Монография ведущих специалистов Института физики взрыва ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» представляет собой последовательное изложение экспериментальных методов исследования физических, механических и оптических свойств конденсированных сред, подвергнутых ударно-волновому воздействию. Описаны методы изучения детонации конденсированных ВВ, ударного сжатия и адиабатического расширения веществ, распространения и структуры ударных волн. Большое внимание уделено вопросам прочности и разрушения твердых тел динамическими нагрузками. Представлены схемы постановки опытов, методы диагностики и регистрации процессов, происходящих в твердых телах. Приведены конкретные результаты исследования этих процессов.

Сверхкороткие импульсы электромагнитного излучения, формируемые лазерными источниками, представляют собой интересный физический объект и являются уникальным инструментом для исследования быстропротекающих процессов в физике, химии и биологии. Фемтосекундные лазерные импульсы впервые позволили наблюдать в реальном времени динамику быстропротекающих элементарных молекулярных процессов и получить мгновенные снимки молекул и групп атомов на различных стадиях химических реакций. Для изучения динамики электронной системы внутри атомов, однако, требуются импульсы с длительностью короче одной фемтосекунды — атто-секундные импульсы. Генерация таких импульсов стала возможной на основе нелинейно-оптических взаимодействий высокоинтенсивных сверхкоротких лазерных импульсов лишь в начале XXI века. Анализ новых тенденций в развитии методов нелинейной оптики и спектроскопии, связанных со стремительным прогрессом в области генерации и усиления сверхкоротких импульсов, составляет предмет настоящей книги. Для специалистов, исследователей, инженеров, студентов и аспирантов, работающих и специализирующихся в области оптики и лазерной физики, лиц с общим физическим образованием, интересующихся вопросами нелинейной оптики.

Приведены мировые новости за 2005 год, сгруппированные по разделам и охватывающие наноматериалы, наноэлектронику, нанодатчики и наноустройства, диагностику наноструктур и наноматериалов, нанобиотехнологию и применение нанотехнологий в медицине. В книге с цветными иллюстрациями приведены примеры реализации и применения в области технологии формирования наноструктур, методов исследования наноматериалов, метрологическое обеспечение и основы технологии наносистемной техники. Сборник представляет интерес для ученых, инженеров и преподавателей высшей школы, аспирантов и студентов, специализирующихся в области нанотехнологии, наноматериалов, наноэлектроники, микро- и наноситемной техники.

Книга освещает круг вопросов, которые могут составить область науки о нанообъектах, процессах и явлениях, проходящих на уровне размеров 1-100 нм. В этой области наблюдаются эффекты, чувствительные как к отдельным атомно-молекулярным уровням энергии, так и к коллективным свойствам тел. Развитие науки о нанокластерах и наносистемах и методов их исследования привело к созданию нанотехнологии, наноматериалов и наноустройств, отличающихся уникальными свойствами и перспективами применения. Книга представляет собой попытку соединения теоретических и экспериментальных данных о нанокластерах и наносистемах с некоторыми вопросами более общего, вводного характера: методами исследования нанокластеров и поверхности твердого тела и микроскопическими и термодинамическими подходами к изучению нанокластеров и поверхности. Такая структура книги нашла свое отражение благодаря работам автора и Институте химической физики им. Н.Н. Семенова РАН и чтению курса лекций по физико-химии нанокластеров и наноструктур В Московском государственном университете им. М.И. Ломоносова, на факультете наук о материалах. Книга может быть полезной как для студентов и аспирантов, так и для научных работников, ведущих исследования или начинающих работать в области нанотехнологий.

Рассмотрены основные закономерности протекания металлургических процессов при осуществлении операций сварки и наплавки, в том числе особенности поведения расплавленного металла при сварке электродами с различным типом покрытий. Отмечена важнейшая роль шлаковой системы в формировании структуры и свойств металла шва и показано, что для анализа шлаковых систем необходим расчетный механизм, позволяющий определить термодинамическую активность отдельных компонентов шлака. Приведены базовые сведения по термодинамике и химической кинетике металлических растворов, необходимые для лучшего понимания основного материала. Рассмотрены расчетные термодинамические методы, используемые для исследования межфазного взаимодействия при сварке. С позиций термодинамики рассмотрены вопросы поведения металлов-модификаторов, в том числе редкоземельных металлов, основных металлов-раскислителей, применяемых в практике производства сварочных материалов, и проведены соответствующие расчеты. Приведены результаты расчетов величин термодинамической активности отдельных компонентов шлаковой фазы при различных температурах и спрогнозированы особенности их взаимодействия между собой и с окружающей средой. Книга рассчитана на широкий круг специалистов в области разработки, производства и использования сварочных материалов из научно-исследовательских институтов, предприятий и организаций, разрабатывающих новые лигатуры и ферро-сплавы для металлургического и сварочного производства. Она может быть полезна студентам профильных учебных заведений, специализирующихся в разработке и применении методов термодинамического моделирования сварочных процессов.

