Соответствует содержанию федеральной дисциплины БЗ. В.07 «Физика твердого тела» государственного образовательного стандарта по направлению подготовки 011200 «Физика». Изложены фундаментальные сведения по изучению образования, роста и физико-химических свойств графеновых и графитовых пленок на поверхности металлов. Представлены результаты фундаментальных исследований зарождения и роста графена и графита на поверхности тугоплавких металлов и ряда их физико-химических свойств. Предназначено для студентов старших курсов физических факультетов университетов, аспирантов, а также всех научных сотрудников, занимающихся графеновой тематикой.

Методом скретч-тестирования изучены механизмы разрушения покрытий TiAIN, нанесенных на подложки из стали 12Х18Н9Т. Показано, что разрушение покрытий начинается с образования трещин в вершинах навалов, образующихся вдоль царапины вследствие пластического оттеснения материала подложки. При последующем увеличении приложенной к индентору нагрузки характер разрушения покрытий определяется конкуренцией между растягивающими напряжениями позади индентора, вызванными силой трения, и напряжениями по периметру области контакта, обусловленными изгибом покрытия вследствие нормальной нагрузки. Установлено, что предварительная обработка подложки пучками ионов Ti обеспечивает одновременное повышение твердости и трещиностойкости покрытий TiAIN.

Приведены результаты исследования свойств покрытий на основе оксида титана, нанесенных на титановые подложки методом микродугового оксидирования, устанавливающие связь физико-механических характеристик поверхности покрытий с их медико-биологическими свойствами. Необходимая топография поверхности формировалась пескоструйной обработкой подложки и контролировалась по значениям индекса шероховатости Ra. Установлена линейная зависимость амплитуды отрицательного электростатического потенциала оксидного покрытия от величины Ra. Топография поверхности микродугового покрытия определяет его поверхностный отрицательный потенциал, который, по-видимому, снижает жизнеспособность лейкозных Т-клеток линии Jurkat через электростатические и биологические механизмы, не связанные с генерацией внутриклеточных активных форм кислорода.

Molecular dynamics simulation was performed to study the formation of cluster structure, interfaces, and surfaces with different curvature radii in a perfect nanocrystal passed through by a nonlinear wave. It is shown that this process is a type of nanostructure self-organization in response to an external energy flux with subsequent development of a strong rotational field.

Сборник тезисов докладов V Всесоюзного симпозиума по ненакаливаемым катодам содержит результаты исследований, выполненных за 5 лет, прошедших со времени проведения предыдущего симпозиума (Томск, 1980). Представленные результаты отражают уровень развития проблемы автоэлектронной и взрывной эмиссии, холодных на основе тонких пленок и плазменных эмиттеров электронов. Сборник предназначен для специалистов, разрабатывающих электронные приборы и ускорители заряженных частиц, а также занимающихся физикой плазмы, эмиссионной электроникой и физикой поверхности.

Приведены результаты экспериментальных исследований по интенсификации ковективного теплообмена при ламинарном течении вязких ньютоновских и неньютоновских жидкостей в дискретно-шероховатых каналах. Изложены методы решений нелинейных задач гидродинамики и теплообмена вязкой ньютоновской, нелинейно-вязкой и нелинейной вязкоупругой жидкости в дискретно-шероховатых каналах. Постановка задач и методы их реализации даны в двух вариантах: с введением вихря и функции тока, в приближении Галеркина. Рассмотрены два типа гидродинамических граничных условий: прилипания и скольжения жидкости на стенках каналов. Приведены доказательства теорем существования и единственности решения задач. Даны результаты численных исследований. Показана эффективность и причины интенсификации конвективного теплообмена при ламинарных течениях в дискретно-шероховатых каналах. Для научных сотрудников, аспирантов, инженеров и конструкторов, занимающихся проблемами исследования и проектирования промышленного и станционного теплоэнергетического оборудования.

Атомная и электронная структура трех поверхностей — (0001), (1100) и (1120) — сплава Ti3Аl рассчитана методом проекционных присоединенных волн в рамках теории функционала электронной плотности. Проведена оценка поверхностных энергий в зависимости от химического потенциала алюминия, что позволило построить диаграмму стабильности рассмотренных поверхностей. Изучена адсорбция кислорода на разно ориентированных поверхностях сплава. Установлено, что наиболее предпочтительными позициями для адсорбции кислорода являются ямочные позиции на поверхностях (0001) и (1120)Ti-Al и мостиковые позиции на поверхности (1100)Ti-Al-1. Обсуждаются структурные и электронные факторы, обусловливающие их энергетическую предпочтительность. Показано, что независимо от ориентации поверхности кислород "предпочитает" обогащенные титаном позиции. Обсуждается влияние кислорода на атомную и электронную структуру низкоиндсксных поверхностей. Установлено, что при низких концентрациях кислорода формирование его химической связи с атомами титана и/или алюминия поверхностных и подповерхностных слоев приводит к появлению низколежащих состояний, отщепленных от дна валентных зон металлов, что сопровождается образованием псевдощели и ослаблением металлических связей Ti—Аl в поверхностных слоях.

