Монография посвящена теории предельного состояния твердых деформируемых ел и горных пород. Исследованы соотношения теории предельного состояния, дано приложение теории к технологическим задачам процессов обработки материалов давлением, механики горных пород и др. Для научных работников, инженеров, аспирантов, студентов старших курсов, специализирующихся в области механики деформируемого твердого тела.

В книге изложен новый подход к оценке напряженно-деформированного состояния высокотемпературных конструкций, объединяющий теории пластичности и ползучести на основе модели анизотропного упрочнения. Модифицированы критерии длительной прочности металла. Дано экспериментальное обоснование предлагаемых теоретических моделей. Книга предназначена для специалистов по проектированию и техническому диагностированию энергетического и нефтехимического оборудования, а также для исследователей, занимающихся вопросами высокотемпературного деформирования и разрушения материалов.

В рамках многоуровневого подхода физической мезомеханики исследованы механизмы самосогласования поворотных мод циклической деформации на мезомасштабном уровне в поверхностных слоях поликристаллов различной природы. Получено прямое экспериментальное подтверждение эффекта «шахматного» распределения пластической деформации в зоне интерфейса «поверхностный слой – подложка» и на внутренних границах раздела.

Проведены исследования деформирования пористой керамики на основе нанокристаллического диоксида циркония. Показано, что накопление микроповреждений носит пороговый характер и после локального разрушения материал продолжает деформироваться по прежнему закону. Существует прямая корреляция между макронапряжениями и локальными (мезоскопическими) параметрами распределения деформаций, области равномерного накопления деформации чередуются с ее резкими изменениями, приводящими сначала к локальному, а затем к макроразрушению всего материала.

Представлены результаты исследования характера макролокализации пластического течения поликристаллического дуралюмина марки Д1. Установлено, что деформационная кривая этого материала содержит три основных стадии: линейного упрочнения, параболического упрочнения (n = 1/2), предразрушения (n 1/2). Картины распределения очагов локализованной пластической деформации эволюционируют в соответствии со стадиями упрочнения. На стадии предразрушения наблюдается самосогласованное движение очагов локализации к месту будущего разрушения. Скорости таких очагов линейно зависят от координат их зарождения.

Проведено исследование деформационного поведения крупнозернистого и субмикрокристаллического технически чистого титана. Основной особенностью поведения субмикрокристаллического материала является наличие на диаграммах нагружения продолжительного участка предразрушения, где деформирование происходит практически без упрочнения. На этой стадии наблюдаются очаги локализованного пластического течения с различным уровнем накопления деформации. Очаг с максимальной амплитудой деформации неподвижен и отмечает место будущего разрушения. Остальные домены локализованной деформации движутся с тем большей скоростью, чем дальше они отстоят от места будущего разрушения.

В работе представлены результаты исследований влияния трехсторонней ковки при 873...673 K на микроструктуру, фазовый состав и мартенситные превращения в никелиде титана. Показано, что при понижении температуры ковки увеличивается объемная доля субмикрокристаллической фракции, а после ковки при 673 K субмикрокристаллическая фракция преобладает, присутствует наноструктурная фракция (~30 %) и встречаются единичные зерна размером ~ 1 мкм. Установлена корреляция размеров фрагментов зеренно-субзеренной структуры TiNi с их фазовым составом. Обнаружена смена последовательности мартенситных превращений при охлаждении образцов, деформированных при 873...673 K.

Исследованы закономерности макролокализации пластической деформации на параболической стадии деформационного упрочнения сплава циркалой-2, используемого в ядерной энергетике. Обнаружена неустойчивость пластического течения, определяемая колебательным периодическим изменением пространственно-временной картины распределения локальных удлинений, наблюдаемой методом спекл-интерферометрии. Полученные результаты обсуждаются в рамках синергетического подхода, основанного на представлении эволюции пластического течения на завершающей стадии как неустойчивого предельного цикла.

Представлены результаты исследований влияния электрического потенциала на процесс низкотемпературной ползучести поликристаллического алюминия. Выполнен сравнительный анализ воздействия собственно электрического потенциала, подаваемого на образец, и потенциала, возникающего из-за контактной разности потенциалов при присоединении металлов с иной работой выхода электрона. Обнаружена качественная эквивалентность этих двух типов электрического воздействия.