Приведены теоретические и практические данные по разработке и производству новых износостойких композиционных материалов. Изложены сведения об их составе. технологии производства. свойствах и областях применении. Подробно описаны методы получения, структуры и свойства первого в мире композиционного материала булата (булатной стали). Монография предназначена для инженерно-технических и научных работников, занятых в машиностроении. может быть полезна аспирантам и студентам высших учебных заведений., обучающимся по специальности 110800 "Порошковая металлургия, композиционные материалы. покрытия".

В монографии изложены основные положения структурной теории конструктивной прочности материалов с реальной структурой на макро-, мезо- и микромасштабном уровнях. Модели (механизмы) развития упругой пластической деформации и разрушения материалов разработаны на основе синтеза новейших достижений физики конденсированных сред, структурной механики разрушения и материаловедения. Основные выводы структурной теории конструктивной прочности, разработанной научной школой Новосибирского государственного технического университета, положены в основу анализа упрочнения реальных промышленных сплавов для повышения их надежности и долговечности. Книга адресована материаловедам научно-исследовательских и промышленных учреждений, преподавателям, аспирантам, магистрантам и студентам высших учебных заведений.

В монографии с единых позиций вычислительной технологии последовательно от математических моделей сред, численных методов и решения конкретных практических задач изложены основные аспекты, позволяющие изучать физические процессы, возникающие при высокоскоростном взаимодействии тел. Книга предназначена для специалистов в области механики, вычислительной математики и физики пластичности и прочности материалов.

В монографии приведены результаты многолетних работ авторов в области физического материаловедения. Основное содержание книги посвящено проблеме повышения сопротивляемости металлов и сплавов в экстремальных условиях. Представлен обширный материал о процессах деформационного упрочения и разрушения сплавов и сталей, эксплуатируемых в условиях низких температур. Изложена эволюция микроструктурных изменений, непосредственно влияющих на прочностные свойства металлов и сплавов. Для специалистов в области материаловедения, студентов технических вузов.

Приведены результаты исследования процессов радиационно-индуцируемой проводимости, заряжения и импульсного электрического пробоя при облучении диэлектриков импульсным рентгеновским излучением и сильноточным электронным пучком. Предложена динамическая модель заряжения, отражающая временное и пространственное поведение избыточного заряда в образце. Представлена модель механизма электрического пробоя, основанная на каскадных Оже-переходах в валентной зоне диэлектрика. Модель удовлетворительно описывает генерацию первичных носителей, необходимых для создания ударной лавины, кристаллографическую и анодную направленность каналов пробоя. Для специалистов в области радиационной физики твердого тела, физики диэлектриков и полупроводников, студентов старших курсов соответствующих специальностей.

В книге приведены сведения о классификации, основных эксплуатационных свойствах, ассортименте, особенностях маркировки и взаимозаменяемости отечественных и зарубежных моторных масел. Показана необходимость и направления дальнейшего улучшения эксплуатационных и экологических свойств отечественных базовых моторных масел. Приведены краткие сведения об экологических свойствах свежих, работающих и отработавших моторных масел. Показана отрицательная роль отработавших моторных масел в загрязнении окружающей среды и необходимость их полного сбора и регенерации. Книга предназначена для специалистов промышленности, науки и образования, занимающихся применением смазочных материалов, для студентов и аспирантов химико-технологических и технических вузов, изучающих «Товароведение нефтяных и нефтехимических продуктов и «Химмотологию нефтепродуктов».

Изложены основные направления и методы исследования порошковых композитов: прогнозирование, диагностика механических и физических характеристик, технологических свойств, а также специальные методы исследования и диагностики качества композитов. Описаны аппаратура и приборы, применяемые для диагностики. Книга предназначена для специалистов в области порошковой металлургии и металловедения и студентов соответствующих специальностей.

