Монография посвящена синтезу, атомной, электронной структуре, механизмам переноса заряда и применению диэлектриков с высокой диэлектрической проницаемостью в кремниевых приборах флэш-памяти. Рассматриваются наиболее важные и перспективные диэлектрики Al2O3, HfO2, Ta2O5, ZrO2, TiO2, твердые растворы (HfO2)x(Al2O3)1-x. Анализируется также электронная структура трех традиционных ключевых диэлектриков в кремниевых приборах : оксида SiO2, оксинитрида SiO2Ny, и нитрида Si3N4 кремния. Книга адресуется студентам, аспирантам, инженерам и научным сотрудникам, занимающимся физикой твердого тела и микроэлектроникой.

Изучено влияние режимов термической обработки на микроструктуру и фазовый состав малоактивируемой жаропрочной ферритно-мартенситной стали ЭК-181 (Fe-2Cr-2W-V-Ta-Ba). Дополнительное термоциклирование вблизи точки фазового перехода "аустенит-мартенсит", между закалкой и отпуском затрудняет образование высокодисперсных фаз внедрения, снижает интенсивность фазового наклепа, препятнствует формированию субструктуры с непрерывными разориентировками и снижает температуру хрупковязкого перехода.

В книге изложены основные положения теории раскисления железоникелевых сплавов. На основании новейших данных определены растворимость кислорода в жидких железоникелевых расплавах и состав оксидной фазы над расплавами этой системы. Проведен термодинамический анализ и экспериментально изучены растворы кислорода в железоникелевых и железоникельхромовых сплавах. Исследовано влияние на растворимость и термодинамическую активность кислорода элементов, наиболее часто употребляемых для раскисления и легирования: хрома, марганца, ванадия, кремния, углерода, титана и алюминия. Рассмотрены принципиальные особенности комплексного раскисления данных расплавов и изучены экспериментально различные варианты раскисления. Для научных и инженерно-технических работников в области металлургии стали и сплавов, а также для студентов старших курсов и аспирантов металлургических вузов.

Справочник содержит расчетный и нормативный материал, необходимый для разработки чертежей деталей машин и приборов с учетом принципов конструирования, особенностей технологии изготовления и требований ЕСКД. По каждому типу деталей приведены сведения об области применения, варианты конструктивных решений, рекомендации по выбору материалов, методы определения геометрических размеров, допуски на основные параметры, требования к шероховатости поверхностей, способы упрочнения, виды применяемых покрытий. Даны примеры оформления чертежей. Справочник предназначен для конструкторов предприятий и организация машино- и приборостроения.

Приведены характерные неисправности деталей машин, описаны современные методы их восстановления. Даны примеры и конкретные рекомендации по подготовке деталей к процессу восстановления, выполнению технологических приемов восстановления деталей непосредственно на рабочих местах с указанием применяемого оборудования, материалов, режимов операций. Для рабочих машиностроительных и ремонтных предприятий; может быть полезен учащимся ПТУ.

Представлены сведения об основных процессах, применяющихся в гальванотехнике, включая подготовительные и заключительные операции, б оборудовании, технике безопасности и охране труда. Рассмотрены наиболее широко применяемые способы нанесения гальванических покрытий, таких как меднение, никелирование, хромирование, цинкование, кадмирование, лужение, серебрение и золочение. Для инженерно-технических работников металлургической и машиностроительной промышленности, мастеров-гальванотехников, бригадиров гальванотехнических участков и бригадиров-корректировщиков.

Монография посвящена изучению химических взаимодействий в пленочных структурах и их связи с фазовыми превращениями как в объеме структур, так и на интерфейсах слоев. В работе представлены особенности твердофазных реакций в пленочных слоистых материалах в сравнении с объемными, определены температуры инициирования реакций, установлены правила синтеза новых фаз и последовательности фазовых превращений, показаны физические свойства синтезированных фаз, изучены особенности реакций для пленок, находящихся в равновесном или неравновесном исходном состоянии. Книга рассчитана на специалистов в области физики конденсированного состояния, физической химии и материаловедения, а также студентов и аспирантов соответствующих специальностей.

Книга является, по существу, кратким введением в теорию радиационного переноса энергии и оптики активных сред и конструкционных материалов, используемых в плазменных и фотонных энергетических установках высокоэнергетичной фотоники. Последовательно приводятся основные понятия, определения, формализм и закономерности переноса энергии когерентного и теплового излучения широкого спектрального состава. Рассматриваются оптические свойства и характеристики конструкционных материалов, оптико-геометрические характеристики системы конструкционных элементов - типичных для элементарных ячеек плазменно-фотонных энергетических установок с активными средами различных агрегатных состояний (конденсированных, газовых и плазменных). Приводятся наиболее употребимые методики инженерного анализа процессов переноса энергии излучения в поглощающих, излучающих и рассеивающих средах и вакууме. Книга может быть полезна для инженеров, студентов и аспирантов, специализирующихся в области концептуального и рабочего проектирования плазменно-фотонных устройств и систем высокой плотности мощности различного назначения.

