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.

Книга известных специалистов в области физики низкоразмерных систем посвящена оптическим свойствам твердотельных гетероструктур с характерными масштабами пространственных неоднородностей от сотен до единиц нанометров. Представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований таких важных объектов, как фотонные кристаллы, квантовые ямы и сверхрешетки, квантовые точки и металлические наночастицы. Книга предназначена для студентов старших курсов физических факультетов, а также аспирантов и научных работников, специализирующихся в области оптики твердого тела.

В учебном пособии рассмотрены свойства и основные методы получения наноструктур и наноструктурных материалов: фуллеренов, углеродных нанотрубок, аморфных металлических сплавов, нанокристаллических и квазикристаллических материалов. Изложены современные представления о структуре рассматриваемых веществ. Представлены сведения о влиянии структуры на физико-механические свойства и во возможном применении данных материалов. Для студентов, обучающихся по специальностям - "Материаловедение" или "Техническая физика". Может быть использовано аспирантами, преподавателями и научными сотрудниками.

В монографии рассматриваются теоретические основы, методика и практика применения метода рентгеновской топографии на основе эффекта Бормана (РТБ). Приводятся методика и результаты моделирования теоретического контраста от основных типов дефектов в монокристаллических материалах в методе РТБ и его сопоставление с экспериментальным контрастом. Предложены методы цифровой обработки изображений, позволившие устранить слабый контраст и фоновую неоднородность топограмм и фотонегативов, влияние зернистости фотоэмульсии, представить изображение дефектов в виде, более удобном для анализа и идентификации дефектов. Для научных работников, инженеров, преподавателей и студентов, специализирующихся в области материаловедения, кристаллофизики и технологии материалов электронной техники.

Белая книга подготовлена по итогам Первого Всероссийского совещания ученых, инженеров и производителей в области нанотехнологий «Исследования в области наночастиц, наноструктур и нанокомпозитов в Российской Федерации» и результатам опроса ведущих специалистов по нанотехнологий. Она представляет собой сборник аннотаций проводимых работ и перечень организаций России на май 2006 года, работающих в области исследования наночастиц, наноструктур и нанокомпозитов, и практической реализации наноматериалов. В Белой книге беспристрастно и объективно каталогизированы работы ведущих научных школ Российской академии наук, государственных образовательных учреждений, производственных корпораций и предприятий малого и среднего бизнеса. В книге систематизированы работы по пяти основным направлениям исследований — химия, физика, биология наноразмерного состояния, образование (подготовка специалистов высшей квалификации и среднего звена в области нанотехнологий), производство и применение наноматериалов в России. Книга предназначена для научных сотрудников, предпринимателей, государственных служащих, студентов и аспирантов, специализирующихся в данной отрасли.

В монографии сделана попытка сформулировать целостную физически обоснованную систему представлений о факторах, контролирующих предельный уровень прочности металла на трех масштабных уровнях: атомном, микро- и мезоуровнях, а также на макроуровне (прочность металла в конструкции) Изложены результаты молекулярно-динамического моделирования деформирования металлических наночастиц и разработанные на их основе представления об атомистике процессов потери устойчивости, деформации и разрушения идеальных кристаллов и металлических наночастиц. Установлена связь между объемными и энергетическими изменениями при деформации кристалла. Рассмотрена статистическая модель хрупкого разрушения поликристаллов, основанная на концепции зародышевых трещин. Кроме результатов теоретических исследований, приведен значительный объем экспериментальных данных по влиянию структурного состояния конструкционных сталей на уровень предельной прочности, а также изложены основы оптимизации структурного состояния конструкционных сталей и идеи, касающиеся технологических путей х реализации. Вводится понятие предельной прочности метала в конструкции - Rs. Возможности разработанного подхода продемонстрированы на примере прогнозирования предельного состояния корпуса реактора. Для специалистов в области физики прочности, материаловедения, инженеров-конструкторов, а также студентов вузов.

Книга посвящена изложению новейших результатов в новой области нанотехнологий — наноплазмонике. Наноплазмоника является частью нанооптики и нанофотоники и имеет дело с колебаниями электронов в металлических наночастицах и наноструктурах. Важность и перспективность наноплазмоники заключается в том, что она позволяет совместить нанометровые размеры приборов и сенсоров с оптическими частотами их функционирования. Подробно изложены современные методы описания плазмонных свойств наночастиц и приведены основные расчетные формулы, представлены новейшие приложения наноплазмоники: от медицины до электроники и создания «плащей-невидимок» и «идеальных линз». Книга предназначена научным работникам, желающим быстро войти в увлекательный мир нанооптики и наноплазмоники.

В книге даются основные понятия о нанотехнологии и нанообъектах, приводятся сведения о характерных особенностях и свойствах наночастиц. Рассмотрены функциональные и конструкционные материалы (фуллерены, углеродные нанотрубки, ленгмюровские молекулярные пленки) и их применение. Значительное внимание уделяется методам получения наночастиц и упорядоченных наноструктур, приводятся результаты искусственного наноформообразования, описаны методы зондовой нанотехнологии, пучковые и другие новые методы нанолитографии. Для студентов и аспирантов высших учебных заведений, специализирующихся по направлению «Нанотехнология».

