В книге изложены принципы построения импульсных устройств нано- и пикосекундного быстродействия и различные аспекты их применения. Рассмотрены методы генерирования и обострения фронтов коротких электрических и световых импульсов, а также способы измерения их параметров. Приводятся сведения о быстродействующих детекторах излучений и о способах съема сигналов с подобных устройств. Рассматриваются схемы устройств для предварительной обработки нано- и пикосекундных сигналов (усилителей, дискриминаторов, устройств временной привязки, совпадений и антисовпадений). Особое внимание уделено быстродействующим преобразователям напряжений и измерителям коротких временных интервалов. Рассматриваются современные методы регистрации формы быстрых сигналов, в том числе с помощью цифровых запоминающих осциллографов с частотами дискретизации до десятков гигагерц. Для широкого круга инженерно-технических и научных работников, занимающихся импульсными измерениями в физических экспериментах и в области информационных технологий, а также для студентов соответствующих специальностей.

Изучены химический, фазовый состав и структура слоев, полученных электронно-лучевой наплавкой на воздухе смесей порошков хрома и карбида хрома на низкоуглеродистую сталь. Определена микротвердость слоев по их толщине. Проведены испытания на изгиб, коррозионную стойкость, абразивный износ стали с наплавкой. Рассмотрен предположительный механизм формирования свойства покрытий: твердости, износостойкости, трещиностойкости и прочности на изгиб.

Методами оже-спектроскопии электронов, электронной микроскопии, рентгеноструктурного анализа, измерения микротвердости исследованы особенности взаимосвязи состава, тонкой структуры с изменением прочностных свойств наноструктурных и нанокомпозитных покрытий Ti-Al-Si-N с высоким содержанием кислорода и углерода. Показано, что в данных покрытиях может быть сформирована фаза на основе TiN с нанокристаллической или двухуровневой зеренной структурой, распределенная в рентгеноаморфной фазе, объемна доля которой составляет 20-5-%. Характер зеренной структуры можно целенаправленно изменять легированием покрытий алюминием и кремнием. Установлено, что независимо от структурного состояния и состава покрытий в них наблюдается высокая термическая стабильность сверхтвердости и микроструктуры. Снижение твердости наблюдается в результате дислокационного возврата, релаксации напряжений и развития начальных стадий рекристаллизации. Высказано предположение, что высокие прочностные свойства покрытий обусловлены наличием дислокационной субструктуры и высоким сопротивлением сдвигу рентгеноаморфных фаз по границам нанокристаллитов.

В работе представлены результаты расчетов колебательных свойств димеров и тримеров кобальта на поверхности Cu(110). Анализируются локальные плотности фононных состояний и их поляризации. Расчеты проводились с использованием потенциалов межатомного взаимодействия, построенных в приближении сильной связи. Показано, что как для димера, так и для линейного тримера наблюдается сохранение колебательных мод свободных кластеров, однако обнаруженная анизотропия локальной релаксации поверхности приводит к деформации межатомных связей и, как следствие, к расщеплению и сдвигу фононных частот.

Рассмотрены основные характеристики рассеянного и собственного радиотеплового излучения природных сред. Дан анализ электродинамических моделей различных поверхностей Земли и окружающей атмосферы. Разработаны модели радиотехнических сигналов и их статистических характеристик в области регистрации антенными системами. Изложены основы теории оптимальной пространственно-временной обработки рассеянных полей и полей собственного радиотеплового излучения. Сформулированы принципы построения и алгоритмического обеспечения современных активных, пассивных и комплексных активно-пассивных радиотехнических систем дистанционного зондирования, а также интерпретации получаемых с их помощью экспериментальных данных. Приведены алгоритмы оптимальных и квазиоптимальных измерений электрофизических параметров поверхностей и атмосферы при активном, пассивном и комплексном активно-пассивном дистанционном зондировании. Даны алгоритмы оценки предельных погрешностей измерений этих параметров. Представлены решения ряда задач картографирования и селекции целей с использованием классического и модифицированного методов синтеза апертуры антенны. Рассмотрены особенности применения атомарных функций и весовых окон Кравченко-Рвачева при обработке изображений. Для научных работников, инженеров, аспирантов и студентов старших курсов, занимающихся задачами дистанционного зондирования и радиолокации.

Рассмотрены актуальные проблемы определения упругих, неупругих и ряда других физико-механических характеристик металлических материалов в широком диапазоне воздействующих на них факторов различной физической природы, например таких, как температура, легирование, фазовые переходы, силовое циклирование, фрикционное нагружение и др. Свойства сплавов описаны с позиции учета их при литье, пластическом деформировании, выполнении операций механической обработки и сборки. Для инженеров-технологов, разработчиков новых сплавов, научных работников и специалистов в области физических свойств металлов и сплавов, а также студентов машиностроительных вузов.