В работе изучены особенности развития локальных структурных изменений в кристаллите меди на атомном уровне при различных типах контактного взаимодействия: сдвиговое нагружение идеально сопряженных поверхностей, локальное сдвиговое нагружение и наноиндентирование. Исследование выполнено на основе молекулярно-динамического подхода. Межатомное взаимодействие описано в рамках метода погруженного атома.. Показано, что первоначально аккомодация нагружаемого кристаллита осуществляется посредством генерации локальных структурных трансформаций, которые впоследствии формируют дефекты более высокого ранга, такие как дислокации, дефекты упаковки, границы раздела и т.д. Дальнейшее развитие пластической деформации характеризуется распространением дефектов структуры из зоны контакту в объем кристаллита. Выход дефектов структуры на свободную поверхность ведет к формоизменению моделируемого кристаллита. В зависимости от условий нагружения эволюция деформационной картины может характеризоваться изменением кристаллографической ориентации кристаллита вблизи зоны контакта, а также образованием разориентированных наноразмерных областей и, в конечном итоге, формированием устойчивого наноструктурного состояния. Полученные результаты позволяют с новых позиций понять природу генерации дефектов кристаллической структуры при зарождении и развитии пластической деформации в нагружаемых материалах.

Представлены соотношения обобщенных сил, удобные при выводе выражений для потоков тепла и массы в деформируемых средах. Подробный вывод уравнений для потоков дан на примере бинарных и трехкомпонентных систем. На основе термодинамики необратимых процессов и теории Онзагера показано, что число независимых коэффициентов переноса уменьшается при учете симметрии обобщенных дифференциальных уравнений состояния. Даны формулы для всех коэффициентов переноса, связывающие их с независимо определяемыми параметрами: коэффициентами самодифффузии, коэффициентами концентрационного расширения и коэффициентами Соре. Сделаны численные оценки коэффициентов.

Представлен краткий обзор связанных моделей твердофазных превращений в деформируемых средах. Сформулирована проблема устойчивости волн горения в твердой фазе для ситуаций, реализуемых при соединении материалов и термической обработке материала с покрытием. Задача об устойчивости фронта горения к двумерным возмущениям для плоской деформации исследована с использованием метода малых возмущений и в приближении узкой реакционной зоны. Представлены итоговые уравнения, позволяющие определять область устойчивых режимов превращения при варьировании физических параметров модели. Проанализированы частные варианты модели, разрешаемые аналитически точно.

Исследовано превращение бензола в среде Ar, Н2, пропан-бутановой смеси в реакторе с барьерным разрядом, сопровождаемое процессами полимеризации с образованием жидких и твердых соединений. Содержание продуктов полимеризации достигает 79.7 мас.%. Добавление к бензолу Н2 снижает содержание в продуктах растворимых в бензоле полимероподобных соединений до - 61 мас.% и предотвращает образование твердых продуктов полимеризации. Превращение смеси бензола с пропан-бутановой смесью идет с образованием алкилбензолов (до 38.5 мас.%), жидких алканов (до 20.5 мас.%, преимущественно изомерного строения). Установлено, что в случае превращения смеси бензола и пропан-бутановой смеси увеличение объемного расхода бензола с 0.08 до 0.4 см3/мин позволяет существенно снизить содержание продуктов полимеризации с 56.7 до 9.1 мас.%.

Представлены вольтамперные характеристики контактов металлических композитов, скользящих по стальному контртелу в присутствии расплава Pb-Sn в контактном пространстве. Показано увеличение электропроводности контакта при введении расплава в зону трения. Предложен расчет электропроводности фактического контакта в присутствии расплава и площади, занимаемой расплавом. Установлено, что электропроводность непосредственного контакта увеличивает электропроводность контакта композит-сталь более эффективно, чем площадь, занимаемая расплавом.

Исследованы композиционные покрытия "карбид титана - сплав на основе железа", нанесенные методом электронно-лучевой наплавки. Структура наплавленных покрытий подобна структуре спеченных карбидосталей, причем стальная связка закаливается в процессе нанесения покрытия, что обеспечивает дополнительное повышение его твердости.