Изучено деформационное поведение при растяжении субмикрокристаллического титанового сплава Ti–6Al–4V с различным содержанием водорода при температурах 293, 923 и 973 K. Установлено, что легирование водородом в количестве 0.08...0.33 мас. % повышает устойчивость сплава к локализации деформации на макроуровне при комнатной температуре и понижает при температурах 923 и 973 K. Обсуждаются возможные причины снижения устойчивости сплава к локализации деформации на макроуровне в присутствии водорода.

Исследовано накопление водорода в поверхностных слоях циркониевого сплава Э-125. Показано, что электролитическое наводораживание приводит к увеличению микротвердости и уменьшению модуля упругости поверхностного слоя. Наводороженный слой вызывает рост предела текучести и существенное снижение пластичности нагруженных образцов. Последующее облучение рентгеновским пучком способствует выходу водорода из поверхностного слоя образцов циркониевого сплава и частичному восстановлению его механических характеристик.

Изучено явление макролокализации деформации для широкого круга материалов (стали, сплавы, чистые металлы, керамика) с различной кристаллической структурой. С помощью акустического комплекса были получены координаты источников сигналов акустической эмиссии. Методом эволюционного распределения полей координат показано, что на всех стадиях пластической деформации наблюдается периодичность координат источников сигналов акустической эмиссии. Измерены скорости перемещения полос макролокализации для некоторых видов сталей. Предложенный метод позволяет экспериментально исследовать кинетику процессов локализации непосредственно в процессе деформации.

Представлены результаты исследования закономерностей формирования микроструктуры в титане ВТ1-00 и ВТ1-0, подвергнутом интенсивной пластической деформации методами равноканального углового и одноосного прессования в пресс-форме при различных деформационно-температурных режимах. Применение пресс-формы позволяет создать стесненные условия и повысить эффективность прессования. Показано, что прессование указанными методами приводит к формированию подобных субмикроструктур со средним размером зерна не более 0.3 мкм. Для достижения наноструктурного состояния была применена дополнительная пластическая деформация прокаткой в гладких или ручьевых валках. При этом было достигнуто состояние с характерным размером зеренно-субзеренной структуры менее 100 нм. Отжиг при 250 °С позволил повысить пластичность до 6 % при незначительном увеличении характерного размера зеренно-субзеренной структуры.

Исследовано влияние интенсивной пластической деформации методами равноканального углового и всестороннего прессования на структуру и фазовый состав алюминиевого сплава Al–Mg–Li. Изучены механические свойства и деформационное поведение исследуемого сплава при комнатной температуре. Проведен анализ причин существенного повышения прочностных свойств сплава после обработки методом всестороннего прессования по сравнению с материалом, полученным методом равноканального углового прессования.

Проведено исследование фазового состава и дефектной структуры стали 02Х17Н14М2 после деформации прокаткой при комнатной температуре. Магнитными методами показано, что при epsilon = 60 % происходит формирование alfa-фазы. При увеличении степени деформации содержание a-фазы возрастает и при деформации epsilon = 99 % составляет ~0.5 %. Методами просвечивающей электронной микроскопии показано формирование alfa-мартенсита в областях полос локализации и микродвойников деформации. Обсуждаются возможные механизмы формирования alfa-мартенсита.

В монографии рассмотрены проблемы моделирования в образовательных системах применительно к современным педагогическим технологиям. а также модельные представления в области механики сплошной среды. теории высокотемпературной ползучести, диффузии в твердых телах и проблемы кинетики спекания и припекания защитных порошковых покрытий. Книга предназначена для научных работников, специалистов в области сварочных процессов. преподавателей и студентов технических вузов и физических специальностей университетов и педвузов.

