Представлено современное состояние коллоидной химии, ее прикладное значение применительно к новым материалам и технологиям с учетом наиболее крупных научных достижений за последние 20-25 лет. Подробно изложены основы коллоидной химии: поверхностные и капиллярные явления, термодинамика поверхностей раздела фаз, адсорбция поверхностно-активных веществ, мицеллярные системы, электроповерхностные явления, устойчивость и молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем, ультрадисперсные системы («наносистемы»). Рассмотрены главные процессы коллоидной химии: коагуляция, коалесценция, седиментация, образование коллоидных структур. Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по химическим, биологическим, медицинским, геологическим специальностям.

В монографии изложены результаты исследований физических процессов и явлений, которые ведут к формированию дисперсных материалов или определяют их свойства. Исследовались гомогенная конденсация при расширении паров металлов в вакуум, гетерогенная конденсация паров металлов на твердых подложках в присутствии примесей с формированием дисперсных конденсатов, течения в тонких пленках и их распад, а также явления, сопутствующие коалесценции дисперсных частиц. Описаны несколько технологических приложений результатов исследований : энергетически выгодные способы получения металлических порошков, получение композитов нанодисперсный металл в органической матрице, способы тонкой очистки газов, запыленных микро- и наночастицами. Исследования проведены в 80-90-е годы прошлого века в лаборатории теплофизики микродисперсных систем Института теплофизики СО РАН. Монография ориентирована на студентов вузов физических специальностей, исследователей физики дисперсных систем, инженеров и технологов, работающих в области нанотехнологий.

В книге кратко излагаются основы физики конденсированных сред, физики поверхности, являющейся одним из краеугольных камней столь модных сегодня нанотехнологий. При этом выдержан удачный баланс между экспериментом и теорией. Для теоретического объяснения экспериментальных данных широко использована квантовая физика. Четко прослежены общие свойства различных форм существования конденсированных сред. Обсуждаются переходные состояния между различными формами, а также основные физические законы, единые для всех форм вещества. Для студентов старших курсов университетов, а также аспирантов, молодых специалистов и инженеров.

Монография посвящена последовательном изложению квантовой теории молекулярных систем, а также решению волновых уравнений в нерелятивистской и релятивистской квантовой механике молекул. Многие затрагиваемые в книге вопросы рассматриваются на основе оригинальных исследований автора. Подробно исследуются простейшие квантово-механические системы - атом водорода и катион молекулы водорода. Большое внимание уделяется симметрии фазового пространства указанных систем и дополнительными интегралам движения Лапласа-Рунге-Ленца. Дано решение проблемы движения одного электрона в кулоновском поле многих неподвижных ядер, которая сводится к исследованию интегрального волнового уравнения Шредингера и Дирака, и показано, что точная волновая функция (биспинор) представляется в виде линейной комбинации атомных орбиталей (бипиноров). Исследованы решения уравнения Шредингера с многоцентровым потенциалом Юкавы. Изложена матричная теория многоэлектронных конфигураций атомов и молекул для решения нерелятивистских и релятивистских многочастичных волновых уравнений. Значительное место в книге занимает теория многоцентровых матричных элементов квантовой химии в базисе электронных функций с экспоненциальным убыванием на бесконечном радиусе. Отдельная глава посвящена теории возмущений в квантовой механике; подробно исследуется случай наличия линейно оболочки вырожденных состояний в невозмущенном спектре. Книга рассчитана на специалистов в области математической физики квантовой теории молекул, математиков, физиков-теоретиков и химиков, интересующихся проблемами вычисления квантовых состояний и физико-химических свойств сложных атомно-молекулярных систем; а также будет полезна аспирантам и студентам старших курсов физических и химических факультетов вузов.

