Представлены результаты исследований, выполненных авторским коллективом в течение последних 10-12 лет. На стыке физики прочности и материаловедения, механики, физики и химии полимеров, вычислительной механики в эти годы развивается направление, получившее ряд названий, -микромеханика, физическая мезомеханика, механика структурно неоднородных сред и т. д. Это направление представлено применительно к армированным полимерным системам в основном дисперсными наполнителями. Обсуждаются постановка и реализация прямых и обратных задач компьютерного конструирования полимерных композиций, приведены многочисленные примеры решения этих типов задач для научных работников и аспирантов, занимающихся проблемами разработки новых и улучшения качества существующих полимерных композиций, а также студентов в качестве учебного пособия по курсам "Прикладная механика", "Механика", "Наноматериалы и нанотехнологии", "Материаловедение", "Оценка надежности изделий", "Композитные материалы".

Значение порошковой металлургии возрастает с каждым годом по мере увеличения удельного веса порошковых деталей в современных автомобилях, станках, предметах обихода. Фактически это одна из давних и успешных нанотехнологий. Предлагаемая книга известного американского специалиста написана в форме энциклопедии и включает в себя все технологические процессы, используемые в современной порошковой металлургии и все необходимые сведения материаловедческого характера. Подробно представлены необходимое оборудование и инструмент. Издание снабжено уникальными фотографиями микроструктур порошковых и композитных материалов. Книга может быть использована и как учебное пособие. и как справочник студентами и преподавателями технических и технологических университетов, специалистами машиностроения.

В монографии обобщены результаты многолетних исследований по изучению природы механохимических процессов в неорганических и органических твердых веществах, протекающих при воздействии высокоэнергетического измельчения и высоких давлений в специально созданных аппаратах. Приведены результаты исследований изменения структуры, электронных и магнитных свойств и реакционной способности твердых тел под влиянием механической активации и высоких гидростатических давлений и сдвиговых деформаций, процессов образования новых и разупорядоченных фаз в практически важных неорганических и органически (лекарственных) веществах. Предложен метод регулирования указанных изменений путем изменения механических нагрузок и введения гетерогенных добавок. Исследования закономерности и механизмы протекания механохимических реакций, в частности, новая математическая модель таких реакций и возможные механизмы реакций синтеза из смесей гидратированных оксидов. Предложены новые, нетрадиционные и высокоэффективные методы синтеза, приоритет в разработке которых принадлежит сотрудника СО РАН. Созданы основы для решения многих практических задач. В частности, для получения катодных и анодных материалов для литиевых аккумуляторов, интенсификации процессов аккумулирования водорода, получения метастабильных состояний лекарственных препаратов, для получения нанодисперсных систем с использованием оксидных материалов и наноферромагнетиков, для синтеза бороводородных соединений, получения композитных материалов, включающих органические системы с неорганическими наполнителями, использования механохимических методов при синтезе катализаторов. Рассмотрены современны тенденции в развитии измельчительно-активирующей техники для целей активации и перспективы ее применения для переработки природного и техногенного сырья. Описаны созданные в рамках проекта новые измельчительно-активирующие аппараты и приведены экспериментальные данные, показывающие их преимущества перед известными аппаратами. Монография предназначена для специалистов в области химической технологии и прикладного материаловедения, для научных и инженерно-технических работников, аспирантов и студентов химических и химико-технологических факультетов вузов.

В монографии описаны методики изучения процесса высокотемпературного разрушения в основном теплозащитных материалов при условиях лучистого, конвективного и сложного нагрева. Изложен вариант сопряженной задачи для случая сложного нагрева и условий на движущейся границе физико-химических превращений внутри разрушающегося материала (условие Стефана). Кратко описаны внешняя и внутренняя области взаимодействия материалов в различных средах и широко представлена экспериментальная база, созданная на принцип использования лучистой энергии Солнца (специальные гелиоустановки) и других источников. Приведены результаты исследований процесса взаимодействия и показана принципиальная возможность оценки кинетики высокотемпературного разрушения материалов экспериментальным путем. Для научных и инженерно-технических работников, проводящих исследования в области материаловедения, конструирования летательных аппаратов, двигателей; может быть полезной также для специалистов смежных отраслей техники, аспирантов и студентов технических вузов.