Изложены результаты научно-исследовательских работ по изучению механизма воздействия на призабойную зону высокообводненных скважин пенными системами, композициями растворителей и поверхностно-активных веществ, термоакустическим методом. Приводятся результаты теоретических работ и промысловых испытаний по созданию новых технологий и составов по повышению производительности скважин, ограничению водопритоков, глушению скважин, герметизации межтрубного пространства скважин, освоению скважин. Изложены результаты исследований глубинно-насосной установки, газотурбинной установки, обобщен опыт по проектированию пароциклических обработок эксплуатационных скважин. Приведено экономическое обоснование применения газлифтного способа эксплуатации, проведения обработок призабойной зоны, использования энергии пара при добыче нефти.

В работе анализируются последовательности дефектов различной природы, возникающие в процессе деформации. Традиционно дефект рассматривается только как источник внутренних напряжений, поэтому процесс деформирования описывается фазовой кривой в пространстве двух измерений напряжение – деформация. Необходимо учесть, что дефект как локальная неоднородность обладает собственной энергией. Учет собственной энергии дефектов приводит к увеличению размерности фазового пространства, поскольку необходимо вводить параметры, характеризующие возникающие в процессе деформации дефектные структуры. Анализ потенциальной энергии деформируемой системы позволяет прояснить причину возникновения дефектов различной природы и ввести понятие деформационных уровней в фазовом пространстве. В этом случае в фазовом пространстве можно выделить деформационные уровни, вдоль которых при эволюции природа и количество параметров деформируемой системы не изменяются. Таким образом, переход деформируемой системы с одного деформационного уровня на другой связан с их качественными и количественными изменениями. В рамках развиваемых представлений процесс деформирования от упругости до разрушения описывается кривой в фазовом пространстве, размерность которого определится, помимо параметров напряжение – деформация, еще и параметрами возникающих в ходе деформации дефектных структур. Стандартная кривая напряжение – деформация является проекцией пространственной кривой фазового пространства на плоскость напряжение – деформация.

Выполнена ковка с переменой оси осаживания циркониевого сплава Г110 со ступенчатым понижением температуры прессования от 500 до 200 °С. В процессе ковки фиксировалось приращение деформации на единицу нагрузки, а также проводились электронно-микроскопические исследования структуры сплава на различных этапах ковки с переменой оси осаживания. Описаны особенности структуры и определено распределение субзерен по размерам в сильнодеформированном сплаве Г110 после суммарной его деформации до 450 %.

Рассмотрены источники загрязнения атмосферного воздуха. Указаны реальные пути ограничения выбросов химических, металлургических и других производств. Приведены экономические аспекты защиты атмосферы. Описаны основные процессы и оборудование, ограничивающие выброс твердых, жидких и газообразных загрязнений. Для инженерно-технических и научных работников химической и смежных с ней отраслей промышленности. Может быть полезна преподавателям и студентам вузов.

Разрабатываемое автором в течение многих лет представление о силе разуплотнения поверхностного слоя жидких, твердых и газообразных веществ — СРПС использовано для объяснения свойств наноструктур. Показано, что в наноструктурах вследствие их незначительных поперечных размеров прекращается действие ее температурной составляющей — Т-СРПС. Этим обусловлены все их главнейшие свойства, отличающие их от обычных материалов. Книга предназначена для широкого круга специалистов в области естественных и технических наук, работы которых связаны с изучением процессов на поверхности веществ, наноструктур и разработкой нанотехнологий.

Настоящий сборник содержит 45 задач по газодинамике с решениями. В задачах рассматриваются изэнтропическое течение сжимаемой среды, ударные и детонационные волны. Некоторые из представленных задач включались в теоретический курс "Механика сплошных сред", читавшийся в Московском инженерно-физическом институте в 50-х годах, другие предлагались аспирантам Всероссийского научно-исследовательского института технической физики, часть из них составлена автором. Большинство задач базируется на теоретическом материале книги Е.И. Забабахина "Некоторые вопросы газодинамики взрыва". Сборник может рассматриваться как дополнительный материал для соответствующего теоретического курса, а также как руководство при решении простых практических задач. Он может быть полезен студентам, аспирантам и научным работникам, специализирующимся в области газодинамики и физики взрыва. Рекомендуется последовательная проработка предлагаемого материала, поскольку при решении некоторых задач используются результаты, полученные в предыдущих.

