Поверхностные слои стали упрочняли легированием в пучке релятивистских электронов порошковыми смесями карбида бора и хрома разного состава. При определенных весовых соотношениях легирующих компонентов слои обладают максимальной твердостью и износостойкостью. Дополнительное повышение этих характеристик наблюдается при введении феррованадия и диборида титана. Путем исследования структуры в зоне обработки обсуждаются причины формирования наблюдаемых свойств.

Рассмотрены закономерности упрочнения и особенности структурных и фазовых превращений в углеродистой (0,7% С) стали, закаленной из расплава электронным пучком с энергией электронов 130-180 кэВ, длительностью импульса 10-200 мкс. Обнаружено, что максимальное упрочнение достигается при длительности импульса = 40 мкс. немонотонный характер зависимости степени упрочнения от длительности импульса связан с существенным влиянием параметров пучка на фазовый состав и морфологию быстрозакаленных структур.

Изложены физические процессы, связанные с получением и применением релятивистских интенсивных электронных пучков (РИЭП) в широком интервале длительности - от стационарных до наносекундных. Приведены основные схемы ускорителей с различными источниками питания: трансформаторного типа, емкостными и индуктивными накопителями и др. Обсуждены проблемы высоковольтной изоляции, измерения параметров ускорителей, диагностики пучков, безопасности. Дан обзор применения РИЭП в физических исследованиях и в технологии.Рассчитана на научных сотрудников, специализирующихся в области физики плазмы и электронных пучков, а также инженеров, занимающихся разработкой и применением ускорительной техники. Будет полезна студентам старших курсов и аспирантам соответствующих специальностей.

В монографии приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований релятивистских магнетронных СВЧ-генераторов за период с 1976 по 2009 г., проведенных в России и за рубежом, в том числе и авторами монографии. Описаны конструкции генераторов, принцип действия, отличия от классических аналогов. Подробно обсуждаются проблемы генерации СВЧ-импульсов сверхбольшой мощности, получаемой в релятивистских магнетронах при использовании в качестве источников питания сильноточных электронных ускорителей и линейных индукционных ускорителей. Приведены основные параметры экспериментальных установок, режимов работы, характеристики СВЧ-излучения. Обсуждаются нетрадиционные возможности управления колебательным процессом в релятивистских магнетронах, его спектром и потоками энергии за счет введения в резонансную систему управляющих внешних связей. Монография представляет интерес для научных сотрудников и разработчиков, занимающихся исследованиями в области СВЧ-электроники и ускорительной техники.

В сборнике представлены теоретические и экспериментальные исследования методов повышения мощности и КПД генераторов и усилителей с релятивистскими электронными пучками (включая мазеры и лазеры на свободных электронах) в диапазоне волн от сантиметрового до ультрафиолетового. Обсуждаются приложения релятивистских электронных СВЧ-источников для создания газовых лазеров и новых разновидностей ускорителей заряженных частиц.Книга предназначена для физиков - специалистов по высокочастотной электронике и по ускорительной технике, а также для аспирантов и студентов соответствующих специальностей.

Сборник посвящен теоретическим и экспериментальным исследованиям мощных релятивистских электронных СВЧ-генераторов, в том числе мазеров и лазеров на свободных электронах. В сборнике нашли также отражение исследования взаимодействия электромагнитных волн с релятивистскими электронными пучками в системах с плазменным заполнением.Книга предназначена для физиков - специалистов по высокочастотной электронике и по ускорительной технике, а также для аспирантов и студентов соответствующих специальностей.

Методами электронно-микроскопического и рентгеноструктурного анализов исследованы особенности эволюции структурно-фазового состояния наноструктурного сплава Ti-6Al-4V-H в процессе вакуумного отжига и облучения пучком электронов. Показано, что сочетание предварительного легирования водородом, горячего прессования и изотермического отжига в вакууме позволяет сформировать в сплава Ti-6Al-4V субмикрокристаллическую структуру со средним размером зерен менее 0,3 мкм. Установлено, что использование для дегазации по водороду облучения электронным пучком снижает не только температуру выхода водорода. но также и температуру рекристаллизации СМК структуры.