Предложена микромеханическая модель, описывающая формирование и эволюцию деформационного рельефа на поверхности поликристаллических материалов. Для учета деформационных процессов на микро- и мезоуровнях трехмерная поликристаллическая структура моделируется в явном виде с учетом кристаллографической ориентации зерен. Определяющие соотношения для описания отклика зерен построены на основе физической теории пластичности кристаллов, учитывающей анизотропию упругопластических свойств, обусловленную особенностями кристаллического строения. С использованием предложенной микромеханической модели численно исследованы процессы эволюции деформационного рельефа в микрообьемах поликристаллического алюминия и титана в условиях одноосного растяжения. Показано, что в обоих случаях можно выделить два характерных масштаба рельефных образований. На микроуровне нормальные смещения относительно свободной поверхности обусловлены появлением дислокационных ступенек в зернах, выходящих на поверхность, и относительным смещением соседних зерен друг относительно друга. Более развитый микрорельеф наблюдается в титане, что обусловлено высоким уровнем упругопластической анизотропии, характерной для ГПУ-кристаллов. Рельефные образования на мезоуровне представляют собой складки и кластерообразные структуры, в формирование которых вовлекаются целые группы зерен. Для количественной оценки рельефных образований использован безразмерный параметр — интенсивность деформационного рельефа, отражающий степень отклонения формы поверхности от плоскости. Получена экспоненциальная зависимость интенсивности деформационного рельефа от степени деформации.

Plastic flow localization in commercially pure titanium (VT1-0 according to the Russian classification) with the surface modified by low-energy high current electron beams has been numerically studied. The structure and mechanical properties of the modified surface layer and titanium substrate correspond to the experimentally observed ones and are taken into account explicitly as initial data of a dynamic boundary value problem. The tension of titanium structures with a modified surface layer is simulated by the finite difference method in a plane strain formulation. The dependence of the plastic strain localization parameters on the mechanical properties of structural elements in the titanium substrate has been determined.Численно исследованы процессы локализации пластического течения в технически чистом титане ВТ1-0, поверхностно модифицированном низкоэнергетическими сильноточными электронными пучками. Структура и механические свойства модифицированного поверхностного слоя и титановой подложки соответствуют экспериментально наблюдаемым и учитываются в расчетах явно в качестве начальных данных краевой динамической задачи. Растяжение структур титана с модифицированным поверхностным слоем моделируется методом конечных разностей в постановке плоской деформации. Установлена зависимость характеристик локализации пластической деформации от механических свойств элементов структуры титановой подложки.

Scratch tests were performed to study failure mechanisms in TiAlN coatings deposited on substrates from steel 12Cr18Ni9Ti. It is shown that coating failure begins with crack generation at the apices of pile-ups formed along the scratch due to plastic ploughing of the substrate material. With further increase in indentation load the failure process is governed by the competition between tensile stresses behind the indenter arising due to friction force and stresses at the contact area periphery due to coating bending under normal load. Substrate pretreatment by Ti ion beams is shown to simultaneously increase the hardness and crack resistance of TiAlN coatings.

Представлены соотношения и результаты расчетов эффективной толщины осажденного слоя водяного пара и эффективной длины оптического пути, приведенной по поглощающей способности углекислого газа к приземному слою атмосферы. Расчеты выполнены для оптико-электронных систем ИК-диапазона, работающих на наклонных трассах при углах места менее 20 гр с учетом сферичности земной поверхности.

В книге даны основные представления о физике вакуума; рассмотрены процессы переноса при низких давлениях, сорбционные процессы, течение газов по трубопроводам; обсуждены принципы действия основных типов вакуумных насосов, их характеристики и возможности непользования в различных системах откачки; описаны способы измерения вакуума, анализ парциальных давлений, течеискание; приведены типовые схемы вакуумных машин и установок, дан общий порядок расчета и проектирования вакуумных систем.Предназначается для студентов специальности "Полупроводниковое и электровакуумное машиностроение".

В брошюре рассматриваются как общие характеристики поверхности твердых тел, так и главным образом явления поверхностного типа в полупроводниковых микроэлектронных структурах. Обсуждаются методы исследования поверхности и границ раздела, ее роль в работе полупроводниковых приборов и в формировании различных физических эффектров, обсуждаются достижения и перспективы развития физики поверхности и ее практического использования. Брошюра рассчитана на широкий круг читателей.

