Дан обзор исследований, выполненных за последние 15 лет на стыке физики и механики деформируемого твердого тела на основе новых представлений о пластической деформации и разрушении как эволюции потери сдвиговой устойчивости нагруженного материала на различных масштабных уровнях. Эти исследования привели к созданию нового научного направления — физической мезомеханики материалов, которая рассматривает деформируемое твердое тело как многоуровневую самоорганизующуюся систему. Развитие механизмов и стадийности пластической деформации на различных масштабных уровнях подчиняется принципу масштабной инвариантности. Это качественно изменяет методы описания процессов пластической деформации и разрушения твердых тел. Указаны области исследований, которые являются в настоящее время наиболее актуальными в физической мезомеханике материалов и должны определить основные направления работ в науке о прочности твердых тел в ближайшие десятилетия.

Сборник содержит расширенные тезисы докладов, представленных на Международной научно-практической конференции по перспективным композиционным материалам (NC'04): "Нанокомпозиты-2004", г. Сочи, Россия, 27.03.04-01.10.04. Авторы статей являются международными экспертами в области научных исследований, производства и применения новых и перспективных композиционных материалов. Работы отражают современное состояние проблемы и выявляют наиболее перспективные направления в развитии материалов и технологий. Конференция была поддержана Международным научно-техническим центром (МНТЦ), Институтом химической физики им. Н. Н. Семенова РАН, Всероссийским институтом авиационных материалов (ВИАМ), Федеральным центром двойных технологий "Союз", Центральным научно-исследовательским институтом специального машиностроения (ЦНИИСМ), ОАО НПО "Искра" и Mach I, Inc.

В монографии рассмотрен ряд вопросов из различных разделов физики, механики и физической химии, которые изучает механика сплошной среды. Описаны явления неограниченной кумуляции, явление сварки взрывом, метание взрывом кумулятивных облицовок и физико-химические превращения в веществе кумулятивной облицовки, а также предварительный нагрев облицовки кумулятивного заряда (статический и динамический), влияющий на характер кумулятивного течения. Идея академика М. А. Лаврентьева об использовании кумулятивных процессов для решения задачи ускорения твердых тел и до высоких скоростей получила оригинальное развитие, когда для разгона твердых тел была использована металлическая кумулятивная струя. В монографии развита идея Н. А. Златина о создании кумулятивной струи при соударении твердого тела с пластиной, имеющей выемку. Автору монографии и его ученикам принадлежит большое число оригинальных работ, рассмотренных в ней. Монография предназначена для широких кругов исследователей и инженеров, специализирующихся в области физики сплошной среды и высоких плотностей энергии. Она будет также полезна студентам и аспирантам соответствующих специальностей.

Сборник содержит обзоры современного состояния некоторых направлений в спектроскопии активированных кристаллов, а также оригинальные статьи по вопросам теории оптических спектров кристаллов, содержащих ионы с назаполненной f- или d-электронной оболочкой, включая теорию электрон-фононного взаимодействия, спектроскопии кристаллов, содержащих ионы редких земель и актинидов, и спектроскопии кристаллов, содержащих ионы группы железа. Изложенный в сборнике материал дает представление о современном состоянии исследований в области спектроскопии активированных кристаллов. Книга представляет интерес для широкого круга научных работников, специализирующихся в области спектроскопии кристаллов, физики твердого тела, квантовой электроники, кристаллохимии и синтеза монокристаллов, а также для студентов и аспирантов соответствующих специальностей.

В монографии излагается новая концепция изучения науки о материалах, основанная на предложенных авторами собственном определении материаловедения и классификации в материаловедении. На основании этого изучение курса материаловедения начинается с рассмотрения минерального сырья (минералов) как первого этапа получения и использования материалов. Предпринята попытка определения основных задач материаловедения и путей их решения. Наряду с изложением традиционных разделов материаловедения предлагаются новые разделы, связанные с прогнозированием свойств материалов с помощью ЭВИ, с применением мезомеханики, а также синергетического подхода к их исследованию. Особое внимание обращается на изучение и использование электронной теории материалов. Развитие материаловедения прослеживается как непрерывный процесс создания, использования материалов и технологий их получения. Для аспирантов, научных работников, занимающихся общими вопросами материаловедения.