Методами металлографии, рентгеноструктурного анализа, дифракционной микроскопии, путем измерения микротвердости исследованы результаты воздействия импульсного НСЭП на фазовый состав, дефектную структуру и механические свойства твердого сплава WC-30% сталь 110Г13. Обнаружены и детально изучены области повышенной микротвердости (микротвердость материала данных областей в 1,5...2,0 раза превышает исходную), расположенные на облучаемой поверхности и в глубине материала. Показано, что число зон повышенной микротвердости увеличивается с ростом количества импульсов обработки НСЭП. Рассмотрены механизмы упрочнения материала импульсным НСЭП. Сделан вывод, что увеличение микротвердости сплава обусловлено диспергированием карбидной фазы, выделением наномерных частиц сложнолегированных карбидов, деформационным и полиморфным упрочнением связующего материала.

С использованием энергии релятивистских электронов на поверхности низкоуглеродистой стали сформированы слои наплавки, высоколегированные хромом, бором и углеродом. Исследована зависимость структуры, фазового состава, твердости и износостойкости от состава легирующей смеси. Установлено существование режимов легирования, приводящих к образованию в поверхностном слое структур, аналогичных структуре твердого сплава и обеспечивающих достижение максимальных уровней твердости, износостойкости и противоударной стойкости.

Методами оптической, атомно-силовой, просвечивающей и сканирующей электронной микроскопии, а также рентгеноструктурного анализа исследовано влияние электронно-пучковой обработки на морфологию поверхности и структуру титана ВТ1-0. Показано, что облучение 3 электронными импульсами с плотностью энергии в пучке W=12—24 Дж/см2 и длительностью импульсов 50 мкс приводит к формированию в поверхностных слоях образцов ВТ1-0 многослойной структуры, состоящей из мелких зерен aльфа-фазы, имеющих субзеренную структуру, и нижележащих крупных зерен, содержащих мартенситную альфа-фазу. Продемонстрировано влияние плотности энергии электронного пучка на твердость и величину микро- и макронапряжений, развивающихся в модифицированном поверхностном слое. Представлены результаты расчета тепловых полей, возникающих в процессе обработки электронным пучком.

В данной работе изучались упругопластические свойства тонких поверхностных слоев сплава Ti49.5Ni50.5, модифицированного электрохимическим способом и облученного ионным и электронным низкоэнергетическим пучками, методом динамического наноиндентирования. Проведен сравнительный анализ диаграмм динамического нагружения, временных разверток импульса нагружения и разгрузки для сплава Ti49.5Ni50.5 с электролитически полированной поверхностью. Построены зависимости динамической твердости, модуля Юнга от глубины индентирования для всех трех видов поверхностных обработок исследуемого сплава.??.

Рассмотрены основные особенности генерации и фокусировки импульсных релятивистских электронных пучков (РЭП) наносекундной длительности, полной энергией в несколько мегаджоулей в высоковольтных вакуумных диодах с помощью коротких мощных импульсов напряжения мегавольтного диапазона. Приводится обширный теоретический и экспериментальный материал по передаче энергии с помощью вакуумных линий с магнитной изоляцией, транспортировке сильноточных РЭП по газу и плазме, возбуждению сильных ударных волн в веществе с помощью мощных РЭП, по вопросам, имеющим большое практическое значение для ряда прикладных задач, таких, например, как инерционный термоядерный синтез, генерация интенсивного рентгеновского излучения.Для научных работников и инженеров в области ядерной физики и физики плазмы.

В монографии рассмотрены вопросы ускорительной техники и физики сильноточных электронных пучков применительно к проблеме получения сверхмощного когерентного электромагнитного излучения. Описаны принципы построения релятивистских СВЧ-генераторов. Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований многоволновых генераторов с уровнем мощности более 10 ГВт.Книга адресуется специалистам в области радиоэлектроники, ускорительной техники, релятивистской высокочастотной электроники, физики плазмы.

В книге приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований закономерностей формирования структуры и свойств промышленных сталей, подвергнутых различым электрофизическим видам поверхностной обработки.Для широкого круга специалистов - научных сотрудников, инженеров, работающих в области материаловеденияи физики конденсированных сред (металлов и сплавов), а также преподавателей, аспирантов и студентов, специализирующихся в области физического матриаловедения, физики низкотемпературной плазмы и электронных пучков.