В книге изложена общая теория измерительно-регистрирующих систем; приборы и методы исследований быстропротекающих процессов средствами радиоэлектроники и оптики; основные методы экспериментальной физики — фурье-оптика, спектроскопия, интерферометрия и голография, зондирование электромагнитными волнами, рентгеновские и корпускулярные методы исследования; методы обработки и интерпретации результатов измерений. Физические основы методов исследования излагаются в объеме достаточном для того, чтобы последующее изучение специальной литературы не вызывало затруднений. Что касается измерительной аппаратуры, здесь прежде всего рассматриваются принципы ее работы, поскольку именно это наиболее важно, при планировании и проведении экспериментов или при разработке приборов. В книге широко используются методы теории информации, так как именно с их помощью возможно наиболее адекватно описывать и анализировать свойства измерительно-регистрирующих систем, прогнозировать качество выходных сигналов и находить критерии регуляризации при решении обратных задач. Книга адресована студентам и аспирантам физических и физико-технических специальностей, научным сотрудникам, планирующим и проводящим экспериментальные исследования, а также инженерам, занятым разработкой, тестированием и сертификацией измерительных приборов и измерительно-регистрирующих систем.

Книга - в настоящее время единственное в мировой литературе издание, в котором излагаются основные теоретические закономерности современной физической химии дисперсных систем и поверхностных явлений. Широта охвата проблемы, новизна материала и мастерское изложение вопросов позволяют использовать книгу и как монографию для научных работников и инженеров, деятельность которых связана с физикохимией поверхностей и многочисленными прикладными направлениями коллоидной химии, адгезией, адсорбцией, флотацией и т. п., и в качестве учебного пособия для преподавателей, аспирантов и студентов вузов.

Монография посвящена теоретическим методам моделирования динамических процессов в аэродисперсных системах. Рассмотрены общие свойства дисперсных систем, сформулированы кинетические уравнения для процессов конденсации и коагуляции аэрозолей, исследованы общие свойства их решений. Изложен интегральный подход, позволяющий эффективно моделировать кинетику конденсации/коагуляции, разработаны подходы к моделированию кинетических процессов в многокомпонентных системах. Рассмотрены теоретические и численные модели, предназначенные для описания динамических процессов в аэродисперсных системах. Разработана модель кинетики конденсации и коагуляции в системах с двухфазной дисперсной средой. Приведены результаты численного моделирования, полученные для кинетики формирования осадков в двух полномасштабных облачных экспериментах. Рассмотрены модели, используемые для описания источников промышленных и аварийных выбросов, приведены некоторые результаты моделирования. Описаны подходы, разработанные для расчета процессов атмосферного переноса, изложены материалы по моделированию экспериментов. Приведены общие характеристики прикладных программ AERFORM и ПРОГНОЗ, разработанных в ядерном центре ВНИИЭФ для численного моделирования процессов формирования и переноса аэрозолей. Содержание и результаты адресованы специалистам, занимающимся созданием теоретических моделей и прикладных численных программ, а также практическими проблемами физики атмосферных аэрозолей. Для специалистов, работающих в области физики атмосферы, механики двуфазных сред, математической физики, безопасности и охраны окружающей среды.

Изложены теоретические представления о физических и химических превращениях нефтяного сырья (тяжелой части нефти, гудронов, асфальтенов) в процессе переработки и нефтепродуктов при их эксплуатации. Обосновано разделение нефтяного сырья на молекулярные растворы и дисперсные системы. Описаны их свойства. Показана возможность регулирования физических превращений нефтяных компонентов, позволит интенсифицировать нефтетехнологические процессы. В основу излагаемых авторами представлений положена концепция "надмолекулярных структур", которая не стала общепризнанной в современной науке о коллоидах и может быть предметом дисскуссионного обсуждения. Предназначена для научных и инженерно-технических работников нефтеперерабатывающей промышленности и смежных с ней отраслей (нефтегазодобывающей, подготовки и транспорта нефти и газа). Полезна преподавателям, аспирантам, слушателям специальных факультетов, студентам старших курсов вузов нефтяного профиля.

С единой точки зрения рассматриваются общая концепция квазичастиц в физике конденсированного состояния вещества. позволяющая оценивать возбуждения ансамблей сильновзаимодействующих частиц слабо неидеальным газом элементарных возбуждений, и ее различные приложения. Наряду с классическими квазичастицами - фононами, экситонами, плазмонами и т. п. рассматриваются менее известные квазичастицы нового поколения - холоны, спиноны, вортексоны. квазичастицы с дробной статистикой. дробным и переменным зарядом. а также гибридные и составные квазичастицы. Для студентов, спирантов. преподавателей физических специальностей, научных сотрудников и специалистов в области конденсированного состояния вещества.

