В монографии имеющей характер и учебного пособия, написанной известным кристаллографом из ФРГ, собраны результаты новейших работ по структурной химии силикатов. Все многообразие силикатов описывается на основе предложенной автором оригинальной системы классификации. Для студентов и аспирантов химических, технологических и геологических факультетов, научных и инженерно-технических работников, специализирующихся в области химии и технологии силикатов.

В сборнике статей представлены результаты исследований поверхностных атомных структур, образованных при взаимодействии молекулярных галогенов с основными гранями благородных металлов Cu, Ag и Au и гранью (100) полупроводника GaAs, а также результаты изучения поверхности Si(100)-с(6х2)-Ag. Для изучения процессов формирования и трансформации поверхностных структур применены современные методы исследования, такие как низкотемпературная сверхвысоковакуумная сканирующая туннельная микроскопия/спектроскопия и расчеты, основанные на теории функционала плотности, что позволяет на атомном уровне проследить за развитием структурны фазовых переходов, начиная с самых малых степеней покрытия от 0.01 монослоя. Предназначен для специалистов и аспирантов, работающих в области физики поверхности и физики низкоразмерных систем.

Обобщен опыт исследований физических эффектов в диссипативных структурах методами обработки изображений. в том числе с применением преобразования Фурье. Исследованы диссипативные структуры в аморфных и нанокристаллических пленках. Рассмотрено моделирование процессов взрывной кристаллизации и формирующихся атомных структур. Предназначена для специалистов в области материаловедения и физики конденсированного состояния. Может быть полезна аспирантам и студентам, интересующимся электронной микроскопией.

Публикация посвящена кристаллохимическому анализу структур неорганических соединений, содержащих в общих химических формулах по пять анионов и от одного до четырех катионов. Такие соединения насчитывают много представителей и порядка ста структурных типов. В составах с пятью анионами октаэдры образуют цепочки разной конфигурации и возможно образование плоских октаэдрических блоков. Приводятся результаты прогноза новых соединений 11 структурных типов, который основывается на кристаллохимических закономерностях образования структур. Количество известных соединений может быть увеличено в несколько раз. Среди прогнозируемых новых кристаллов возможны высокопрочные и высокотемпературные материалы на основе титанатов и цирконатов редкоземельных элементов; новые магнитные материалы с необычными характеристиками, галоидные соединения для лазерной техники ИК-диапазона. Монография предназначена для специалистов по кристаллографии, физике и химии твердого тела, материаловедению.

Известные структуры, в которых при сохранении симметрии катионы с анионами как бы меняются местами. В противоположность исходным кристаллам их называют структурными антиподами. В противовес широко распространенным перовскитам синтезированы антиперовскиты и даже антикриолит Li6NBr3. Антиструктуры пока немногочисленны и еще мало изучены, но исследование их свойств может представлять интерес, т. к. в них реализуются необычные комбинации химических элементов и должны быть оригинальные проявления физических свойств. Антиподы - это промежуточные структуры между ионными и интерметаллическими фазами. Среди них обнаружены сверхпроводники. Могут быть синтезированы кристаллы с интерметаллическими и диэлектрическими слоями, есть примеры таких структур. Приведены результаты кристаллохимического анализа структур антиперовскитов, и родственных им слоистых структур - оксигалогенидов, перовскитоподобных карбидов, нитридов, боридов. Приводятся результаты прогноза новых соединений. Книга предназначена для людей не равнодушных к новым кристаллам. специалистов по физике и химии твердого тела, материаловедению, может быть использована для студентов в качестве учебного пособия по кристаллохимии.

Изучены особенности поведения атомной системы в процессе самосворачивания двухслойных кристаллических пленок, имеющих наноразмеры по толщине. Расчеты проводились на основе метода молекулярной динамики для системы «медь – никель». Межатомное взаимодействие описывалось в рамках метода погруженного атома. Показано, что при самосворачивании в двухслойной кристаллической пленке генерируются вихреобразные упругие смещения атомных групп около ее свободных краев. Генерация таких атомных смещений обусловлена неоднородностью распределения напряжений в пленке, связанной с границей раздела кристаллических слоев из разных химических элементов и с близостью свободных поверхностей на краях моделируемой структуры. Вихревые атомные смещения являются динамическими дефектами. Их генерация является аккомодационным механизмом установления однородного распределения напряжений. В отсутствие сил внешнего сопротивления процесс самосворачивания может представлять слабозатухающие механические колебания краев пленки.

Сборник содержит тезисы докладов всесоюзного симпозиума по физике поверхности твердых тел (Киев, ноябрь 1983 г.). Отражены результаты экспериментальных и теоретических исследований физических процессов на атомно-чистых поверхностях и на поверхностях, покрытых контролируемыми адсорбированными пленками. Рассмотрены вопросы атомной структур и электронных свойств поверхностей., фазовых переходов на поверхностях, кинетики процессов адсорбции и поверхностной диффузии, поверхностной ионизации. Для физиков.