В учебном пособии рассмотрены вопросы, связанные с физикой сильноточных электронных пучков и их применением для генерации мощных импульсов рентгеновского излучения. Описаны основные процессы взаимодействия электронов и фотонов с мишенями, процессы генерации и тренспортировки сильноточных электронных пучков, магнитная изоляция и самоизоляция, методы компьютерного моделирования сильноточных пучков и рентгеновского излучения и современные источники рентгеновского излучения на основе сильноточных ускорителей.Программа разработана для подготовки магистров по направлению 510400 "Физика" программа (специализация) 510420 "Физика ускорителей".

В работе исследуются нелинейные процессы, сопровождающие диффузию кислорода з адсорбционного слоя в глубь сплава в условиях воздействия импульсного электронного потока высокой мощности на основе математической модели. учитывающей неравновесную активацию и плавление. Модель включает уравнение теплопроводности, диффузии и кинетики с соответствующими импульсной электронно-лучевой обработке начальными и граничными условиями. Приводятся оценки кинетических параметров. Рассчитываются распределение температуры и концентрации кислорода по пространству и времени при различных значениях плотности потока и длительности импульса; определяется глубина зоны прогрева и диффузии, проводится сравнение результатов с учетом активации и без нее.

Исследовано влияние импульсного облучения мощным электронным пучком на структуру плазменных металлокерамических покрытий, напыленных композиционными порошками TiC-(Ni-Cr). Установлено, что импульсное электронное облучение приводит к нагреву покрытия вплоть до его полного переплава. С увеличением размера частиц напыляемого композиционного порошка эффективность нагрева слоя покрытия повышается.

Приведены результаты комплексного экспериментально-теоретического исследования деформационного поведения, закономерностей и механизма откольного разрушения гетерофазного алюминиевого сплава Al-Mg-Li-Zr с ультрамелкозернистой и крупнозернистой структурой при воздействии наносекундного сильноточного электронного пучка. Рассмотрены закономерности зарождения и распространения ударной волны, а после ее отражения от тыльной поверхности - волны отражения. Отмечены общие закономерности изменения толщины откольного слоя и степени его пластической деформации при ультрамелкозернистой и крупнозернистой структурах. Показано, что у исследованного гетерофазного сплава Al-Mg-Li-Zr откольная прочность определяется не исходной зеренной структурой, а ультрамелкозернистой структурой, сформированной в зоне откола при воздействии волны растяжения.

Исследовано влияние импульсного воздействия низкоэнергетического сильноточного электронного пучка на поверхностные слои никелида титана с многослойным покрытием из Ti и Zr. Методами РС и ОЭС показано, что после однократного воздействия происходит оплавление покрытия и формирование композиционного поверхностного слоя, содержащего фазы на основе элементов покрытия. После пятикратного воздействия образуется тонкий субмикрокристаллический слой, под которым располагается слой, состоящий из легированной цирконием трехкомпонентной фазы со структурой В2 на основе TiNi и мартенситной фазы со структурой В19. Проанализировано распределение микродеформации решетки фазы В2 по глубине.

Проведено сравнительное исследование закономерностей откольного разрушения гетерофазного сплава Cu-8,45% Al-5,06% Ni (ат%) в ультрамелкозернистом и крупнозернистом состояниях при ударно-волновом нагружении на ускорителе электронов "Синус-7". Установлено, что толщина отколотого слоя при обеих зеренных структурах увеличивается, а степень его пластической деформации уменьшается с ростом толщины мишения. на основе экспериментальных данных и теоретических расчетов показано, что при ультрамелкозернистой и крупнозернистой структурах откольная прочность равна ~ 3ГПа. Приведены данные о зеренной структуре на разном расстоянии от поверхности откола, о закономерностях и механизме откольного разрушения.