Приведены исследования процессов тепломассопереноса в дисперсных системах во взаимосвязи с физико-механическими явлениями. Предложены новые физико-математические и численные модели рассмотренных процессов. Разработаны оригинальные численные методики их решения. Представлены результаты расчетов и выявлены закономерности поведения изучаемых систем. Монография предназначена для научных и инженерно-технических работников деревообрабатывающей, мебельной, строительной, текстильной, сельскохозяйственной и пищевой промышленности. Будет полезна студентам и аспирантам, специализирующимся в области тепло- и массопереноса.

Монография обобщает научный и практический опыт, накопленный в области химии и технологии нанодисперсного кремнезема в нашей стране и в мировой практике. Внимание авторов направлено на рассмотрение коллоидно-химических основ золь-гель технологий синтеза гибридных органо-неорганических наночастиц и пористых материалов, частиц с полой структурой, легированных оксидами элементов с полой структурой, легированных оксидами элементов и металлами, покрытий, мембран, объемных непористых тел. Анализ различных вариантов проведения золь-гель процесса представлен с учетом реакционной способности кремнезема, современных теорий фазообразования и агрегативной устойчивости дисперсных систем. Приведены рецептуры и основные технологические параметры золь-гель синтеза функциональных наноматерилов с различными параметрами состава, дисперсности, пористости, структуры и морфологии. Для широкого круга научных работников, специалистов-практиков различных отраслей промышленности, студентов и аспирантов, занимающихся синтезом наносистем.

Рассмотрены общие и специальные вопросы самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) как способа получения неорганических соединений и композиционных материалов. Изложены теоретические основы СВС, закономерности и механизмы горения и структурообразования в СВС-системах. Изучены термодинамические и кинетические аспекты взаимодействия компонентов при синтезе новых материалов в режиме горения. Представлены данные об основных технологических типах процессов производства порошков неорганических соединений, керамических материалов и изделий, новых композиционных материалов, литых тугоплавких соединений, о методах нанесения покрытий. Приведены сведения о структуре, свойствах и применении новых композиционных материалов. Уделено внимание лабораторным установкам для экспериментального исследования процессов СВС и оборудованию для промышленной реализации СВС-технологий. Учебное пособие рассчитано на студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению 150100 "Металлурги", а также на исследователей, инженеров и технологов в области порошковой металлургии, высокотемпературных материалов, керамических композиционных материалов, огнеупоров, ферросплавов и лигатур, материалов для электроники, химической промышленности и др. Данное издание посвящено 80-летию академика А. Г. Мержанова - выдающегося ученого в области физики горения и взрыва, основоположника метода СВС.

Рассмотрены системы управления технологическими лазерами, системы модуляции, юстировочные и фокусирующие устройства, корректоры волнового фронта, сканаторы, устройства управления мощностью, направлением и длительностью излучения, датчики внутренних параметров современных технологических лазеров и комплексов. Описаны оптические материалы, элементы, системы и их конструктивные особенности. Указаны методы и средства измерения параметров технологических лазеров, их узлов и элементов. Описаны средства поверки лазеров. Для инженерно-технических работников, занимающихся созданием и применением технологических лазеров.

Изложены результаты исследования закономерностей локализации современных нитроксильных спиновых зондов в реальных нефтяных системах и синтетических нефтяных образцах. Приведена интерпретация результатов экспериментов исходя из теории спектров ЭПР нитроксильных радикалов. На основе простейших моделей разработаны подходы к анализу коллоидной структуры нефтяных дисперсных систем (характеристика областей локализации молекул спиновых зондов). Представлены результаты тестирования ряда реальных нефтяных объектов с применением предложенной схемы анализа. Обсуждены возможные перспективы исследований нефтяных дисперсных систем с применением метода спинового зонда.