Монография посвящена систематическому изложению свойств, методов синтеза и возможностей применения пористого кремния, нанокремния и композитных материалов на их основе. Подробно изложены методы получения нанокристаллического кремния и проведен их сравнительный анализ. Описаны электронные и оптические свойства, современные методы исследования, позволяющие дать характеристику спектральных и структурных свойств этого материала, обладающего уникальными оптическими (поглощение излучения в УФ-области и фотолюминесценция в видимой области спектра) и электрофизическими свойствами. Значительное внимание уделяется различным областям практического применения : в УФ-защитных покрытиях, биоаналитике и солнечной энергетике. Представлены результаты исследований трансформации свойств наночастиц кремния в зависимости от химического состава примесей, появляющихся при синтезе и нахождении наночастиц в атмосфере воздуха. Описаны методы диагностики структуры, состава образующихся примесей и способы направленного модифицирования поверхности наночастиц кремния и функции их распределения по размерам. Монография рекомендуется широкому кругу читателей, интересующихся проблемами создания, исследования и применения наноматериалов, - научным работникам, аспирантам и студентам, специализирующимся в этой увлекательной и интенсивно развивающейся области современной науки.

В сборнике приведены тексты докладов, представленные ведущими специалистами стран СНГ в области материаловедения на VIII сессии Научного совета по новым материалам Международной ассоциации академий наук.

Проведено исследование закономерностей ударного разрушения на разных масштабных уровнях образцов эпоксидных композиционных материалов, армированных дисперсным наполнителем (микрочастицами карбида кремния) в различной концентрации. Показано, что высокая степень структурной неоднородности эпоксидных композиционных материалов на различных структурных уровнях является одним из факторов, определяющих их физико-механические свойства. При динамическом деформировании в материале действует развитая иерархия структурных уровней деформации, которая обуславливает самосогласованное деформирование и разрушение всего объема материала при ведущей роли поворотных мод деформации. По этой причине развитие микротрещин (микроскол) обусловлено малой величиной сдвиговой деформации, дополнительно ограниченной наличием частиц упрочняющей фазы. При старте магистральной трещины определяющим является микроуровень, в то время как продвижение фронта трещины определяется макромеханизмами разрушения.

Shock fracture mechanisms of different scales were investigated on epoxy composite materials reinforced with silicon carbide microparticles of different concentrations. It is shown that the high heterogeneity of the epoxy composites at different structural scales is one of the factors responsible for their physical and mechanical properties. Under dynamic loading, the material reveals a developed structural scale hierarchy which provides self-consistent deformation and fracture of the material bulk with the lead of rotational deformation modes. As a result, microcracks develop due to low shear strain limited in addition by reinforcing particles. At the start of a main crack, microscale mechanisms dominate, whereas the propagation of its front is governed by macroscale fracture mechanisms.

Первый том посвящен научным основам неорганического материаловедения, что соответствует общей концепции издания, совмещающего информацию о фундаментальных принципах формирования и исследования материалов со сведениями об их свойствах, технологиях и областях применения. Впервые создан энциклопедический свод современных научных представлений о физико-химической природе твердых тел, поведении неорганических материалов под действием внешних физических полей и химических факторов, рассмотрены методы анализа, исследований и диагностики неорганических материалов. Для научных работников, инженеров, аспирантов и студентов, специализирующихся в фундаментальных и прикладных областях современного материаловедения: металлургия расплавов, порошковая металлургия, полупроводники и материалы электронной техники, специальная керамика, оптические материалы, материалы электронной техники, специальная керамика, оптические материалы, материалы ядерной техники, газофазные, плазменные, лазерные и электронно-лучевые технологии, техника высоких давлений, сварка, пайка и пр.