В издании рассмотрены практические аспекты применения цифровой обработки сигналов (ЦОС), особое внимание уделено их реализации, просчетам и диагностике. Основы ЦОС представлены на практических примерах, с подробными разъяснениями и минимумом формул. Использование ЦОС изложено в аспекте применения в различных областях промышленности — от управления процессом до техники связи. Книга будет полезна инженерам систем управления и систем связи, электротехникам, инженерам по электронике и мониторингу текущего состояния систем, а также другим техническим специалистам.

Теоретически и экспериментально исследованы различные методы электронно-лучевой обработки металлических и неметаллических материалов: получение отливок повышенной чистоты из тугоплавких металлов, в частности изготовление новых и восстановление изношенных катодов, мишеней, упрочнение поверхностных слоев сталей из стали и сплавов титана с расплавлением и без расплавления поверхностного слоя; нанесение на поверхность металлических изделий упрочняющих порошковых покрытий; получение неразъемных соединений керамика-металл, металл-металл. Представлены электронно-лучевые технологии получения металлорежущих инструментов, оснащенных пластинками из кубического нитрида бора, упрочнения методами электронно-лучевой наплавки, закалки с расплавлением и без расплавления поверхностного слоя, получения биметаллических катодов, мишеней. Монография рассчитана на научных и инженерно-технических работников, специализирующихся в области высокоэнергетических методов обработки материалов, может быть полезна аспирантам и студентам технических вузов.

В монографии изложены результаты, полученные авторами при экспериментальных и теоретических исследованиях процессов формирования и изменения структурно-фазовых состояний и свойств малоуглеродистых и низколегированных сталей при прокатке, волочении, осадке и объемной штамповке. Методами оптической, просвечивающей и растровой микроскопии выполнен анализ тонкой дефектной субструктуры и поверхности разрушения. Проведен теоретический анализ температурно-временных зависимостей и кинетики структурно-фазовых превращений при термоупрочнении арматуры и напряженно-деформированного состояния при изготовлении крепежных изделий. Книга предназначена для специалистов в областях физики конденсированного состояния, обработки металлов давлением, механики деформируемого твердого тела, теории пластичности и может быть полезна аспирантам и студентам старших курсов соответствующих специальностей.

Проведены электронно-микроскопические исследования структурно-фазового и напряженно-деформированного состояния материала из горячекованых заготовок. Обнаружено, что скалярная плотность дислокаций в ферритных зернах и в ферритных прослойках перлита стали из поковки, растрескавшейся после проведения технологических операций, в полтора раза больше, чем в кондиционном материале. Металл в этом состоянии имеет повышенное содержание сульфидов пластинчатой морфологии. В нем в 1,5 - 2 раза выше допустимого объемна доля перлита, превалирует пластинчатый перлит, а локальные дальнодействующие напряжения соизмеримы с пределом текучести. Установлено, что причиной формирования неблагоприятного структурно-фазового состояния является повышенное содержание углерода. что привело к перегреву метала, как при обработке давлением, так и при финишной термической обработке.

Описаны правила применения программы SystemView, предназначенной для моделирования аналого-цифровых устройств обработки сигналов, заданных функциональными схемами. Программа позволяет из стандартных «кубиков» создать функциональную схему, привлекая многочисленные библиотеки общего и специального назначения. Возможно использование иерархических структур и моделей, созданных в математической программе Matlab. Имеются средства обработки результатов моделирования, их отображения и документирования, создания автономно моделируемых модулей генерации кода на языке Си++ и динамически подсоединяемых библиотек. По завершении моделирования цифрового устройства данные о его структуре могут быть переданы программе синтеза ПЛИС. Изложение правил работы с программой иллюстрируется примерами. Для инженерно-технических работников, занимающихся разработкой и исследованием аналоговых и цифровых систем обработки информации, аспирантов и студентов.

Монография посвящена изучению и применению импульсной рентгенографии при регистрации быстропротекающих процессов. Рассмотрены общие вопросы взаимодействия гамма-излучения с веществом, описаны процессы создания рентгеновских изображений, приведены критерии качества рентгенографических систем и разнообразные приемы извлечения достоверной информации на основе проведенных во ВНИИТФ работ. Кроме того, рассмотрены вопросы создания программного обеспечения обработки рентгенограмм и приведены алгоритмы наиболее интересных задач. Монография предназначена для научных работников, инженеров-исследователей, аспирантов и студентов (старших курсов), специализирующихся в области импульсной рентгенографии, обработки информации и других областях, интересующихся проблемами обработки изображения.