В книге методически обобщены собственные изыскания автора, результаты научных исследований, характеризующие сущность коллоидно-химических представлений и аналитических методов исследований, позволяющие понять особенности поведения НДС в реальных условиях их существования, в частности в процессах добычи, транспорта, переработки, хранения и применения. Представленное изложение материала предполагается в дальнейшем использовать при создании единых и общих принципов физико-химической механики нефтяных дисперсных систем в учебных курсах, связанных с технологией переработки углеводородного сырья.

Проведено изучение вод из разных населенных пунктов Томской области: г. Томск, г. Новосибирск, г. Владивосток, вод природных (родниковых), а также минеральных вод, поступающих в продажу - методом фотонной корреляционной спектроскопии (ФКС) в процессе нагревания. Для всех образцов наблюдается увеличение размеров частиц дисперсной фазы с ростом температуры. Аналогичная тенденция прослеживается и в модельных системах на основе солей СаSO4. Высказано предположение, что в качестве дисперсной фазы выступают частицы "солей жесткости".

Изучено начало кристаллизации парафинов в различных типах нефтяных дисперсных систем с добавлением присадок низкочастотным вибрационным методом.

В общем объеме добываемых нефтей доля вязких и высокозастывающих непрерывно увеличивается, причем по мере истощения месторождений она будет возрастать еще больше. Добыча, транспортировка и хранение таких нефтей представляет значительную сложность. В решение этой проблемы существенный вклад может внести магнитная обработка (МО). Безреагентность, экологическая чистота, простота в эксплуатации и быстрая окупаемость делают методы МО особенно перспективными.

Активное использование метода рентгеновской дифракции для исследования углеродистых материалов началось в 50-е годы нашего столетия. Обширный обзор ранних дифракционных исследований аморфных саж и углей выполнен С. Эргуном и В. Тьенсуу [1], а по нефтяным системам - С. Эрдманом и Ю. Вендером [2]. Б. Уоррен первым разработал и скорректировал форму, положение и интенсивность полос с размерами слоев [3]. Дж. Лэбут показал, что нефтяные асфальтены дают порошковую рентгенограмму, характерную для аморфных веществ [4]. Ф. Нелленштейн первым заметил полосу, соответствующую величине межплоскостного расстояния 0,35 нм, и подобие этой характеристики у нефтяных асфальтенов и аморфных саж [5].

Учебное пособие посвящено новой быстро развивающейся области физической химии и химической технологии дисперсных систем и материалов - физико-химической динамике. В отличие от традиционного подхода к изучению дисперсных систем и образуемых в результате их отверждения дисперсных материалов преимущественно в статических условиях, в предлагаемой читателю книге впервые теоретически и экспериментально обоснован и реализован принципиально новый подход к дпроцессам структурообразования в дисперсных системах и "синтеза" на их основе материалов в динамических условиях. В основе этого подхода лежит изучение динамики контактных взаимодействий между частицами дисперсных фаз в жидких и газовых дисперсионных средах, процессов структурообразования и разрушения дисперсных структур в динамических условиях, преимущственно при осцилляции, в сочетании с введением добавок различных видов поверхностно-активных веществ. Теоретически обоснованы и экспериментально определены оптимальные параметры сочетания механических воздействий и добавок поверхностно-активынх веществ, обеспечивающие максимальную текучесть высоконаполненных и высокодисперсных (включая нанодисперсные) систем. Это позволяет на порядки величин интенсифицировать разнообразные процессы,осуществляемые с участием дисперсных систем при одновременном снижении энергоемкости этих процессов. При этом обеспечивается максимально высокая степень однородности образующихся структур в дисперсных системах и материалах. В учебном пособии представлены методы структурной виброреологии, осуществлено аппаратурное оформление ряда технологических процессов, в том числе с переходом от периодических к непрерывным высокоскоростным методам получения дисперсных систем и материалов. Учебное пособие предназначено для студентов и аспирантов высших учебных заведений, научных работников и инженеров, работающих в прикладных областях, связанных с разработкой и применением дисперсных систем и материалов для дорожного строительства, энергетики, химических технологий и ряда отраслей промышленности.