В монографии рассмотрены физические закономерности микропластической деформации поверхностных слоев твердого тела ниже и выше температурного порога хрупкости. Проведен анализ основных факторов, ответственных за особенности пластического течения в приповерхностных слоях материалов, с позиций учета структурно-энергетических закономерностей зарождения. размножения и динамики движения дислокаций вблизи свободной поверхности твердого тела. Выявлена физическая природа и основные закономерности низкотемпературной микропластической деформации кристаллов с высоким рельефом Пайерлса в области хрупкого разрушения при малых и средних величинах напряжений. Для металлофизиков, металловедов, конструкторов, машиностроителей.

Монография посвящена вопросам получения. исследования структуры и свойств объемных наноструктурных материалов. Большой интерес к этой новой научной тематике связан с обнаружением уникальных физических и необычных механических свойств наноструктурных материалов и перспективами их широкого практического применения. Особое внимание в монографии уделено объемным наноструктурным металлическим материалам, полученным методами интенсивной пластической деформации, где многие пионерские разработки были выполнены при непосредственном участии авторов. Предназначена для специалистов, занимающихся проблемами физики и механики твердых тел, созданием новых материалов, может быть использована как учебное пособие для студентов и аспирантов соответствующих специальностей.

Основное свойство "интеллектуальных" материалов и изделий состоит в способности реагировать на изменение внешних условий и условий эксплуатации. Они могут также ремонтировать себя или изменять свои функциональные характеристики. В книге описаны системы волоконно-оптических датчиков, которые могут измерять деформацию, температуру и механическое напряжение. Обсуждаются способы реагирования интеллектуальных конструкций на возникающие резонансные колебания. Описаны сплавы, обладающие эффектом памяти формы, а также пьезокерамики, широко используемые в качестве датчиков в рассматриваемых структурах. Даны примеры применения магнитострикционных материалов в качестве активных приводов, реагирующих на изменение внешних условий. Описаны жидкостные интеллектуальные системы, способные изменять свое движение под действием электрического сигнала и вызывать появление реальных сил и смещений. Рассмотрены биоимплантанты и живые организмы, изучение которых облегчает разработку принципов работы новых интеллектуальных структур.

Первая монография по углеродным нанотрубам. Книга будет интересна химикам, физикам, материаловедам и инженерам, работающим с углеродными материалами, фуллеренами и непосредственно связанными с ними структурами, такими как углеродные наночастицы и неуглеродные фуллерены. Книга написана в ясной и сжатой форме с представлением богатого иллюстративного материала. Она является прекрасным введением в новый мир нанотрубных структур. Монография рассматривает методы приготовления, механизмы роста, технологию и физику структур; нанокапсулы и трубы-нанотесты; механические свойства углеродных нанотруб; искривленные кристаллы, неорганические фулЛерены и наностержни; углеродные луковицы и сфероидальный углерод; перспективные направления исследований в данной области.

Теоретически и экспериментально исследованы различные методы электронно-лучевой обработки металлических и неметаллических материалов: получение отливок повышенной чистоты из тугоплавких металлов, в частности изготовление новых и восстановление изношенных катодов, мишеней, упрочнение поверхностных слоев сталей из стали и сплавов титана с расплавлением и без расплавления поверхностного слоя; нанесение на поверхность металлических изделий упрочняющих порошковых покрытий; получение неразъемных соединений керамика-металл, металл-металл. Представлены электронно-лучевые технологии получения металлорежущих инструментов, оснащенных пластинками из кубического нитрида бора, упрочнения методами электронно-лучевой наплавки, закалки с расплавлением и без расплавления поверхностного слоя, получения биметаллических катодов, мишеней. Монография рассчитана на научных и инженерно-технических работников, специализирующихся в области высокоэнергетических методов обработки материалов, может быть полезна аспирантам и студентам технических вузов.

В монографии рассмотрены основные закономерности усталостного разрушения металлических материалов с учетом современных достижений металлофизики и механики разрушения. Анализируется стадийность процесса накопления усталостных повреждений в периодах зарождения и распространения усталостных трещин. Рассмотрены теории физического предела выносливости и влияния различных факторов на циклическую прочность. Для научных работников, инженеров-материаловедов и металлургов.