В монографии представлены научные работы, посвященные современным функциональным керамическим материалам - вакуумно-плотной, конденсаторной, пьезоэлектрической, ферритовой и сверхпроводящей керамике. Изложены результаты исследований по разработке составов материалов и технологий изготовлени я изделий на основе системы: состав-технология-структура-свойства. Представленные научные результаты исследований полезны для специалистов-материаловедов в области технической керамики, а также студентов и аспирантов соответствующих специальностей.

В настоящий сборник включены материалы, представленные на международную конференцию "Фазовые переходы, критические и нелинейные явления в конденсированных средах". Материалы воспроизведены с авторских оригиналов, в связи с чем Оргкомитет семинара не несет ответственности за допущенные опечатки и стилистические погрешности.

Для определения возможностей высокотемпературного синтеза композиционных материалов на основе алюминида никеля рассмотрен вопрос о влиянии инертного наполнителя на температурно- временные характеристики стадии воспламенения порошковой системы никель - алюминий, включающий стадию зародышеобразования интерметаллического соединения.

Экспериментально исследованы термограммы высокотемпературного синтеза алюминида никеля в режиме теплового взрыва порошковых смесей чистых элементов при изменении соотношения компонентов в смесях в пределах однофазного состава интерметаллида. Проведен количественный анализ зависимостей основных термокинетических параметров процесса теплового взрыва от содержания алюминия в исходной порошковой смеси.

В рамках метода, основанного на теории функционала электронной плотности, рассчитаны ударные адиабаты и изоэнтропы разгрузки Ni, Al и их упорядоченных сплавов NiA и Ni3A. Определены остаточные температура и объем полностью разгруженного материала при различных начальных состояниях на адиабате Гюгонио. Результаты расчетов адиабат для чистых металлов расходятся с известными экспериментальными данными не более чем на 15 %. Показано, что термодинамические параметры, характеризующие рассмотренные сплавы в условиях ударно-волнового эксперимента, близки к соответствующим значениям для чистого Ni и не являются концентрационными средними соответствующих характеристик чистых металлов.

Методом рентгеноструктурного анализа (РСА) исследованы структурно-фазовые состояния в поверхностных слоях никелида титана с покрытиями из молибдена, полученными методом магнетронного осаждения, а также особенности тонкой атомно-кристаллической структуры материалов покрытия, переходных слоев и прилежащих к ним слоев никелида титана. Выявлено, что композиционные слои, которые возникают в результате осаждения покрытия из молибдена, можно описать в виде градиентной субмикрокристаллической структуры из фаз с ОЦК-кристаллической решеткой. Переход от одного слоя к другому, нижележащему слою, сопровождается изменением параметра решетки той фазы, которая является его основой, что обеспечивает сопряжение структур и сплошность композиций "покрытие/основа из TiNi".

Исследованы покрытия из эвтектического хромистого чугуна легированного ванадием. Основной объем покрытий имеет квазиэвтектическую структуру с аустенитной матрицей и карбидами(C, Fe, V)7C3 и V2C. В результате многослойной электронно-лучевой наплавки от границы раздела с подложкой формируется переходный слой из доэвтектического чугуна.

В монографии рассматриваются физические процессы, встречающиеся в природе и технике и протекающие в средах, локальные свойства которых сильно изменяются на малых расстояниях в пространстве (микронеоднородные среды). Такие процессы описываются дифференциальными уравнениями в частных производных с быстроосциллирующими коэффициентами или краевыми задачами в областях сложной микроструктуры (сильно перфорированных областях). Разработаны методы построения усредненных моделей (т. е. вывода усредненных дифференциальных уравнений) физических процессов в микронеоднородных средах. Основное внимание уделяется созданию нестандартных моделей, соответствующих средам со сложной микроструктурой, характеризуемой несколькими малыми пространственными масштабами. Проводится строгий асимптотический анализ, который показывает, что такие модели могут быть нелокальными, многокомпонентными или моделями с памятью в зависимости от топологии микроструктуры. Для математиков: научных сотрудников, аспирантов и студентов старших курсов. Может быть полезна физикам, механикам, инженерам, интересующимся вопросами теории фильтрации, реологии, радиофизики, теории композитных материалов.