Методами физического материаловедения проведены исследования рельефа поверхности, фазового состава и дефектной субструктуры твердого сплава TiC-50% NiCr, обработанного импульсным низкоэнергетическим сильноточным электронным пучком субмиллисекундной длительности воздействия (энергия электронов U = 5...20 кэВ, ток пучка I = 50...200 А, длительность импульса воздействия пучка = 50...200 мкс, плотность энергии пучка = 10...45 Дж/см2, число импульсов облучения N = 1...15, частота следования импульсов = 0.5...1Гц). Выявлены закономерности эволюции фазового состава и дефектной субструктуры, вскрыты механизмы диспергирования кристаллитов карбидной фазы, установлены интервалы изменения параметров пучка электронов, в пределах которых преобладает тот или иной механизм диспергирования кристаллитов карбидной фазы.

Представлены результаты исследования влияния импульсного электронно-пучкового облучения поверхности металлокерамического сплава на основе карбида титана с никельхромовой связкой на фазовый состав, дефектную субструктру, морфологию поверхности разрушения и трибологические свойства приповерхностного слоя. Установлено, что электронно-пучковое облучение металлокерамического сплава формирует в его приповерхностном слое структурно-неравновесные состояния компонентов металлокерамической композиции. Переход металлического связующего в наноструктурное состояние наряду с другими факторами модификации микроструктуры металлокерамического сплава определяет существенное улучшение его трибологических свойств.

В книге изложены основы теории цифровой обработки сигналов. Акцент сделан на доступности изложения материала и объяснении методов и алгоритмов так, как они понимаются при практическом использовании. Цель книги — практический подход к цифровой обработке сигналов, позволяющий преодолеть барьер сложной математики и абстрактной теории, характерных для традиционных учебников. Изложение материала сопровождается большим количеством примеров, иллюстраций и текстов программ (которые вы также можете найти на прилагаемом CD). Книга предназначена научным работникам и инженерам, желающим применять методы цифровой обработки в различных технических сферах. Рекомендуется аспирантам и студентам, изучающим цифровую обработку сигналов.

Рассмотрены основные характеристики рассеянного и собственного радиотеплового излучения природных сред. Дан анализ электродинамических моделей различных поверхностей Земли и окружающей атмосферы. Разработаны модели радиотехнических сигналов и их статистических характеристик в области регистрации антенными системами. Изложены основы теории оптимальной пространственно-временной обработки рассеянных полей и полей собственного радиотеплового излучения. Сформулированы принципы построения и алгоритмического обеспечения современных активных, пассивных и комплексных активно-пассивных радиотехнических систем дистанционного зондирования, а также интерпретации получаемых с их помощью экспериментальных данных. Приведены алгоритмы оптимальных и квазиоптимальных измерений электрофизических параметров поверхностей и атмосферы при активном, пассивном и комплексном активно-пассивном дистанционном зондировании. Даны алгоритмы оценки предельных погрешностей измерений этих параметров. Представлены решения ряда задач картографирования и селекции целей с использованием классического и модифицированного методов синтеза апертуры антенны. Рассмотрены особенности применения атомарных функций и весовых окон Кравченко-Рвачева при обработке изображений. Для научных работников, инженеров, аспирантов и студентов старших курсов, занимающихся задачами дистанционного зондирования и радиолокации.

Предложена физико-математическая модель, разработан программный комплекс и проведено детальное численное исследование процессов при импульсной электронно-пучковой обработке покрытий различной толщины из металлокерамического сплава TiC-(Ni-Cr) в широком диапазоне плотностей мощности, времени воздействия и частоты следования импульсов. Результаты работы могут представлять интерес для понимания процессов, происходящих при поверхностной обработке покрытий и материалов высококонцентрированными потоками энергии.

Рассмотрены широко распространенные алгоритмы цифровой обработки сигналов, а также особенности их реализации на базе программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) фирмы Xilinx®. Приведены примеры реализации цифровых узлов на языке описания аппаратуры VHDL, описание основных алгоритмов, анализ технических характеристик современных ПЛИС. Описан порядок работы в САПР ISE™. Для инженерно-технических работников, проектирующих цифровые устройства обработки сигналов, будет полезна студентам и аспирантам.

Отражается современное состояние, основные результаты и тенденции развития фундаментальных исследований, прикладных разработок и промышленного применения лазерных технологий обработки материалов (лазерной стереолитографии, селективного лазерного спекания, резки, сварки, поверхностной обработки, неразрушающей подповерхностной диагностики), а также состояние исследований, разработок, выпуска и применений современных индустриальных лазеров, предназначающихся для технологий макрообработки материалов. Основной акцент делается на детальное изложение результатов работ Института проблем лазерных и информационных технологий РАН (ИПЛИТ РАН), выполненных в течение последних 10-15 лет.