Сборник содержит результаты теоретического изучения нескольких типов газодинамической кумуляции и исследований, в том числе экспериментальных, по проблеме взрывного выброса грунта. Читатель познакомится с набором эффективных способов упрощенного рассмотрения разных задач динамики сплошной среды.

В предлагаемой книге авторы — известные ученые и бизнесмены, занимающиеся теоретическими и практическими проблемами нанотехнологии, — описывают состояние дел и перспективы их развития на ближайшее десятилетие, а также возможное воздействие нанотехнологии на глобальные процессы. Книга предназначена для широкого круга читателей: научных работников, специалистов, а также студентов профильных учебных заведений.

В данной книге подробно описаны основные физические концепции, связанные с нанонаукой и нанотехнологиями, и возможности создания на их основе микроэлектронных и оптоэлектронных приборов нового поколения. В настоящее время издается много книг по новейшим разделам нанонауки, но почти отсутствуют учебники и пособия для студентов-старшекурсников и аспирантов, связанных с нанонаукой. Предлагаемая книга восполняет этот пробел, так как представляет собой ценное учебное и справочное пособие для студентов, специализирующихся в физике, материаловедении и некоторых других технических дисциплинах. Кроме того, книга может представить интерес для ученых и инженеров-практиков, желающих глубже понять принципы нанонауки и нанотехнологии.

Лазеры играют важнейшую роль в сфере технических измерений, информационных технологий, обработки материалов, медицине и других областях науки. В книге дается обзор наиболее распространенных типов лазеров с описанием их многочисленных применений. Рассматриваются основы лазерной оптики, оборудование для анализа лазерного излучения, приводятся характеристики лазерных материалов. Заключительные главы посвящены рассмотрению наиболее важных областей применения лазерных установок и перспектив их дальнейшего развития. Простота и доступность изложения делает книгу прекрасным пособием для студентов вузов, преподавателей, учителей и школьников.

Исследованы механические свойства керамики ZrO2-3 вес. % MgO в зависимости от количественного фазового состава. Показано, что. уровень механических свойств керамики обусловлен количеством моноклинной фазы, содержащейся в материале. Обнаружено, что помимо, механизма трансформационного превращения, полученная керамика упрочнена микротрещинами. Также изучены триботехнические свойства керамик ZrO2=3 вес.% MgO, упрочненной микротрещинами и мартенситным превращением в условиях сухого трения по стали. Обсуждаются факторы, влияющие на поведение такой керамики при трении и износе.

Исследовано влияние межзеренных границ на особенности развития каскадов атомных соударений и формирование радиационно-поврежденных областей в кристаллитах ванадия. Наличие в материалах границ зерен оказывает существенное влияние на характер радиационной повреждаемости, в частности на распределение и размеры радиационных дефектов. Показано, что межзеренные границы раздела служат барьером для распространения каскадов атомных смещений и аккумулируют в своей области значительную долю радиационных дефектов. В кристаллитах ванадия после релаксации содержится относительно малое число кластеров, состоящих из точечных дефектов, т.е. вакансий и собственных межузельных атомов. Ключевые слова: радиационные дефекты, молекулярная динамика, границы зерен.

В монографии представлены результаты работ ИФП СО РАН по развитию нанотехнологий и методов диагностики для создания нового поколения устройств и приборов современной микро- и наноэлектроники. Рассмотрены: технологии молекулярно-лучевой эпитаксии; методы наноструктурирования, позволяющие создавать двух- и трехмерные наноструктуры различных форм и геометрии; современные методы диагностики полупроводниковых наноструктур с атомным разрешением; результаты применения нанотехнологии для изготовления устройств наноэлектроники. Монография представляет интерес для специалистов в области физики полупроводников, физики и химии твердого тела, микро-, наноэлектроники и нанотехнологии.