Сборник содержит тезисы докладов, представленных на тринадцатой ежегодной научной конференции ИТПЭ РАН. Конференция посвящена обзору научных разработок и практических приложений, осуществленных в Учреждении Российской академии наук Институте теоретической и прикладной электродинамики РАН в 2011 году. Цель конференции - обмен информацией, призванный дать импульс развития фундаментальным исследованиям в направлении, определяемом запросами практики, и ускорить внедрение результатов фундаментальных исследований.

Сборник содержит тезисы докладов, представленных на тринадцатой ежегодной научной конференции ИТПЭ РАН. Конференция посвящена обзору научных разработок и практических приложений, осуществленных в Учреждении Российской академии наук Институте теоретической и прикладной электродинамики РАН в 2012 году. Цель конференции - обмен информацией, призванный дать импульс развития фундаментальным исследованиям в направлении, определяемом запросами практики, и ускорить внедрение результатов фундаментальных исследований.

Исследованы особенности электронной и спиновой структуры тройного топологического изолятора Bi2Te2.4Se0.6, характеризующегося высокоэффективными термоэлектрическими свойствами, с использованием фотоэлектронной спектроскопии с угловым и спиновым разрешением, в сравнении с теоретическими расчетами, проведенными в рамках теории функционала плотности. Показано, что уровень Ферми для Bi2Te2.4Se0.6 располагается в энергетической запрещенной зоне и пересекает топологическое поверхностное состояние (конус Дирака). Теоретические расчеты электронной структуры поверхности демонстрируют, что характер распределения атомов Se на подрешетке Те—Se фактически не влияет на вид дисперсии поверхностного топологического электронного состояния. Спиновая структура этого состояния характеризуется геликоидальной спиновой поляризацией. Исследования поверхности Bi2Te2.4Se0.6 методом сканирующей туннельной микроскопии выявили атомарную гладкость поверхности образца, сколотого в условиях сверхвысокого вакуума, с величиной постоянной решетки ~4.23А. Показана стабильность дираковского конуса соединения Bi2Te2.4Se0.6 к напылению монослоя Pt на поверхность.

Методом МБР изучены упругие и фотоупругие свойства и рэлеевское рассеяние ряда оптических и лазерных стекол, обнаружена связь рэлеевского рассеяния и эффективности межионных взаимодействий в стеклах, исследованы потери и поляризация света в световодах. Исследованы частотная и температурная зависимости порогов лазерного разрушения щелочногалоидных кристаллов. Разработана методика и проведены исследования обьемного лазерного разрушения ряда полупроводников, непрозрачных в видимой области спектра. Книга предназначена для специалистов в области квантовой электроники, волоконно-оптической связи, физики твердого тела и молекулярной оптики.

Монография посвящена импульсной катодолюминесценции, возникающей на оптических переходах между кристаллическими зонами и локальными энергетическими уровнями, расположенными в запрещенной зоне конденсированных веществ. Эта люминесценция возбуждается в конденсированных средах при их облучении электронными пучками наносекундной длительности (1-10 нс) с плотностью пиковой мощности 10-100 МВт/см2. Приведены и обоснованы физические модели механизмов возмущения этой люминесценции. Показано, что при таких параметрах электронного пучка деструктивные процессы в веществе ещё слабы, но образуется высокая плотность электронно-дырочных пар, рекомбинация которых протекает преимущественно в излучательных процессах. В зоне проникновения электронов пучка в вещество возбуждение излучательных уровней центров люминесценции происходит в процессе квадратичной рекомбинации электронно-дырочных пар. Вне этой зоны возбуждение осуществляется за счет поглощения коротковолнового рекомбинационного излучения из облучаемой зоны. Показано, что импульсная катодолюминесценция отличается от других видов люминесценции повышенной яркостью и чувствительностью к примесям. Она возбуждается практически во всех неметаллических материалах. Приводится описание экспериментальной техники. На конкретных примерах продемонстрированы возможности спектрально-люминесцентного метода анализа вещества с использованием этого вида люминесценции. Книга представляет интерес для специалистов в области люминесценции неорганических и органических конденсированных сред, для геологов и минералогов, использующих люминесцентные методы, а также для студентов и аспирантов соответствующих специальностей.