В монографии изложены вопросы. связанные с новым определением материаловедения как науки о принципах создания, выбора и классификации материалов, а также вопросы классификации разделов этой науки. Впервые обсуждается и обосновывается новый начальный раздел материаловедения - минералогическое материаловедение. Приводятся данные экспериментальных работ, выполненных в этом направлении. Монография предназначена для научно-педагогических работников, занимающихся вопросами материаловедения. Может быть полезна аспирантам и студентам высших учебных заведений.

В справочнике представлен весь спектр материалов, применяемых в машиностроении и электротехнике: железо, алюминий, медь, магний, никель, титан, сплавы на их основе, полимерные, керамические и композитные материалы. Приведены сведения об их химическом составе, физических, температурных и механических свойствах. Дается система кодирования материалов по американскому и британскому стандартам. Рассматриваются способы обработки и методы испытаний представленных материалов. Справочник снабжен удобным предметным указателем и предназначен для работников и студентов соответствующих технических специальностей для использования повседневной работе.

В обзорных статьях, написанных специалистами из США и Швейцарии, рассматриваются проблемы создания материалов, используемых в солнечных батареях, а также вопросы применения плазмы низкого давления в технологии получения полупроводниковых и других материалов. Для специалистов в области материаловедения.

Рассмотрены составы современных отечественных и зарубежных инструментальных материалов, дана их классификация, изложены основы легирования, свойства, рекомендуемая модифицирующая обработка. области рационального использования. Рассчитана на студентов, аспирантов, работников научно-исследовательских организаций и предприятий металлургической и машиностроительной промышленности.

В монографии обсуждены проблемы формирования различных уровней структурирования керамических материалов на основе фаз кислородно-октаэдрического типа (от нано- до микроуровня) и влияние элементов архитектуры керамических каркасов на электрофизические параметры пьезоэлектрических материалов, создаваемых на их основе. Рассмотрены проблемы синтеза пьезофаз методом твердофазных реакций, обсуждены преимущества и недостатки формирования фаз со структурой типа перовскита при низких температурах. Проанализированы известные технологии спекания керамики и способы, позволяющие варьировать микроструктур изделий. Предназначена для химиков, физиков и технологов, занимающихся изготовлением пьезопреобразователей различных типов на основе керамики, сформированной из пьезофаз кислородно-октаэдрического типа, а также будет полезна научным сотрудникам, аспирантам и студентам, специализирующимся в области материаловедения, химии и физики твердого тела и неорганической химии.

В монографии рассмотрены методики и установки для испытания материалов, применяемых в новой технике в условиях, имитирующих эксплуатационные. Описаны новые методические решения и соответствующие им оригинальные установки и устройства для исследования тугоплавких и композиционных материалов в широких интервалах температур и скоростей деформирования. Рассмотрены вопросы экспериментального исследования твердости характеристик упругости, кратковременной и длительной прочности при растяжении, сжатии, изгибе. Описаны системы обеспечения силовых и температурных режимов нагружения, даны примеры их расчетов. Особое внимание уделено обеспечению точности измерения температур, нагрузок и деформаций при определении механических характеристик материалов в условиях вакуума, инертной и окислительной сред. Рассчитана на научных и инженерно-технических работников, занимающихся вопросами исследования механических свойств материалов различных классов.

Обобщены и систематизированы сведения по изучению наноструктурированных материалов для систем запасания и преобразования энергии (наноуглеродные материалы, химия фуллеренов, комплексы с повышенным содержанием носителей заряда в молекулах, фотолюминисцентные материалы, полимерные электролиты, материалы для хранения водорода, модифицированные фуллериты и стеклующиеся мезогены). Издание адресовано студентам, аспирантам, научным и инженерно-техническим работникам, специализирующимся в разработке систем запасания и преобразования энергии, а также преподавателям соответствующих разделов химии и физики.