В книге предлагается новая теория признаков распознавания образов на основе стохастической геометрии и функционального анализа, которая позволяет формировать конструктивные признаки распознавания нового класса — триплетные признаки. Источником формирования триплетных признаков является введенное автором новое геометрическое преобразование, связанное со сканированием изображений по сложным траекториям. Построена с единых позиций объединенная теория признаков распознавания и предварительной обработки изображений, пригодная для создания мощных самонастраивающихся систем распознавания образов. Приведены примеры эффективного применения теории в области геологии, медицинской и технической диагностики, нанотехнологии, биометрии. Научным работникам, аспирантам и студентам старших курсов, специализирующимся в области теоретической информатики и кибернетики.

Сборник посвящен актуальным проблемам математического моделирования субмикронных технологий и квантовых наноприборов. Основное внимание уделено наиболее важным проблемам, таким как фотолитография, травление и осаждение тонких пленок, электронная литография, надежность соединений и корпусов микросхем, квантовое поведение нанотранзисторов. Отдельно рассмотрены квантовые модели структур с пониженной размерностью, спиновых структур, методы квантовой обработки и передачи информации, в частности квантовой криптографии. Обсуждается возможность построения полномасштабного твердотельного квантового компьютера на ядерных спинах кремния. Для специалистов в области микро- и наноэлектроники, аспирантов и студентов старших курсов соответствующих специальностей.

Исследовано влияние содержания воды и солей в водонефтяных эмульсиях на групповой состав их межфазного слоя. Показано, что с их увеличением возрастает доля гетероатомных компонентов, увеличивается степень цикличности и ароматичности в составе асфальтенов, выделенных из межфазных слоев эмульсий, по сравнению с асфальтенами нефти.

Исследование нефтей Колтогорского прогиба и прилегающих к нему районов показало, что состав ароматических соединений не зависит от глубины залегания нефти, а определяется условиями накопления исходного нефтематеринского вещества и тектоническим строением территории.

В работе численно анализируются деформационные процессы на мезоуровне в трехмерных поликристаллах в условиях растяжения. Трехмерные модели поликристаллических структур сгенерированы методом пошагового заполнения. Упругопластический отклик зерен описывается с учетом соотношения Холла–Петча, деформационного упрочнения и упругой анизотропии на мезоуровне. Методом численного эксперимента исследованы процессы зарождения и развития пластических сдвигов на поверхности и в объеме поликристаллических образцов. Анализируется роль свободной поверхности и межзеренных границ в развитии деформационных процессов на мезоуровне. Ключевые слова: численное моделирование, поликристаллическая структура, трехмерная модель, пластическая деформация.

Эта книга об одном из наиболее ранних и активно развивающихся направлений нанотехнологии — создании вычислительных устройств, в которых в качестве элементной базы используются отдельные молекулы или же их сравнительно небольшие ансамбли. Изложены основные принципы обработки информации на молекулярном уровне, сложная и во многом противоречивая история разработки молекулярных вычислительных устройств и последние результаты, которые позволяют надеяться на новый прорыв в современной вычислительной технике. Рассматриваются цифровые молекулярные системы, сходные по своей архитектуре с современными компьютерами, а также устройства, имитирующие биологические принципы обработки информации, которые, по-видимому, смогут эффективно решать задачи искусственного интеллекта. Для студентов, аспирантов и научных работников, создающих новые перспективные средства обработки информации, а также для широкого круга читателей, интересующихся этой проблемой.

На основе дискретно-континуального подхода рассмотрена модель механического взаимодействия в пятне контакта при трении скольжения. Проанализирован частотный спектр возникающих упругих волн, показано наличие частот, зависящих от шероховатости профиля взаимодействующих поверхностей. Анализ, выполненный с помощью Фурье- и вейвлет-преобразований, позволит выявить сложную структуру возникающих при трении упругих волн. Сделан вывод о том. что закономерности процесса изнашивания могут быть изучены на основе анализа соответствующих акустических спектров.

В рамках метода молекулярной динамики исследовано поведение незамкнутых наноструктур, сформированных на основе двуслойных кристаллических пленок Ni и Cu. Межатомное взаимодействие описывалось в рамках метода погруженного атома. Исследована зависимость амплитуды колебаний от размеров исходной пленки и определены геометрические параметры, при которых наноструктура совершает колебания с максимально возможной амплитудой. Полученные результаты представляют интерес для разработки компонентов наноустройств различного функционального назначения.