Предлагаемое читателям издание посвящено изложению основ нанотехнологии. В книге в доступной форме излагаются современные представления о высоких нанометрических технологиях, о нанообъектах и областях их приложения. Особое внимание уделено инновационным и техническим перспективам нанотехнологий в металлургии, металловедении, трибологии, в использовании бозе-конденсата.

Монография посвящена рассмотрению проблем и возможностей использования кремния для создания приборов и устройств наноэлектроники и нанофотоники. Даны представления о квантоворазмерных эффектах, возможности их проявления в кремниевых элементах и структурах, а также физических ограничениях. Рассмотрены наиболее перспективные технологические возможности формирования наноразмерных кремниевых структур.

Для упругопластических ортотропных металлов приведена модель поведения при динамическом нагружении, включающая в себя упругую, пластическую стадии деформирования и разрушение. Нагружение ортотропной преграды моделируется в трехмерной постановке, упругопластическое поведение материала преграды и ударника описывается теорией течения. Деформирование изотропного ударника моделируется упругопластической модель Прандтля-Рейса. В качестве численного метода решения используется метод конечных элементов.

Опыт штатной эксплуатации целой группы высокоэнергетических конденсированных материалов в течение 15–20 лет свидетельствует, что при их компоновке успешно решена одна из фундаментальных рецептурных проблем — обеспечение стабильности механических свойств высокоэнергетических конденсированных материалов. Однако на практике необходимо решать проблему стабильности не только высокоэнергетических конденсированных материалов, но и системы «высокоэнергетические конденсированные материалы – корпус энергетической установки». В этом случае высокоэнергетические конденсированные материалы являются элементом более сложной системы твердых и газообразных сред, взаимодействующих между собой. Природа этого взаимодействия при длительной эксплуатации определяет работоспособность энергетической установки в целом. Физико-химические аспекты проблемы изменения структуры и свойств энергетических установок из различных типов высокоэнергетических конденсированных материалов в процессе длительной эксплуатации являются предметом представленных ниже исследований. В России и за рубежом наименее изученной стороной указанной проблемы в настоящее время становится длительный натурный эксперимент в масштабе реального времени. Приведенные в статье результаты, являясь уникальными по длительности и информативности испытаний, в значительной мере восполняют этот недостаток.

Приведено теоретическое и экспериментальное обоснование высокой эффективности повышения макромеханических характеристик конструкционных и инструментальных материалов путем наноструктурирования их поверхностных слоев или нанесения наноструктурных покрытий. Нагруженное твердое тело рассматривается как многоуровневая система, в которой поверхностные слои являются самостоятельной подсистемой. Особое внимание уделяется интерфейсу "поверхностный слой (покрытие) - подложка", на котором возникает "шахматное" распределение нормальных и касательных напряжений и связанных с ними концентраторов напряжений различного масштаба.

Для регенерации трансформаторного и индустриального масел до уровня товарных предложены фильтры, представляющие собой комбинации полипропиленовых волокнистых сульфокислотных сорбентов с дисперсными ферромагнитными материалами. При использовании таких фильтров из производственного цикла исключается традиционная сернокислотная очистка.

В работе исследуется отклик материала с системой пор различного масштаба на высокоскоростную сдвиговую деформацию. Исследования проведены на основе компьютерного моделирования методом частиц. На атомном уровне это метод молекулярной динамики, на мезомасштабном уровне - метод подвижных клеточных автоматов. Показано, что в процессе деформации такого материала формируются динамические дефекты вихревого типа. Этот процесс характеризуется тремя стадиями. Первая стадия связана с преимущественно ламинарным характером смещений атомов или элементов среды в областях, прилегающих к нагруженным слоям. Особенность второй стадии заключается в формировании согласованного вихреподобного движения атомов и элементов среды в области между порами. При этом наблюдается периодичность формирования и распада вихревого движения. Для атомного уровня период такого процесса составляет порядка нескольких пикосекунд. Для бoльшего масштаба длительность второй стадии и особенности ее проявления определяются свойствами модельного материала. Третья стадия на атомном уровне связана с потерей устойчивости атомной структуры и формированием полос локализованной деформации. Это сопровождается рассогласованием вихревого движения атомов в области между нанопорами. На мезомасштабном уровне третья стадия сопровождается разрушением материала. Полученные результаты могут иметь практическое приложение при анализе поведения материалов, подверженных, например, радиационному облучению в условиях динамического воздействия.