ионных кристаллов. Рассматриваются возможности современных экспериментальных методов мультиядерной спектроскопии ЯМР и магнетохимии, а также применения квантово-химических методов Хартри-Фока, Меллера-Плессета, теории функционала плотности (DFT) для анализа особенностей межмолекулярного взаимодействия и тонких структурных особенностей молекулярных соединений гексафторидов, оксидов неполновалентных элементов, мультиядерных кластерных соединений, ионных гексафторкомплексов. Наряду с проблемами концептуального характера, вызванными применением методов теоретической и компьютерной химии, обсуждается связь некоторых фундаментальных свойств координационного взаимодействия с вкладами корреляционных эффектов, переноса электронной и спиновой плотности, а также различных оправок, обусловленных влиянием релятивистских эффектов сжатия s-оболочек, расширения и дестабилизации d- и f-оболочек, спиннорбитального взаимодействия. Книга может быть полезна специалистам в области компьютерной и квантовой химии, материаловедения, разработки материалов микро- и наноэлектроники, студентам и аспирантам.

Рассмотрены общие и специальные вопросы самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) как способа получения неорганических соединений и композиционных материалов. Изложены теоретические основы СВС, закономерности и механизмы горения и структурообразования в СВС-системах. Изучены термодинамические и кинетические аспекты взаимодействия компонентов при синтезе новых материалов в режиме горения. Представлены данные об основных технологических типах процессов производства порошков неорганических соединений, керамических материалов и изделий, новых композиционных материалов, литых тугоплавких соединений, о методах нанесения покрытий. Приведены сведения о структуре, свойствах и применении новых композиционных материалов. Уделено внимание лабораторным установкам для экспериментального исследования процессов СВС и оборудованию для промышленной реализации СВС-технологий. Учебное пособие рассчитано на студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению 150100 "Металлурги", а также на исследователей, инженеров и технологов в области порошковой металлургии, высокотемпературных материалов, керамических композиционных материалов, огнеупоров, ферросплавов и лигатур, материалов для электроники, химической промышленности и др. Данное издание посвящено 80-летию академика А. Г. Мержанова - выдающегося ученого в области физики горения и взрыва, основоположника метода СВС.

Представлены результаты исследования закономерностей роста кристаллов в расплавах. Обоснован симметричный подход к анализу процессов формирования кристаллов и пленок в несферических полях температур. Изложена методика анализа идеальной поверхности кристаллов с количественной оценкой насыщенности связей на грани, характеризующей силу взаимодействия поверхности с встраивающимися в структуру частицами. Показано, что уточненный анализ проблемы морфогенеза монокристаллов и двойников четко согласуется с экспериментом. Описаны закономерная эволюция габитуса свободно растущих кристаллов при изменении степени переохлаждения расплава и резкое габитусное превращение при достижении критического переохлаждения. Приведены решения вопросов ориентационной обусловленности кристаллообразования в расплавах, касающиеся морфологической устойчивости, дефектов структуры, захвата примесей. Для кристаллографов. минералогов и материаловедов. специалистов в области управляемой кристаллизации расплавов, выращивания кристаллов и пленок.

Анализируются физические свойства и электронные модели нового класса высокотемпературных сверхпроводников в слоистых соединениях на основе железа. Несмотря на различный химический состав и различие в кристаллической структуре, они имеют похожие физические свойства, обусловленные электронными носителями в FeAs-слоях и их взаимодействием с флуктуациями магнитного порядка. Исключительный интерес к ним объясняется перспективами практического применения. В монографии дается полная картина формирования их физических свойств на основе теоретических моделей и электронной структуры. Книга рассчитана на широкий круг читателей: физиков, изучающих электронные свойства FeAs-соединений, химиков, синтезирующих эти соединения, и специалистов, занимающихся расчетами электронной структуры твердых тел. Она будет полезна не только исследователям, работающим в области сверхпроводимости и магнетизма, но также студентам, аспирантам и всем тем, кто хочет ознакомиться с этой актуальной областью физического материаловедения.

Сборник посвящен памяти выдающегося российского ученого-металлурга академика Александра Михайловича Самарина. В статьях ученых - учеников и коллег А.М.Самарина - рассматриваются фундаментальные проблемы физикохимии металлических расплавов.