В сборник включены статьи, посвященные закономерностям формирования структуры композиционных углеродных материалов при высокотемпературной обработке и иименению их физических свойств (электрических, магнитных, термоэлектрических и т. по.), а также результаты исследования углеродных материалов методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. В сборник включены статьи, описывающие влияние различных воздействий на физические свойства графитов разных марок. дано теоретико-групповое описание структуры графита.

Приведены справочные данные, необходимые для получения и измерения рентгенограмм поликристаллов и монокристаллов различных веществ. Приведены описания и технические данные для серийно выпускаемой рентгеновской аппаратуры, описаны свойства детекторов излучения, фильтров и монохроматоров. Даны таблицы и графики для получения и измерения рентгенограмм неподвижных и движущихся монокристаллов. Для получения рентгенограмм поликристаллов приведены условия съемки и установки камер, данные для определения углов скольжения. Для определения межплоскостных расстояний построены графики, позволяющие проводить расчеты как по результатам измерений углов скольжения, так и непосредственно по диаграммной ленте дифрактометра. Справочное руководство предназначено для работников заводских лабораторий и научно-исследовательских институтов, изучающих структур и свойства материалов, а также студентов соответствующих специальностей.

В учебнике приведена общая классификация физических методов и характеристика прямых и обратных задач, для решения которых эти методы могут быть использованы. Изложены теоретические основы, описана техника эксперимента и приведены примеры применения методов масс-спектрометрии, определения электрических дипольных моментов, вращательной, колебательной и электронной спектроскопии, дисперсии оптического вращения, кругового дихроизма, аномального рассеяния рентгеновских лучей, эффектов Керра и Фарадея. Показано, каким образом совместное использование сразу нескольких методов позволяет получать данные о физических параметрах молекул и свойствах веществ.

Рассмотрены механизмы деформации металлов с гране- объемно центрированной, гексагональной плотноупакованной решетками, жаропрочных сплавов, карбидов переходных металлов, оксидов, галлоидов, оливинов и шпинели. Приведены соответствующие диаграммы, даны рекомендации по их построению и модификации с учетом высоких скоростей деформации и давлений, классификации материалов и их изомеханических групп. Проанализировано влияние скорости нагружения, указана практическая полезность диаграмм. Для научных и инженерно-технических работников - материаловедов.

Приведены фотографии микроструктур никельмолибденовых и никельхромомолибденовых сплавов промышленных плавок листового проката в состоянии поставки, закалки и длительного отпуска. Установлена зависимость механических свойств никельмолибденового сплава от способа выплавки, схемы прокатки и режима закалки. Рассмотрен характер коррозионного разрушения сварных соединений никельмолибденовых сплавов: коррозия "ножевого" типа, межкристаллитная и коррозионное растрескивание под напряжением электросварных труб в сильно агрессивных средах. Для инженерно-технических работников научно-исследовательских институтов, заводских лабораторий металлургической, химической, авиационной и машиностроительной промышленности.

Приведены результаты обширного целенаправленного исследования по получению и применению бериллиевой керамики в дозиметрии ионизирующего излучения, новых областях - ядерной и лазерной технике и специальном приборостроении. Исследованы структурные и физико-химические свойства исходного бериллиевого сырья - основного карбоната и гидроксида бериллия (ГБ), используемых для получения порошка BeO высокой чистоты и производства керамики. Проведен термодинамический анализ процесса получения порошка BeO при термовакуумном разложении ГБ. Исследована дефектная структура порошков BeO. Рассмотрены особенности получения керамических изделий методами полусухого прессования и шликерного литья. Разработана технология изготовления прозрачной керамики с физико-химическими свойствами, близкими к монокристаллам BeO. Исследованы перспективы применения керамики из BeO в лазерной технике. и дозиметрии ионизирующего излучения. Изучено влияние редкоземельных металлов, щелочных металлов, бора и других примесей на электрофизические и эмиссионные характеристики керамики BeO. Получена плотная проводящая керамика состава BeO+TiO2, изучены ее физико-химические свойства и рассмотрены области применения такой керамики в лазерной технике, дозиметрии ионизирующего излучения, радиотехнических СВЧ-устройствах и других областях. Приведены результаты исследования электронной структуры оксида бериллия современными квантово-химическими методами. Показано, что образование дефектов в BeO сопровождается формированием локализованных электронных состояний, по-видимому, ответственных за эмиссионные характеристики BeO. Исследовано кластерообразование в системе Be-O. Установлена стабильная форма образующихся нанокластеров BenOn.

Известные технологические процессы рассмотрены с позиции участия в них водорода. практически всегда остающегося незамеченным. Изучена роль водорода в образовании кристаллической структуры графита и сделан вывод, что все твердые углеродистые вещества содержат в своем составе водород. Поскольку явление выделения водорода при нагревании угля, кокса или графита хорошо известно, то во всех высокотемпературных процессах и с их участием непременно участвует и водород. Развитие подобных представлений позволило создать новую концепцию твердофазного восстановления оксидов металлов и спекания порошкообразных веществ, в которой водороду отводится роль транспортирующего агента в газофазных транспортных химических реакциях. На основании экспериментов сделана попытка связать с ювенильным водородно-метановым флюидом образование твердых и жидких ископаемых углеродистых веществ. Изучение возможности получения водорода путем газификации негорючих углеродистых веществ, например графита, является актуальным и вносит вклад в развитие водородной энергетики. Книга рассчитана на специалистов в области физической химии, металлургии и материаловедения.