Приведены результаты исследования процессов горения сверхтонких порошков (СТП) алюминия и бора, особенностей состава, морфологии и микроструктуры конечных продуктов. Установлено, что для сверхтонких порошков формирование защитной оксидно-гидроксидной оболочки на частицах связано с торможением процессов окисления электрическим потенциалом, препятствующим переносу окислителя - восстановителя. При нагревании СТП на воздухе наблюдается резкое нарастание скорости их окисления. Начало этого порогового явления обусловлено релаксационными процессами в структуре частиц и их саморазогревом. Подробно рассмотрены особенности процессов, протекающих при горении СТП на воздухе. Наиболее существенным результатом является обнаружение более 50% мас. нитрида алюминия в конечных продуктах. После инициирования процесс горения СТП алюминия протекает в две стадии : при низкой температуре (<1200 С) и высокой (>2200 C). Предложена схема химических процессов, объясняющих стадийность и нитридообразование в условиях горения. Показаны области междисциплинарных наук, где явление химического связывания азота в присутствии кислорода может значительно изменить существующие представления и научные теории. Для специалистов в области физики и химии твердого тела, материаловедения, нанотехнологий, студентов и аспирантов соответствующих специальностей.

Представлены избранные научные работы члена-корреспондента РАН Ю.А. Котова, выполненные под его руководством и с его участием в Томском политехническом институте, Институте сильноточной электроники СО РАН, Институте электрофизики УрО РАН в 1965-2010 гг. Работы охватывают широкий круг тем: электрический взрыв проводников; инициирование детонации; электровзрывные, взрывные, плазменные и полупроводниковые прерыватели тока; генераторы высоковольтных импульсов напряжения, электронных пучков, тормозного излучения; получение нанопорошков электрофизическими методами; применение нанопорошков в создании новых материалов и изделий. Для специалистов по импульсной энергетике и электрофизике, материаловедению наноструктурных материалов, а также студентов соответствующих специальностей.

В книге обобщены закономерности горения в воздухе и энергетических конденсированных системах нанопорошков и грубодисперсных порошков металлов (Al, B, Zr, Ti, W, Mo, Cr, Fe) и их смесей с добавками. Экспериментально подтверждено и теоретически обосновано формирование нитридов как основных фаз продуктов сгорания металлов в воздухе. Обсуждаются вопросы физикохимии нитридообразования при горении, новые механизмы горения, стабилизация неравновесных продуктов, характеристики горения систем, содержащих нанопорошки металлов. Книга предназначена для исследователей в области физики горения металлов, материаловедения, химической технологии.

В издание включены тезисы докладов, представленных авторами на VI Всероссийскую (международную) конференцию "Физикохимия ультрадисперсных (нано-) систем", 19-23 августа 2002 г., г. Томск. В кратком виде отражены последние достижения российских специалистов (и некоторых их коллег за рубежом) по проблемам нового научно-технического направления "нано: -частицы, -материалы, -системы, -технологии, -устройства", которое в последние годы становится одним из самых перспективных в науке и технике. Конференция продолжает традиции предыдущих четырех Всесоюзных конференций на эту тему, прошедших в Звенигороде (1984 г.), Риге (1989 г.), Томске (1993 г.), Обнинске Калужской области (1998 г.) и Екатеринбурге (2000 г.). Книга предназначена специалистам, работающим в области ультрадисперсных (нано) систем, а также студентам, аспирантам и молодым специалистам, интересующимся новыми перспективными направлениями науки и техники.

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.