Явление сверхпроводимости, открытое свыше 50 лет и нашедшее объяснение около 10 лет назад, получает все более широкое применение. Расширяются также экспериментальные и теоретические исследования сверхпроводящих материалов. Предлагаемая читателям книга французского физика Де Жена в живой и физически ясной форме освещает важнейшие свойства сверхпроводников и современные теоретические представления, лежащие в основе интерпретации наблюдаемых эффектов и расчетов устройств для практических применений. Книга рассчитана на физиков и инженеров, занимающихся экспериментальными исследованиями сверхпроводников, и студентов, приступающих к изучению сверхпроводимости.

В книге даны основные представления о физике вакуума; рассмотрены процессы переноса при низких давлениях, сорбционные процессы, течение газов по трубопроводам; обсуждены принципы действия основных типов вакуумных насосов, их характеристики и возможности непользования в различных системах откачки; описаны способы измерения вакуума, анализ парциальных давлений, течеискание; приведены типовые схемы вакуумных машин и установок, дан общий порядок расчета и проектирования вакуумных систем.Предназначается для студентов специальности "Полупроводниковое и электровакуумное машиностроение".

В книге отобраны наиболее важные результаты исследований в области физики, прочности и механики разрушения, которые позволяют понять прочностные свойства современных конструкционных материалов на основе металлов, полимеров, керамики, композитов и дают основания для перспектив повышения прочности.Ясное и глубокое изложение делает книгу полезной для широкого круга читателей. Она принесет большую пользу специалистам по физике металлов, материаловедам, инженерам-конструкторам, а также студентам высших учебных заведений.

Данная книга посвящена проблеме возвращения времени его исключительного положения в физике, связанного с причинностью, - проблеме, поставленной А.А. Фридманом в двадцатых годах XX века. Речь идет о проблеме прямых исследований временного аспекта существования Мира. С единых позиций рассмотрены и увязаны фундаментальные представления физики о четырехмерности физической реальности, причинности и дальнодействии. Показана актуальность двух крупных междисциплинарных (физика, астрономия, биология, геология) направлений исследования временного аспекта: использующего небесную сферу наземного наблюдателя как его мир событий и использующего долговременные наблюдения динамики ключевых характеристик сложных естественных систем и природных явлений. Книга предназначена для научных работников, аспирантов, студентов старших курсов, специализирующихся в области теоретической и математической физики, а также в области теоретических исследований естественных наук, связанных с поиском и разработкой адекватных моделей фундаментальных взаимосвязей сложных систем и природных явлений в астрономии, геологии и биологии.

В предполагаемом справочнике в краткой форме систематизированы современные данные по основным теплофизическим свойствам большинства известных материалов и некоторых жидкостей, газов, химических и пищевых продуктов. Табличные данные по теплопроводности, плотности, теплоемкости, коэффициенту температуропроводности, среднему температурному коэффициенту теплового расширения, температуре плавления, кипения и по другим свойствам приведены в зависимости от температуры, давления и состава. Для научных работников, технических специалистов различных отраслей промышленности, студентов, изобретателей и новаторов производства.

Изложены физические основы теории металлического состояния, освещаются вопросы структуры чистых металлов, твердых растворов и интерметаллических соединений, электронная и кристаллическая структура металлов и сплавов. Рассматриваются основы термодинамики, принципы построения диаграмм состояния и теория диффузии, основные вопросы теории затвердевания: гомогенное и гетерогенное зарождение, рост дендритных и ячеистых кристаллов и т. д. Для научных работников, занятых в области физики металлов, металловедов, работников заводских лабораторий, а также преподавателей, аспирантов и студентов старших курсов металлургических и машиностроительных институтов.