Книга подготовлена коллективом американских исследователей на основе рекомендаций Межведомственной рабочей группы по нанонауке, нанотехнике и нанотехнологии, которая входит в Национальный совет по науке и технике при президенте США. Нанотехнология, обеспечивающая прогресс во многих областях деятельности, объявлена в США приоритетным направлением с существенным увеличением государственного финансирования. Изложены основные сведения об исследованиях и разработках, а также о применении нанотехнологии в машиностроении, энергетике, электронике, компьютерной и военно-космической технике, биологии, медицине, охране окружающей среды. Для научных работников, инженеров, аспирантов и студентов, специализирующихся в областях физики и химии конденсированных сред, материаловедения, биологии, медицины, экологии, электроники, энергетики, а также для специалистов, разрабатывающих стратегию развития науки и техники.

В монографии представлены теоретические и практические основы нанотехнологий - процесса разделения, сборки и изменения материалов путем воздействия на них одним атомом или одной молекулой - символа новой, третьей научно-технической революции. В книге раскрыты базовые термины и определения, приведены исторические аспекты развития научного направления, рассмотрены основные области применения нанотехнологий. Приводится подробное описание "эффекта лотоса" и "эффекта безызносности", технологии финишной антифрикционной безабразивной обработки (ФАБО), нанодобавок к топливно-смазочным материалам и других препаратов автохимии на основе нанотехнологий, находящих все более широкое применение и позволяющих значительно повысить надежность автомобильной и другой техники. Издание предназначено для профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и студентов технических вузов, инженерно-технического персонала автотранспортных и ремонтных предприятий, а также владельцев транспортных средств.

На примере сплава Al+10%Al2O3 при растяжении с использованием оптико-телевизионной системы TOMSC исследовано влияние искусственных концентраторов напряжений на локализацию деформации в сплавах с хорошо выраженным эффектом Портевена - Ле Шателье. Установлено, сто малое число нарезов (1 - 3) обусловливает пластическую деформацию в небольшом объеме материала; дальнейшее увеличение числа надрезов приводит к повышению напряжения течения и пластичности образца.

Представлены оригинальные результаты в области математического и численного моделирования механического поведения разнопрочных и сыпучих сред. С помощью предлагаемых моделей определялись зоны локализации деформаций. Исследованы процессы распространения упругих и упругопластических волн в разрыхленных средах. Построены модели смешанного типа, описывающие течение сыпучих материалов при наличии застойных зон квазистатического деформирования. Были рассмотрены вопросы численной реализации моделей механики сыпучих сред на многопроцессорных вычислительных системах. Книга предназначена научным работникам, преподавателям университетов, аспирантам и студентам старших курсов, специализирующимся в области механики деформируемых сред, математического моделирования и смежных областях прикладной и вычислительной математики.

В модели пластического течения как прямого плюс обратного (по альтернативной системе) мартенситного ГЦК - ОЦК - ГЦК-превращения на примере полос локализации деформации с 60110 переориентацией кристаллической решетки, формирующихся в результате такого превращения при прокатке аустенитных сталей, в приближении малых деформаций проведено теоретическое исследование дисторсии указанного превращения. проведен анализ относительного вклада различных мод деформации и переориентации кристалла в общую дисторсию превращения.

Методом ПЭМ исследовано структурно-фазовое состояние и дефектная структура нанокомпозитных покрытий TiN/Cu, AlN/Cu на подложках из нержавеющей стали и сплава ВТ-20. Установлено, что в процессе роста покрытия AlN/Cu формируется однородная по толщине гетерофазная нанокристаллическая структура, содержание металлической фракции в которой не превышает 10%.

Проведен анализ и обобщение экспериментальных данных по строению и физико-химическим свойствам алюминия и его сплавов в жидком состоянии. Приведены сведения о термодинамических свойствах жидких сплавов на основе алюминия. Рассмотрены вопросы взаимодействия жидких сплавов на основе алюминия с газами, дан анализ их электрофизических и транспортных (скорости звука, вязкости, электропроводности, диффузии), поверхностных и объемных свойств. Ряд сведений по структуре и физико-химическим свойствам расплавов на основе алюминия получены впервые в лабораториях Института металлургии Ур О РАН и Красноярского гос. ун-та. Материал представляет интерес для металлургов и научных работников, специализирующихся в области физической химии жидкого состояния.