Приведены результаты обширного целенаправленного исследования по получению и применению бериллиевой керамики в дозиметрии ионизирующего излучения, новых областях - ядерной и лазерной технике и специальном приборостроении. Исследованы структурные и физико-химические свойства исходного бериллиевого сырья - основного карбоната и гидроксида бериллия (ГБ), используемых для получения порошка BeO высокой чистоты и производства керамики. Проведен термодинамический анализ процесса получения порошка BeO при термовакуумном разложении ГБ. Исследована дефектная структура порошков BeO. Рассмотрены особенности получения керамических изделий методами полусухого прессования и шликерного литья. Разработана технология изготовления прозрачной керамики с физико-химическими свойствами, близкими к монокристаллам BeO. Исследованы перспективы применения керамики из BeO в лазерной технике. и дозиметрии ионизирующего излучения. Изучено влияние редкоземельных металлов, щелочных металлов, бора и других примесей на электрофизические и эмиссионные характеристики керамики BeO. Получена плотная проводящая керамика состава BeO+TiO2, изучены ее физико-химические свойства и рассмотрены области применения такой керамики в лазерной технике, дозиметрии ионизирующего излучения, радиотехнических СВЧ-устройствах и других областях. Приведены результаты исследования электронной структуры оксида бериллия современными квантово-химическими методами. Показано, что образование дефектов в BeO сопровождается формированием локализованных электронных состояний, по-видимому, ответственных за эмиссионные характеристики BeO. Исследовано кластерообразование в системе Be-O. Установлена стабильная форма образующихся нанокластеров BenOn.

Освещены некоторые вопросы строения и физико-химические свойства жидких металлов и сплавов. Рассмотрены механизмы разрушения струи металлических расплавов газом высокой энергии. Обобщены результаты экспериментальных исследований по влиянию технологических параметров струи расплавов, их физико-химических свойств на формообразование, структуру и дисперсность частиц порошка. Показана возможность управления дисперсностью частиц, их структурой и формой. Описаны технологические схемы, оборудование и оптимальные варианты процессов получения порошков металлов и многокомпонентных сплавов, применяемых в народном хозяйстве. Для инженерно-технических и научных работников предприятий металлургической, авиационно-космической, электронной, электронно-технической и других отраслей промышленности.

Рассмотрены инженерные регламенты технологий изготовления порошковых магнитомягких материалов на основе желез, предназначенных для работы в постоянных и переменных магнитных полях. Особое внимание уделено определению физико-химических параметров синтеза этих материалов. Рассмотрены вопросы экономической целесообразности спекания в азотосодержащей атмосфере и использование методов механической активации для получения порошковых магнитомягких материалов. Книга будет полезна как для материаловедов и специалистов-технологов, работающих в области получения и использования порошковых магнитомягких материалов, так и для аспирантов, студентов, занимающихся вопросами порошковой металлургии и физики твердого тела.

В монографии подробно рассмотрены теоретические и прикладные аспекты нового, бурно развивающегося метода получения композиционных материалов - механическое легирование. Обсуждаются такие актуальные проблемы, как создание этим методом аморфных и наноразмерных материалов. Описывается оборудование для механического легирования. Подробно излагаются результаты исследований различных приложений метода. Приводятся данные по свойствам материалов, получаемых методом механического легирования. Для химиков, материаловедов.

Исследованы свойства оксигидроксидов алюминия (ОГА), полученных окислением электровзрывного ультрадисперсного (нано-) порошка алюминия водой (55 оС) с последующим прокаливанием исходного образца в температурном интервале 100-1150 оС. Такие материалы нашли применение в качестве высокоэффективных адсорбентов для тонкой комплексной очистки воды. С использование методов рентгеноструктурного, термического анализа и порометрии определены основные структурные характеристики образцов. Установлено, что исходный ОГА содержит две модификации - псевдобемит и байерит. В зависимости от условий термообработки наблюдаются следующие фазовые переходы: байерит -n-Al2O3 -Q-Al2O3 - a-Al2O3 и псевдобемит -y-All2o3 - b-Al2O3 - Q-Al2O3 - a-Al2O3. Оксигидроксиды, полученные при относительно низких температурах прокаливания, характеризуются высокой удельной поверхностью и наличием микропористой структуры. Повышение температуры прокаливания приводит к исчезновению микропор и увеличению объема и размера мезопор.