Экспериментально изучены закономерности формирования неравновесных структурных состояний, сформированных в приповерхностных слоях сплава на основе никелида титана в результате электронно-пучковых воздействий в режимах импульсного плавления поверхностного слоя. Методами рентгеноструктурного анализа, оптической, растровой и просвечивающей электронной микроскопии показано, что поверхностный слой толщиной 8-10 мкм характеризуется однофазной структурой на основе фазы В2 и неоднородной по величине микродеформацией кристаллической решетки. Нижележащий слой, расположенный на глубине 10-20 мкм от облучаемой поверхности, кроме фазы В2 с незначительными искажениями кристаллической решетки и нерасплавленных частиц фазы Ti2Ni, содержит небольшое количество (до 5 об. %) фазы со структурой мартенсита В19'. В результате электронно-пучковой обработки произошло изменение химического состава поверхностного модифицированного слоя в сторону обогащения титаном вследствие растворения в нем частиц фазы Ti2Ni. Исследования с использованием просвечивающей электронной микроскопии показали, что мартенситной фазы в модифицированном слое не наблюдается. Предполагается, что в результате импульсного электронно-пучкового воздействия на поверхность никелида титана в модифицированном слое сформировалась неравновесная, сильноискаженная структура на основе ОЦК-решетки.

Исследованы элементный состав, зеренная структура, параметры твердого раствора и фазовый состав поверхностных слоев технического титана, подвергнутого обработке электронными пучками с разной плотностью энергии. Обнаружено, что в поверхностном слое образуется пластинчатая структура, поперечный размер пластин которой увеличивается с увеличением плотности энергии пучка. Под модифицированным слоем образуется субзеренная структура и деформационные двойники. Микроискажения кристаллической решетки возрастают на порядок по сравнению с внутренними слоями.

Проведено исследование влияния числа импульсов п воздействия низкоэнергетическим сильноточным электронным пучком (НСЭП) микросекундной длительности на фазовый состав и топографические характеристики поверхности, а также микротвёрдость поверхностного слоя сплава TiNi. Сделана оценка средней шероховатости поверхности образцов TiNi после электронно-пучковых обработок с различным числом импульсов воздействий. Установлено, что с увеличением числа импульсов воздействия НСЭП более п = 20 поверхность образцов TiNi выглаживается, освобождается от включений и вместе с тем сохраняет интегральные физикомеханические характеристики, близкие к исходным в сплаве TiNi до облучения.??.

Рассмотрены физика, техника и применение высокоэнергетичных электронных потоков большого поперечного сечения. Дан анализ общих требований к таким электронным потокам и методов их формирования. Описаны конструкции и приведены характеристики электронных источников, в которых для получения потоков большого сечения используются термоэмиссия, взрывная эмиссия, различные газовые разряды. Дан обзор практического применения и перспектив использования электронных потоков большого сечения.Для научных сотрудников, инженеров, работающих в области электронной и ускорительной техники, физической электроники и экспериментальной физики.

В учебном пособии описываются процессы группирования в электронных пучках, волны пространственного заряда и их взаимодействия с электромагнитными волнами. Рассматривается работа электронных приборов с сосредоточенным взаимодействием (клистронов, триодов, гироприборов) и с распределенным взаимодействием (ЛБВ, ЛОВ, приборов типа М, электронно-волновых приборов). Исследуются полупроводниковые приборы: работающие на основе контактных явлений и ОДП (диоды, транзисторы, ЛПД, диоды Ганна), полупроводниковые приборы СВЧ на бегущих волнах, а также особенности их конструкций и применения. Особое внимание уделяется вопросам создания гибридно-интегральных схем СВЧ. Для студентов, обучающихся по специальности "Радиофизика и электроника".

В настоящий сборник вошли лекции, посвященные теории ЛБВ типа О и оптимизации выходных параметров приборов данного класса.

Сборник целиком посвящен гирорезонансным СВЧ приборам и приборам ультрарелятивистской электроники.

В учебном пособии рассмотрены основные вопросы физики получения, транспортировки, устойчивости и применения электронных пучков. Использовано описание пучков на базе гидродинамических и кинетических моделей с самосогласованным полем. Описано равновесие электронных пучков, вычислены предельные токи, исследованы пучковые неустойчивости в вакууме, плазме, иных средах. Изложены основы электронной оптики, физика эмиссионных явлений, теоретические основы высокочастотной электроники. Включены вопросы современной электродинамики релятивистских пучков, представленные до сих пор только в специальной научной литературе. Авторы надеются, что книга окажется полезной студентам, аспирантам и научным работникам, специализирующимся и в иных областях физики, связанных с электродинамикой плазмы, физической кинетикой, теорией волн и неустойчивостей.