Рассмотрены различные методы получения ультрадисперсных (нано-) материалов — механические, физические, химические, биологические. Обобщены современные представления об электрических, магнитных, тепловых, оптических, диффузионных, химических и механических свойствах наноматериалов. Подчеркнута и продемонстрирована зависимость этих свойств от структуры материала и геометрических размеров наночастиц. Значительное внимание уделено вопросам хранения и транспортировки наноматериалов. Для студентов, обучающихся по специальностям «Физико-химия процессов и материалов», «Наноматериалы», «Порошковая металлургия, композиционные материалы, покрытия», преподавателей, аспирантов, слушателей курсов повышения квалификации.

Дисперсные системы, состоящие из твердых и жидких частиц, взвешенных в газообразной среде и обладающих специфическими свойствами. называются аэрозолями. Туманы - разновидность аэрозолей. В книге рассматриваются основные свойства, условия образования и предотвращения туманов, а также приведены примеры их использования. На современном этапе развития промышленности и техники трудно переоценить значение этих систем и их применение в различных областях народного хозяйства.

Исследуются процессы диффузионного массопереноса в бинарных и многокомпонентных системах. Большое внимание уделяется изучению кинетики диффузии в процессах спекания металлических порошков, диффузионной металлизации внутреннего окисления, импульсного облучения электронами и т. д. Сборник может быть полезен специалистам, занимающимся вопросами металлизации и металловедения, а также студентам и аспирантам.

Рассматривается комплекс проблем, возникающих в природных объектах и водных средах под действием постоянных и низкочастотных магнитных полей. Обсуждается воздействие как естественных геомагнитных полей, так и искусственных на процессы переноса в водных электролитах, как в объеме, так и на поверхности раздела фаз. Значительное внимание уделено электромагнитной экологии. Описаны геофизические, биофизические явления, процессы моделирования различных природных явлений.Рассмотрена физика явлений на макро- и микроуровне. В основу книги положены собственные исследования автора и соавторов. Книга является продолжением предыдущих четырех монографий. Приведена информация об ученых, внесших личный вклад в различные проблемы, затрагиваемые в книге.Представляет интерес для специалистов в следующих областях: гидродинамика (в основном магнитогидродинамика и электрогидродинамика), геофизика, физика атмосферы, гравитационные и магнитные аномалии, биофизика, электрохимия (катодное осаждение металла и анодное растворение), влияние космических процессов на биосферу.Для широкого круга читателей различного уровня: специалистов, студентов, бакалавров, магистров, аспирантов различных специальностей, а также для школьных преподавателей физики в школах и колледжах.

Рассмотрены общие свойства колебательных процессов, происходящих в радиотехнических, механических и других системах, а также качественные и количественные методы их изучения. Большое внимание уделено описанию нелинейных колебательных систем, выяснению принципиальных особенностей колебательных процессов на основе физически обоснованных моделей реальных систем с использованием адекватных методов анализа. Новое издание отражает прогресс в этой области за последнее десятилетие. Для студентов и аспирантов физических и радиотехнических специальностей вузов, а также научно-технических работников, занимающихся вопросами колебаний в различных физических системах.

Всесторонне рассмотрены как общие вопросы синтеза дисперсных систем и регулирования их коллоидно-химических свойств, так и конкретные примеры получения наиболее распространенных оксидов (SiO2, Fe2O3 и FeOOH, TiO2, ZrO2 A2O3). Отдельный раздел посвящен обзору физико-химических методов исследования состава, структуры и морфологии получаемых продуктов. Наряду с широко используемыми традиционными методами анализа (светорассеяние, седиментация и др.) приведены необходимые сведения о новых современных подходах к изучению ультрадисперсных гетерогенных систем (сканирующая зондовая микроскопия. фотонная корреляционная спектроскопия и т.д.). Текст снабжен большим количеством рисунков, наглядно иллюстрирующих материал, имеются многочисленные ссылки на литературные источники. Учебное пособие предназначено для студентов и аспирантов высших учебных заведений, углубленно изучающих основы нанотехнологий материалов. Может быть полезно для широкого круга научных работников и специалистов-практиков различных отраслей промышленности.