Книга посвящена изучению состояния твердого тела в условиях сильного сжатия, установлению влияния высокого давления на кристаллическую структуру элементов и широкого класса соединений. Описана аппаратура и методика рентгеноструктурного анализа, применяемая в исследованиях твердого тела при высоких давлениях в широком интервале температур. Издание рассчитано на широкий круг исследователей в области физики твердого тела, термодинамики и геофизики.

Анализ зависимости термодинамического потенциала Гиббса от молярного объема в полях внешних воздействий позволяет представить все структурно-масштабные состояния в твердом теле как иерархию масштабов фрагментации кристалла по мере возрастания степени его термодинамической неравновесности. Особое внимание в этой иерархии масштабов уделяется структурным диапазонам: субмикрокристаллическому (d 100 нм), наноразмерному (d = 30-100 нм) и наноструктурному (d 30 нм). С последним структурным диапазоном связаны термодинамически особые наноструктурные состояния, качественно отличные от всех других структурно-фазовых состояний в твердых телах. Наноструктурные состояния возникают только в сильнонеравновесных твердых телах как предпереходная стадия потери твердым телом его трансляционно-инвариантного кристаллического состояния вблизи нуля термодинамического потенциала Гиббса. Обосновывается фундаментальная роль локальных зон гидростатического растяжения в механизмах фрагментации всех масштабов. Подчеркивается принципиальная важность сохранения термодинамического потенциала Гиббса неравновесного кристалла в области отрицательных значений для сохранения его сплошности при внешних воздействиях. Области наноструктурных состояний в сильнонеравновесном твердом теле могут существовать только в окружении квазиаморфных прослоек, которые характеризуются положительным знаком термодинамического потенциала Гиббса. Дальнейшее возрастание степени неравновесности твердого тела сопровождается возникновением в нем пористости в локальных зонах гидростатического растяжения. Делается заключение, что физическая мезомеханика и неравновесная термодинамика являются важной методологической основой наноматериаловедения.

Предложен и обоснован физически параметр, характеризующий отклонение системы от состояния термодинамического равновесия. Показана связь нового параметра с основными термодинамическими переменными. Представлены уравнения для потоков массы в многокомпонентных деформируемых средах, отражающие влияние нового параметра на коэффициенты диффузии и коэффициенты переноса под действием напряжений в неравновесных условиях.

Статистическая термодинамика необратимых процессов изучает неравновесные процессы переноса энергии, количества движения, массы и заряда в различных физических системах (газах, жидкостях, твердых телах) с помощью методов статистической механики. Книга — первая в мировой литературе попытка рассмотреть с единой точки зрения современное состояние неравновесной статистической термодинамики как естественного продолжения равновесной. В ней изложены основные идеи равновесной и неравновесной статистической термодинамики классических и квантовых систем, влияние на статистические ансамбли различных возмущений механического и термического типа, нарушающих равновесие, флуктуационно-диссипационные теоремы, основанные на оригинальных исследованиях автора методы построения неравновесных функций распределения и статистических операторов, позволяющих получить уравнения термодинамики необратимых процессов, и приложение этих методов к различным задачам. Рассмотрен статистический вывод уравнений теплопроводности, диффузии и уравнения Навье — Стокса для многокомпонентной жидкости или газа и связь кинетических коэффициентов с корреляционными функциями, статистическая теория релаксационных процессов и химических реакций как в линейном, так и в нелинейном по термодинамическим силам приближении, релятивистская статистическая гидродинамика, вывод обобщенных кинетических уравнений, вывод уравнений типа Крамерса — Фоккера — Планка для малой подсистемы, взаимодействующей с большой, экстремальные свойства неравновесного статистического оператора. Книга рассчитана на физиков и физико-химиков (научных работников, аспирантов и студентов старших курсов), работающих в области теоретической физики, молекулярной физики, физической химии и химической физики. Рисунков 2, библиография 392 назв.

При совместном использовании подходов мезомеханики и неравновесной термодинамики показано, что любые нановключения, в том числе включения с низким модулем упругости, и нанопоры обусловливают упрочнение материала.

В справочнике приведены методы расчета физико-механических характеристик композиционных материалов и определения состава, структуры и свойств армированных композиционных материалов, экспериментальные данные по взаимодействию в бинарных системах металл - металл и металл - тугоплавкое соединение, основные решения уравнений диффузии для наиболее характерных случает высокотемпературного взаимодействия в композиционных материалах, упрочненных пластинчатыми, цилиндрическим и сферическими включениями. Систематизированы информация о термодинамических свойствах тугоплавких соединений, сведения о технологии изготовления, механических, физических и химических свойствах волокон (из стекла, бора, карбида кремния, борсика, углерода, керамики, органических соединений, металлов), нитевидных кристаллов и матричных материалов (металлических и полимерных), а также сведения о применении армированных, эвтектических, дисперсно-упрочненных композиционных материалов и псевдосплавов. Для технологов, конструкторов и научных работников, занимающихся созданием, изучением и применением композиционных материалов, а также для преподавателей, аспирантов и студентов вузов и факультетов материаловедческого профиля.

Изложена теория термической диссоциации химических соединений, образованных из конденсированных компонентов. Приведены результаты термодинамического анализа карбидов, нитридов и систем различных элементов (для 75 элементов) с углеродом и азотом в широком интервале температур. определены температуры термической диссоциации карбидов и нитридов при конгруэнтном переходе из конденсированного состояния в газообразное с учетом областей гомогенности. Некоторые системы элементов с углеродом и азотом рассмотрены впервые. для инженерно-технических и научных работников, занимающихся вопросами физической химии в различных отраслях промышленности.