Сформулированы основные положения физической мезомеханики материалов - нового научного направления, позволяющие связать физику пластичности (микроуровень), механику деформируемого твердого тела (макроуровень) и физическое материаловедение. Пластическая деформация и последующее разрушение нагружаемого твердого тела развиваются как последовательная эволюция потери сдвиговой устойчивости на микро-, мезо- и макромасштабных уровнях. Закономерности деформации на различных масштабных уровнях масштабно инвариантны. Для изучения механизмов деформации на мезоуровне впервые применены методы технического зрения. Показано, что в деформируемом материале в месте приложения внешней нагрузки всегда возникает базовый концентратор напряжений, который играет принципиальную роль в развитии деформации на мезомасштабном уровне. Основными носителями пластического течения на мезоуровне являются объемные элементы разных размеров, их движение происходит по схеме «сдвиг + поворот». В структурно-неоднородной среде на внутренних границах раздела возникают мезоконцентраторы напряжений, которые формируют диссипативные мезосубструктуры и обусловливают фрагментацию материала на мезоуровне. Проведены электронно-микроскопические исследования основных типов субструктур мезоуровня для высокопрочных материалов. Из экспериментальных данных следует, что на границах субструктур формируются высокоэнергетические структурно-неравновесные состояния с кривизной кристаллической решетки до 1 град/мкм и высокой плотностью дисклинаций. Обнаружено новое структурное состояние - субструктура с континуальной плотностью дисклинаций - с кривизной кристаллической решетки до 40 град/мкм. Обсуждаются методологические аспекты построения единой теории деформируемого твердого тела, и предложен теоретический подход, который позволяет моделировать процессы деформации и разрушения материалов со сложной внутренней структурой на разных масштабных уровнях с использованием методов континуальной механики. Этот подход позволяет записать определяющие уравнения для описания пластических деформаций на микро-, мезо- и макромасштабных уровнях с учетом вклада накопленных деформаций на нижних уровнях в деформацию верхних уровней. Результаты теоретических расчетов хорошо согласуются с экспериментальными данными.

Представлены результаты анализа компонентного состава органических соединений в донных отложениях озер Республики Хакасия. Отмечено, что основными компонентами озерных осадков являются алканы, полициклоароматические углеводороды, кислородсодержащие соединения. Молекулярно-массовое распределение и содержание органических соединений в донных отложениях свидетельствуют как о природных, так и антропогенных источниках их происхождения.

Рассмотрены масштабные уровни неупругой мартенситной деформации поликристаллов при термоупругом мартенситном превращении под нагрузкой. На примере сплавов Ti(Ni-Cu-Fe) с В2-структурой исследована роль микро- и мезомасштабных уровней в неупругой мартенситной деформации при охлаждении поликристаллов под нагрузкой и нагружении в разных исходных структурных состояниях.

Исследованы закономерности накопления микропластической деформации при статическом и циклическом нагружении поликристаллического и субмикрокристаллического титана. Показано, что при переходе от поликристаллической к субмикрокристаллической структуре характер развития микропластической деформации при обоих видах нагружения не изменяется, а циклостокость и предел выносливости возрастают. При обеих структурах получено соответствие между величиной предела выносливости и величиной макроскопического предела упругости.

На основе разработки импульсных технологических процессов сварки предложен комплексный подход к решению задач повышения качества сварных соединений, продления срока службы магистральных трубопроводов и емкостных сооружений, повышения эффективности монтажных и ремонтных технологических операций в условиях отсутствия стационарной электрической сети.

Проведено систематическое экспериментальное исследование влияния толщины поверхностного упрочненного слоя плоских образцов стали 65Х13 на геометрические параметры квазипериодической мезосубструктуры, формирующейся в поверхностном слое и объеме образца в процессе его пластического растяжения. Обнаруженная зависимость фрагментов мезосубструктуры от толщины поверхностного упрочненного слоя хорошо коррелирует с теоретическими расчетами механических или термических напряжений на границе раздела двух сред во внешнем поле.

В монографии отражены преимущества методов исследования форм тяжелых элементов в почвах. Химические элементы разделяются на тяжелые и сверхтяжелые по величине их атомной массы. Обобщены современные данные по химии и минералогии тяжелых металлов и металлоидов (Cr, Mn, Zn, As, Sb, Se) и сверхтяжелых металлов (Pb, Hg, Ba, La, Се) в почвах. Выявлено действие редокс условий на поведение в почвах тяжелых металлов и металлоидов. Приведены новые данные о содержании бария, лантана и церия в почвах ряда регионов России.

Систематизированы сведения о тяжелых металлах и металлоидах в почвах, описана их токсичность и дана оценка уровней загрязнения. На основе синхротронной рентгеновской техники описаны превращения в почвах хрома, свинца, цинка, мышьяка, никеля. Даны новые характеристики геохимических природных и искусственных барьеров, закрепляющих мигрирующие с водой тяжелые металлы и металлоиды, изучена роль физико-химических барьеров и железистых конкреций в закреплении тяжелых металлов и металлоидов. Подробно охарактеризованы гид-рогенно загрязненные аллювиальные почвы Предуралья. Книга предназначена для почвоведов, геохимиков, агрохимиков и экологов.