In the work, the dispersion of metal specimens on high-rate heating was studied at the microlevel. The calculations were performed in the framework of the molecular dynamics method with the use of many-body interatomic potentials. It is shown that the electrothermal pulse dispersion has a pronounced stage character. It is pointed out that the processes responsible for evaporation and collision of clusters are much more intense than those of precipitation. Study into the effect of the thermal loading intensity on the dispersion dynamics shows that increasing the heating temperature causes a decrease in the average size of clusters and an increase in their number.

В этой книге затронуты вопросы взаимосвязи физико-химических явлений в окружающей среде с изменениями климата и экологической ситуации на Земле, что определяет междисциплинарность ее содержания. Показана важнейшая роль взаимодействий на межфазных границах минерал/вода в процессах формирования и выветривания горных пород, в миграции химических элементов и веществ. Многочисленные практические примеры реальных природных экосистем и регионов, а также предлагаемые задачи помогают лучше понять необходимость тщательного изучения физико-химического аспекта биогеохимических процессов на уровне наноразмерных структур, без чего невозможно создание глобальной сети экологического мониторинга. Книга не имеет аналогов по содержанию и предназначена для студентов, аспирантов и преподавателей разных специальностей: геология, биология, химия, физика, охрана окружающей среды, химические технологии, электротехника и нанотехнологии.

Монография посвящена разработке основ феноменологической теории водородной проницаемости и ее приложению к химической технологии силикатных и боросиликатных стекол, предназначенных для изготовления водородных микроконтейнеров. В работе представлены методы расчета композиций и методики золь-гель синтеза компонентов шихт, приведены уникальны фотографии, иллюстрирующие стадии роста кристаллов в условиях стационарной сушки растворов, и результаты анализа компонентов шихт и стекол физико-химическими методами, геометрических параметров микроконтейнеров и их проницаемости. Монография адресуется научным работникам и специалистам-химикам, студентам высших учебных заведений, углубленно изучающим вопросы материаловедения, в частности, химической технологии стекла.

Открытие в 60-х годах стимулированной (катализированной) кристаллизации силикатных стекол положило начало созданию новой группы стеклокристаллических конструкционных материалов (СКМ), имеющих ценные технические свойства. Книга содержит описание методов их синтеза, составов, строения и свойств. Изложены теоретические основы кристаллизации и описаны характеристики и роль веществ, служащих ядрообрзователями в этом процессе (металлы, окислы металлов, фосфаты, фториды и сульфиды), Освещена роль микроликвации в процессе синтеза СКМ и даны физико-химические характеристики силикатных систем, испытывающих микроликвацию. Значительное внимание уделено синтезу СКМ; его физико-техническим основам, силикатным стеклообразным системам, используемым для синтеза, а также синтезу на основе горных пород, глин, шлаков и получению стеклокристаллических глазурей и эмалей. Указаны основы технологии получения СКМ. Отдельная глава посвящена описанию их структуры, влиянию стеклообразной и кристаллической фаз на механические, тепловые, оптические, химические и другие свойства. Большое внимание уделено описанию работ советских и зарубежных ученых в области синтеза и изучения свойств стеклокристаллических материалов, Предназначена для научных работников, инженеров и студентов старших курсов силикатных факультетов вузов.

В книге излагаются физические основы и теория рентгеноспектрального флуоресцентного анализа (РСФА), устройство и технические характеристики современной рентгеноспектральной аппаратуры. Подробно рассматривается методика анализа геологических и геохимических проб и его применение в геологии и геохимии, а также в смежных областях (обогащение, металлургия, цементная промышленность). Основное внимание уделяется физическому толкованию рассматриваемых явлений, основных формул РСФА и результатов, следующих из этих формул. Методика РСФА рассмотрена с точки зрения применимости различных способов к решению конкретных геологических и геохимических задач. Для инженерно-технических работников рентгеновских лабораторий, а также геологов, геохимиков и геофизиков, использующих РСФА в своей научной и производственной работе.

В монографии обобщены результаты экспериментальных и теоретических исследований строения, термодинамики и физико-химических свойств силикатных расплавов. Приведены данные о структуре силикатных систем, полученные с помощью современных физических методов, в том числе метода высокотемпературной спектроскопии комбинационного рассеяния. Отдельные главы посвящены взаимодействию силикатных расплавов с такими компонентами, как галогениды, вода и углекислота. Для научных работников, специализирующихся в области физико-химической петрологии и геохими, химии и технологии силикатных систем, а также аспирантов и студентов соответствующих специальностей.

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.