Сборник посвящен вопросам физикохимии адгезии, смачиваемости, капиллярным свойствам металлических и неметаллических расплавов, межфазным явлениям на границе твердых и жидких фаз при высоких температурах, процессам смачивания, растекания жидких фаз по твердым, взаимного растворения и контактного взаимодействия. Освещены вопросы пайки и металлизации материалов, приведены результаты исследований и технологических разработок в области адгезионноактивных припоев и металлизационных сплавов, пайки неметаллических материалов, нанесения покрытий. Для специалистов, занимающихся вопросами межфазных явлений при высоких температурах и практическим применением их в области пайки материалов.

В данной книге подробно описаны основные физические концепции, связанные с нанонаукой и нанотехнологиями, и возможности создания на их основе микроэлектронных и оптоэлектронных приборов нового поколения. В настоящее время издается много книг по новейшим разделам нанонауки, но почти отсутствуют учебники и пособия для студентов-старшекурсников и аспирантов, связанных с нанонаукой. Предлагаемая книга восполняет этот пробел, так как представляет собой ценное учебное и справочное пособие для студентов, специализирующихся в физике, материаловедении и некоторых других технических дисциплинах. Кроме того, книга может представить интерес для ученых и инженеров-практиков, желающих глубже понять принципы нанонауки и нанотехнологии.

За последние годы метод спектрофотометрии нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО) получил широкое распространение в практике научных исследований. В книге рассмотрены преимущества метода НПВО по сравнению с классическими методами пропускания и обычного отражения. Обсуждены возможности метода применительно к решению большого круга задач в области физики, химии, в различных областях техники, в биологии и т. д. Приводятся примеры как уже осуществленных, так и возможных приложений метода к изучению структуры поверхности массивных тел и тонких пленок, и в частности поверхностных свойств полупроводников. Рассмотрены приложения метода в области изучения полимеров, повеерхностных соединений, химических реакций, адгезии, адсорбции и т. д. Книга представляет большой интерес для специалистов-спектроскопистов, работающих в различных областях науки и техники, физиков, биологов.

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.

Представлен обширный материал по изучению титанатов, являющихся сложными оксидными соединениями титана, в которых проявляется межвалентное взаимодействие разнозарядных ионов титана в совокупности с изоморфными замещениями титана катионами других элементов. Искусственные титанаты выделены в особую разновидность химических соединений, имеющих аналоги среди земных и лунных минералов. В работе обобщены результаты исследований титанатов методами оптической, рентгеновской и ОЖ-спектроскопии, приведены результаты термодинамического моделирования процессов восстановления простых и сложных титанатов, а также анализируются технологические процессы получения титанатов, образующихся при переработке титаномагнетитов, ильменитов и другого рудного сырья различных месторождений России. Для научных сотрудников и инженеров, работающих в области получения редких металлов, титана и его пигментного диоксида, геохимков, а также для студентов металлургических специальностей.

Справочник, включающий все известные к настоящему времени диаграммы, издается впервые. В нем обобщены литературные, а также собственных данные авторов о строении многокомпонентных систем на основе легких металлов, В справочнике также приведены сведения об основных типах взаимодействия в двойных системах и свойства металлических соединений. В приложении приводятся составы и свойства наиболее часто употребляемых сплавов, а также данные о реактивах для выявления микроструктуры алюминиевых и магниевых сплавов и образующихся в них металлических фаз. Справочник предназначен для широкого круга научных и инженерно-технических работников, занятых физико-химическими исследованиями в области легких сплавов, а также разработкой новых сплавов, технологии литья, термической обработки и пластической деформации. Может быть полезен для преподавателей, аспирантов и студентов высших учебных заведений, специализирующихся в области физико-химического анализа, физики и химии металлических сплавов, металловедов и металлургов, работающих в области цветных металлов и сплавов.

Книга посвящена проблеме фазовых превращений в твердых телах при высоком давлении (ВД). Рассмотрены следующие вопросы: фазовые равновесия при ВД в элементах (углероде, кремнии, германии, титане, цирконии, железе, галлии, церии), в сплавах на основе железа; влияние деформации на фазовые превращения при ВД; кинетика и гистерезис высокотемпературных и низкотемпературных превращений при ВД; условия получения и сохранения фаз ВД. Для специалистов в области физики твердого тела, физического материаловедения, преподавателей, аспирантов и студентов соответствующих специальностей.