Проведен анализ изменений основных свойств тяжелых нефтей Волго-Уральского, Западно-Сибирского и Тимано-Печорского нефтегазоносных бассейнов в зависимости от уровня теплового потока. Исследована зависимость между уровнем теплового потока и вязкостью нефтей. Показано, что с увеличением уровня теплового потока вязкости тяжелых нефтей уменьшаются. Изучены взаимосвязи химического состава нефтей с изменением уровня теплового потока. Установлено, что на исследуемых территориях с увеличением уровня теплового потока содержание серы, смол и асфальтенов в тяжелых нефтях уменьшается, а содержание парафинов остается практически неизменным. Установлено, что с увеличением уровня теплового потока в среднем возрастает глубина залегания тяжелых нефтей, относительное число их залежей в палеозойских отложениях сокращается, а в мезозойских - возрастает. Показано, что в зонах с высоким уровнем теплового потока тяжелые нефти находятся в пластах с повышенными пластовыми температурой и давлением.

Предлагается математическая модель распространения сейсмических и электромагнитных волн в упруго-пористой, флюидонасыщенной электропроводящей среде нефтяных пластов. Обсуждается имитационная модель трансформации низкочастотных (5-15 Гц) в акустические и ультразвуковые и электромагнитных колебания, влияющие на изменение проницаемости нефтяных пластов. Приводятся некоторые результаты тестовых расчетов и соответствующие эмпирические данные, включающие варианты химических воздействий на нефтяные слои при одновременном волновом воздействии. Исследуемые эффекты обсуждаются с точки зрения развития новых технологий нефтедобычи.

Предложена и исследована математическая модель спекания порошков Ti-TiAl3 в условиях однородного регулируемого нагрева. Учитывается, что химические превращения происходят с изменением объема и сопровождаются появлением механических напряжений и деформаций дополнительно к напряжениями и деформациям вследствие высоких градиентов температуры. Учтено, что объемные изменения оказывают влияние на тепловые и химические процессы. Исследована эволюция температуры, концентраций элементов и соединений, относительного изменения объема образца и объемных деформаций во времени.

Обсуждается проблема учета вращения в рамках метода частиц. Показано, что учет поворота либо как самостоятельной степени свободы, либо через вращение окружения позволяет в рамках метода подвижных клеточных автоматов корректно описывать классическую сплошную среду. Для того чтобы описывать более сложные среды, например микрополярные, нужно реализовать оба способа учета поворота, при этом самостоятельную степень свободы рассматривать как независимый поворот. Ключевые слова: моделирование, метод частиц, механическое движение, вращение.

Зарождение большеугловых границ зерен в поликристаллах рассматривается как кинетическое структурное превращение, связанное с увеличением объемной доли структуры, характерной для переохлажденной жидкости. Распределение атомов в межзеренном пространстве описывается двумя параметрами порядка. В локальном приближении неравновесной термодинамики получены уравнения эволюции для параметров порядка. Рассмотрены решения, описывающие расслоение однородного состояния с образованием пространственно неоднородного распределения параметров порядка на границе зерен. Ключевые слова: большеугловые границы, структурное превращение, параметры порядка, неравновесная термодинамика, неустойчивость, расслоение.

В работе численно моделируется на основе уравнений механики сплошной среды динамическое нагружение металлической транстропной преграды стальными ударниками различной формы, но одинаковой массы. Скорости нагружения преграды составляют 300 и 600 м/с. Проведен анализ изменения в различных направлениях пределов текучести материала преграды в процессе его упругопластического деформирования при использовании модели изотропного упрочнения. Ключевые слова: пластичность, динамическое нагружение, упрочнение, численное моделирование, анизотропия.

В статье представлены результаты расчетов полей напряжений, индуцируемых различными комбинациями плоских дислокационных ансамблей. Показано, что в случае образования такими ансамблями субзерен с параллельными границами поле напряжений компенсируется в большей части структурных элементов, за исключением их приграничных областей. Это позволяет дислокациям относительно легко проходить такие элементы структуры. В случае образования в процессе деформирования элементов структуры в виде пересекающихся плоских ансамблей поле напряжений вокруг них не скомпенсировано, содержит вихревые и изгибные компоненты напряжений. Такое поле задерживает решеточные дислокации в объеме субзерен, что стимулирует дополнительную фрагментацию элементов субструктуры в ходе деформирования. Ключевые слова: дислокационный ансамбль, субструктура, поля напряжений.