В сборнике представлены результаты теоретических исследований механизма нефтевытеснения в пористой среде с различными свойствами, а также создания и применения новых технологий воздействия на пласты с трудноизвлекаемыми запасами. На основе многолетних исследований кернов продуктивных пород различных нефтяных месторождений представлены результаты анализа влияния характера смачиваемости поверхности пор на начальное распределение и совместную фильтрацию нефти и воды. Рассмотрена возможность доразработки полностью заводненных нефтяных пластов путем аккумулирования остаточных запасов нефти и переформирования из них «новой залежи». Предложена технология проведения кислотных обработок карбонатных коллекторов в условиях пониженных пластовых температур. Для выравнивания профиля приемистости нагнетательных скважин приводится обоснование технологии использования композиций на основе щелочных силикатных гелей. Рассмотрены и систематизированы технологии воздействия на призабойную зону пласта пороховыми генераторами давления. Рассмотрены особенности и возможности мониторинга воздействий на нефтяные пласты с использованием созданных базовых образцов информационно-измерительного комплекса. Приведено описание новых технологий мониторинга основных технологических показателей. Показана возможность использования сейсмического волнового поля для мониторинга состояния пластовой системы и динамики флюидопотоков по объектам разработки. Приведены результаты волнового воздействия на призабойную зону скважин на поздней стадии разработки нефтяных месторождений. Приведены характеристики созданного оперативного банка данных физико-химических свойств пластовых и дегазированных нефтей на основе автоматизированной информационной системы. Изложены результаты анализа состояния окружающей среды на завершающей стадии разработки нефтяного месторождения. Дан перечень природоохранных мероприятий по компонентам окружающей среды.

Синтезированы высококремнеземные цеолиты семейства пентасил с силикатным модулем от 20 до 200. На их основе приготовлены катализаторы, содержащие никель, цирконий и платину, введенные различными способами. Изучено влияние величины силикатного модуля цеолита и модифицирования на кислотность и активность цеолитных катализаторов в процессе изомеризации н-октана. Определены оптимальные условия проведения изомеризации н-октана в присутствии исследуемых катализаторов.

Синтезированы цеолиты типа ZSM с силикатным модулем 60-200 при использовании в качестве структурообразующей добавки гексаметилендиамина. С помощью методов ИК-спектроскопии и рентгенофазового анализа установлено, что полученные цеолиты принадлежат к типу ZSM-5, а их степень кристалличности составляет более 80%. Кислотные характеристики образцов определены методом термопрограммированной десорбции аммиака, а каталитические свойства изучены в процессе превращения прямогонной бензиновой фракции нефти. Показано, что с увеличением силикатного модуля цеолита происходит снижение количества кислотных центров, при этом их сила уменьшается незначительно. Полученные СВК-цеолиты могут быть использованы в качестве основного компонента катализаторов облагораживания прямогонной бензиновой фракции нефти.

Представлены результаты комплексного исследования микроструктуры и механических свойств поверхностных слоев титана в различных структурных состояниях (субмикрокристаллическое, микрокристаллическое и крупнозернистое), модифицированного в условиях имплантации ионами алюминия. Повышение физико-механических свойств титановых материалов основано на формировании модифицированного поверхностного слоя, состоящего из реструктурированной исходной мишени и формируемого твердого раствора. Уменьшение размера зерна исходного материала приводит к внедрению компонентов на большие глубины вследствие диффузии, что, в свою очередь, оказывает положительное влияние на свойства имплантированных материалов.

Монография посвящена изложению основ современной квантовой теории твердого тела с помощью языка псевдопотенциала. Показано, что идеи псевдопотенциала появляются как естественное следствие применения квантово-механической теории рассеяния (излагаемой в книге) к проблеме взаимодействия электрона с атомом (ионом). Особое внимание уделено принципам построения кристаллических потенциалов и теории экранирования. На языке псевдопотенциала рассмотрены основные положения зонной теории и проанализирована связь между теорией псевдопотенциала и основными методами расчета энергетической зонной структуры (ОПВ, ППВ, ККР, ККРЗ). В качестве примера использования теории псевдопотенциала обсуждено ее применение к одной из актуальных задач теории фазовых превращений - проблеме сравнительной устойчивости кристаллических структур металлов и сплава. На широком материале показаны возможности теории псевдопотенциалов в этом аспекте.

В настоящей работе представлены анализ текущего состояния, результаты комплексных исследований природных биоминералов и направления их биомиметического моделирования для получения новых нанокомпозитных структур и материалов с заданными свойствами и характеристиками. Книга обобщает многолетний труд авторов и позволяет с единых позиций взглянуть на проблемы биоминерализации в живой природе и поиск путей ее биомитетического моделирования применительно к перспективам развития такой многообещающей области исследований, какой является нано- и микрофотоника. Монография в равной степени может быть полезна как начинающим исследователям, так и специалистам, работающим в области биофизики, фотоники и нано- и биотехнологий.