Сборник содержит тезисы устных и стендовых докладов представителей ведущих научных направлений в области термодинамического исследования неорганических веществ, синтеза, физикохимии и технологии неорганических материалов. Основная часть докладов представлена учеными Сибирского и Уральского отделений Российской Академии Наук. Представленные материалы могут быть полезны научным сотрудникам, преподавателям вузов, аспирантам и студентам старших курсов, специализирующихся в области материаловедения. Издание настоящего сборника осуществлено за счет средств РФФИ (проект №10-03-06001-г) и Ин-та неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН.

На основе совместных подходов неравновесной термодинамики и физической мезомеханики предложен термодинамический критерий существования особого класса предпереходных двухфазных наноструктурных состояний в твердых телах вблизи нуля их термодинамического потенциала Гиббса. Такие состояния определяют высокую структурную неустойчивость наноструктур в полях внешних воздействий и лежат в основе различных нанотехнологий по схеме "сборка снизу". Материалы, характеризуемые наноструктурными состояниями, предлагается именовать наноструктурными. Сдвигоустойчивые материалы, далекие от нуля их термодинамического потенциала Гиббса целесообразно классифицировать как наноразмерные.

В монографии излагается теория возбуждений в квазипериодических структурах описываемых нелинейными уравнениями, учитывающими взаимодействие внутримолекулярных возбуждений и избыточных электронов с локальными нарушениями трансляционной симметрии. Исследованы солитоны в молекулярных системах с нелинейным взаимодействием между молекулами. Исследованы динамические свойства солитонов: условия их образования и движение под влиянием внешних полей с учетом диссипации. На основе представления о солитонах обсуждается вопрос о так называемом кризисе в биоэнергетике. Представление о солитонах используется в биоэнергетике для объяснения механизма сокращения поперечно-полосатых мышц животных. Рассмотрены пространственно-периодические возбуждения разного типа в нелинейных системах, в частности в анизотропных молекулярных кристаллах, обладающих сверхпроводимостью при очень низких температурах. Исследованы акустические сверхзвуковые солитоны. Обсуждено использование уравнений Кортевега - де Вриза и синусоидального уравнения Гордона к описанию некоторых физических явлений. Исследовано движение протонов в молекулярных структурах с водородными связями. Исследовано движение протонов в молекулярных структурах с водородными связями. исследовано движение трехмерных солитонов (поляронов) с произвольными скоростями в ионных кристаллах. Для физиков, биофизиков, биохимиков и математиков.

Исследуются актуальные задачи оптимизации для различных динамических систем в условиях неполной информации о параметрах этих систем. Статьи сборника можно условно отнести к двум основным разделам. Первый составляют работы, в которых изучаются проблемы моделирования параметров динамических систем в реальном времени и в условиях неполной информации. Во втором разделе представлены работы, относящиеся к теории позиционных дифференциальных игр. В них изучаются вопросы построения систем стабильных множеств. Предлагаемые математические формализации и методы решения этих задач могут быть положены в основу конструирования численных алгоритмов их решения. Сборник представляет интерес для научных работников и студентов. занимающихся теорией оптимального управления и ее приложениями.

В книге изложены вопросы теории образования покрытий из порошковых материалов. Для описания процессов формирования покрытий в режиме активированного спекания принят метод анализа с позиций термодинамики необратимых процессов. Преимущественно рассмотрены такие электрофизические методы получения покрытий, как электроконтактное припекание, электроимпульсное спекание. магнитно-импульсное припекание, электроимпульсное спекание, магтнитно-импульсное прессование. Для выбора режимов нанесения покрытий магнитно-импульсным прессованием предложена математическая модель. учитывающая диффузию электромагнитного поля и не требующая предварительного задания параметров поля. Приведены сведения по использованию разработанных технологических процессов для восстановления быстроизнашивающихся деталей дорожно-строительных, сельскохозяйственных и других машин (червячных коле, втулок подшипников скольжения), повышения стойкости прессового инструмента.

В справочнике приведены сведения о кристаллографии, термодинамических, теплофизических, оптических, электрических и химических свойствах природных и синтетических алмазов. Для сравнения указаны теплофизические свойства графита и некоторых других модификаций углерода. Для научных работников и инженеров, занимающихся синтезом алмаза и созданием на его основе абразивных и режущих инструментов, деталей электронных, оптических приборов и различных механизмов, а также для преподавателей и студентов вузов.

Эта монография написана как исчерпывающее, всеохватывающее и унифицированное введение в межмолекулярные и поверхностные силы, где показано их влияние на свойства простых систем - азов, жидкостей и твердых веществ, а также более сложные и интересных объектов. С момента выхода первого издания этой книги в 1985 г. экспериментальные и теоретические исследования межмолекулярных взаимодействий значительно продвинулись. Текст книги был расширен с учетом предложений, поступивших от многочисленных коллег автора. Монография освещает недавние результаты в области измерения поверхностных сил, структурных сольватационных и гидратационных сил, гидрофобных взаимодействий, ионно-корреляционных сил, сил тепловых флуктуаций, а также взаимодействий частиц и поверхностей в полимерных расплавах и растворах. Главная цель данной книги - предоставить широкую теоретическую базу в вопросах, касающихся межмолекулярных сил, так, чтобы читатель научился делать выводы о том, какие силы важны в тех или иных системах, которые ему интересны, и правильно применять полученные знания в конкретных задачах (в научных исследованиях или других областях). Книга предназначена для студентов старших курсов, и исследователей, для которых рассматриваемая область не является основной специализацией.