Показана возможность изменения выходов, состава и свойств гуминовых кислот верхового и низинного торфов после механоактивации в присутствии твердой щелочи и целлюлозолитического фермента.

Методами лазерной спекл-интерферометрии и профилирования поверхности исследована эволюция локализации пластической деформации при одноосном растяжении ГПУ циркониевых сплавов. Установлено, что возникновение колебательной неустойчивости на параболической стадии пластического течения сплавов циркония связано с началом локального неоднородного геометрического изменения формы деформируемого образца. Показано, что кинетика процесса прогрессирующего уменьшения поперечного сечения образца имеет нелинейный характер и определяется колебательным изменением деформаций сужения и удлинения в очаге макролокализации в режиме "упрочнение-разупрочнение".

Методом электронной микроскопии, рентгеноструктурного анализа, измерения микро- и нанотвердости исследованы особенности взаимосвязи тонкой структуры с изменением прочностных свойств наноструктурных и нанокомпозитных покрытий Ti-Si-B-N с высоким содержанием примесей кислорода и углерода. Показано, что в условиях низкотемпературного (Т=200С) нанесения покрытий формируется двухуровневая зеренная структура с фрагментацией зерен размером 0,1-0,3 мкм на субзерна размером 15-20 нм. С увеличением содержания кремния и бора формируются бестекстурные покрытия с размером зерна кристаллической фазы менее 15 нм и высокой объемной долей рентгено-аморфной составляющей структуры. При температурах нанесения покрытий 400-450С наблюдается нанокомпозитная структура с отсутствием текстуры. Для всех изученных составов и условий получения обнаруживается кристаллическая фаза с параметром решетки а=(0,416-0,420). При оптимальных составах и условиях синтеза значения твердости превышают 40-50ГПа. Высказано предположение о возможности достижения сверхтвердости при многофазных зернограничных прослойках толщиной более 1 нм.

Приведены результаты исследования структуры поверхностей трения и триботехнических характеристик композиционного материала WC-сталь 110Г13 после трения по стальному диску в диапазонах скоростей скольжения от 0.65 до 40 m/s при давлении 2 МРа. Обнаружена область катастрофического изнашивания в диапазоне скоростей скольжения 23-30 m/s, после которой следует установившийся износ при скоростях скольжения выше 30 m/s. Показано, что резкое увеличение скорости изнашивания (в 4 раза) в диапазоне скоростей скольжения 23-30 m/s связано со сменой механизмов изнашивания. Установлен факт присутствия вблизи поверхности трения WC-сталь 110Г13 трех слоев, различающихся друг от друга по структуре и свойствам.

Проведено молекулярно-динамическое моделирование поведения кулоновских шаров заряженных пылевых частиц сферической формы при различных интенсивностях всестороннего импульсного нагружения внешней оболочки. Если интенсивность внешнего нагружения меньше некоторого порогового значения, то оболочечная структура кулоновского шара сохраняется. При этом колебания внешних оболочек характеризуются биениями, которые постепенно затухают. С увеличением интенсивности всестороннего нагружения оболочечная структура кулоновского шара "размывается" и при достижении порогового значения нагружения система переходит в в "жидкообразное" состояние. Частота колебания внешней оболочки не зависит от интенсивности всестороннего нагружения. Расчеты показали. что с ростом числа пылевых частиц в кулоновском шаре частота колебаний внешней оболочки стремится к некоторому предельному значению.

Методом молекулярной динамики проведено изучение поведения нанотолщинных бислойных пленок (пластин) конечной длины, сформированных из кристаллических пленок Ni-Cu. Межатомное взаимодействие описывалось в рамках метода погруженного атома. Показано. что формируемые наноструктуры в отсутствие внешних воздействий совершают механические колебания. Амплитуда и частота колебаний зависят от длины и толщины исходной пластины. Установлены зависимости параметров колебаний наноструктур от их геометрических размеров. Полученные закономерности представляют интерес при конструировании компонентов наноустройств различного функционального назначения.

Методами лазерной спеклинтерферометрии и профилирования поверхности исследованы закономерности макролокализации пластической деформации при одноосном растяжении циркониевых сплаво с гексагональной плотноупакованной структурой. Установлено, что возникновение колебательной неуйстойчивости на параболической стадии пластического течения сплавов циркония обусловлено локальным неоднородным изменением формы деформируемого образца. Показано, что кинетика процесса определяется колебательным изменением деформаций сужения и удлинения в очаге макролокализации в режиме упрочнения-разупрочнения.

Измерена фрактальная размерность поверхности пористой керамики. Полученная зависимость от объема порового пространства имеет два излома, отражающие изменение характера пористости от изолированных пор до сообщающихся поровых кластеров. что позволяет получить корреляцию с известными особенностями в поведении пористых тел.

В Словаре содержится порядка 10000 терминов. Приводятся термины из областей науки и техники, посвященных главным образом проблемам и задачам передачи, приема, получения и преобразования информации на основе использования электромагнитных и акустических волн. Даются сведения об устройствах, применяющихся в радиолокации, радионавигации, радиоуправлении, телевидении, радиометеорологии, оптике, радиотехнике, электронике, оптоэлектронике, акустоэлектронике, гидроакустике, связи и других отраслях техники как народнохозяйственного, так и военного применения. Приводятся отдельные сведения по терминологии смежных отраслей знаний, в том числе связанных с электротехникой и вычислительной техникой. Даются примеры радиотехнических, электронных, оптико-электронных, акустических (гидроакустических) устройств, станций, комплексов и систем различного назначения, разработанных как в нашей стране, так и за рубежом. Словарь предназначен для широкого круга специалистов и учащихся, в том числе интересующихся историей развития техники. Он может представлять интерес для научных работников, военных специалистов, разработчиков аппаратуры, технических редакторов, преподавателей, аспирантов, студентов, школьников.

Первый учебник на русском языке по современным методам исследования для материаловедения. Чрезвычайно четко и детально описаны рентгеновские методы анализа, физические основы оптической и электронной микроскопии. Количественные методы микроанализа включают и рентгеновские микроанализаторы, встроенные в новейшие модели электронных микроскопов. Книга адресована широкому кругу ученых, инженеров и студентов, занимающихся изучением и разработкой новых материалов, нанотехнологиями.

Дается обобщение методов анализа дискретных (цифровых) сигналов, методов анализа и синтеза цифровых фильтров. Известные методы дополнены оригинальными. Рассматриваются практические аспекты применения цифровых фильтров. Монография рассчитана на инженеров и исследователей в области радиотехники, может быть полезна преподавателям и студентам старших курсов радиотехнических специальностей. Методическая обработка материала базируется на многолетнем опыте чтения соответствующей учебной дисциплины в вузе.

Книга является первым систематическим обзором потенциальных военных приложений нанотехнологии. В ближайшие 10 -20 лет могут быть созданы сверхмалые компьютеры, более легкие и прочные материалы, новые типы оружия и даже имплантаты, вводимые в организм военнослужащих. Перспективы военных нанотехнологии рассматриваются прежде всего с точки зрения международной безопасности и предотвращения новой гонки вооружений. Монография полезна для ученых, инженеров и преподавателей высшей школы, студентов и аспирантов, бакалавров и магистров, специализирующихся в области нанотехнологии и наноматериалов, микро- и наносистемной техники.

Рассмотрены методы оценки адгезионной прочности, изучена морфология поверхности, проведен послойный элементный анализ в приповерхностном объеме никелида титана с покрытиями из молибдена и тантала различной толщины. Показано, что механическая и адгезионная прочность покрытий зависит от его толщины, а также от химического состава пленки и подложки.

Изложены методы формообразования деталей, применяемые для этих целей оборудование и инструментальные материалы, в т.ч. зарубежных фирм, наиболее рациональное их использование в технологических процессах изготовления деталей авиационных двигателей. Большое внимание уделено прогрессивным методам обработки, обеспечивающим требуемые параметры качества изготовления деталей, надежность и ресурс авиационных двигателей. С изучения этого курса студенты, будущие специалисты в области технологии производства авиационных двигателей и энергетических установок, знакомятся с технологическими особенностями производства, знание которых позволяет спроектировать технологический процесс изготовления детали, обеспечивающий требуемую точность и качество поверхностного слоя обработанной детали с минимальной себестоимостью. Для студентов, обучающихся по специальности «Авиационные двигатели и энергетические установки» направления «Двигатели летательных аппаратов».

Рассмотрены особенности технологии обработки лопаток турбин и компрессора на многоцелевых станках (обрабатывающих центрах), электрофизические методы обработки. Изложены некоторые вопросы упрочнения поверхностей деталей, нанесения покрытий и контроля. Для инженеров-технологов, полезна студентам авиационных вузов.

Обзор посвящен проблеме получения моторных топлив, отвечающих современным требованиям по содержанию в них серы. Рассмотрены основные способы очистки углеводородного сырья от серосодержащих соединений, показаны перспективные направления исследований в данной области.