В работе при моделировании и анализе напряженно-деформированного состояния конструкций из полимерных композитных материалов применяется вероятностный подход, отражающий тот факт, что для реальных материалов всегда существует известный разброс количественных характеристик их свойств, для конструкций — отклонения размеров от их номинальных значений, для нагрузок — отклонения от средних эксплуатационных значений. С помощью методов теории вероятности и математической статистики ниже проводится обработка параметров напряженно-деформированного состояния конструкций, полученных в результате численных и натурных экспериментов, когда учитывается разброс свойств материала. На основе этих данных построены поля вероятностей безотказной работы для конкретной конструкции.??.

В монографии обобщен многолетний опыт работы со сверхпроводящими сплавами. композиционными материалами на основе соединений А3В, ВТСП-материалами и композитами на их основе. Исследования композиционных материалов проводились совместно с основным их создателем и разработчиком - ВНИИ неорганических материалов им. акад. А. А. Бочвара. Подробно изучены оловянные и галлиевые бронзы, используемые в качестве матриц многоволоконных сверхпроводящих композитов. Впервые обнаружено естественное и искусственное старение оловянных бронз и прерывистый распад - факторы, влияющие на их деформируемость. Выяснены особенности пластической деформации композиционных материалов, причины их хрупкости и предложены методы обработки, устраняющие эти нежелательные эффекты. Установлен зародышевый механизм образования сверхпроводящего слоя А3В и на его основе предложены варианты термических обработок, позволяющие целенаправленно изменять структуру сверхпроводящих слоев. Установлен механизм положительного влияния легирующих добавок на критическкую плотность тока в сильных магнитных полях. рассмотрены особенности структуры и текстуры сильнодеформированных высокопрочных нанокомпозитов Cu-Nb. Исследована природа низкотемпературного распада (при 200С) нестехиометрического соединения Y-Ba-Cu-O, который имеет две стадии - расслоение по кислороду и разупорядочение тяжелых атомов. Приводится экспериментальная диаграмма состояния этой системы. Обнаружено естественное старение и возврат. Показано стабилизирующее влияние редкоземельных элементов на низкотемпературный распад. Изучена структура сверхпроводящих композитов на основе висмутовой керамики. Монография представляет интерес для специалистов, занимающихся разработкой, производством и эксплуатацией сверхпроводящих материалов. а также для физиков и материаловедов, работающих в области получения и изучений функциональных материалов с особыми свойствами, в частности с повышенной прочностью при сохранении высокой электропроводности. Монография может быть интересна и полезна преподавателям вузов, аспирантам и студентам, специализирующимся в области структурных исследований, металлофизики, материаловедения и физики низких температур.

Книга посвящена вторично-эмиссионным методам исследования поверхностных и объемных свойств твердого тела. В основе этих методов лежат разнообразные физические явления, наблюдаемые при взаимодействии с твердым телом электронов малых и средних энергий (от 1 эВ до 100 кэВ). В книге рассматриваются физические основы методов дифракции медленных электронов (ДМЭ), электронной оже-спектроскопии (ЭОС) и характеристических потерь энергии электронов (ХПЭ), описываются различные способы приготовления образцов (мишеней), методы очистки поверхности, источники моноэнергетических пучков первичных электронов, методы измерения основных величин, характеризующих зарядку диэлектриков, электронно-возбужденную проводимость (ЭВП), вторичную электронную эмиссию (ВЭЭ), упругое и неупругое рассеяние электронов в твердых телах. Большое внимание уделено специфике методов изучения неметаллических объектов в условиях, когда можно исключить побочные эффекты. Описываются элементы экспериментальной аппаратуры и современные способы регистрации и обработки результатов экспериментов с применением автоматики и ЭВМ.

Приведены сведения о кристаллической структуре полиморфных модификаций углерода и нитрида бора, особенностях их превращения под действием высоких давлений и температур. Представлены данные по электронной структуре, термодинамическим, теплофизическим, механическим, электрическим, магнитным и оптическим свойствам. Рассмотрены вопросы количественного рентгенофазового анализа этих модификаций, особенности их спектров электронного парамагнитного и ядреного магнитного резонансов. Для специалистов в области создания и использования конструкционных и инструментальных материалов на основе разных модификаций углерода и нитрида бора.

Монография посвящена новому, быстро развивающемуся направлению теоретической химии, - компьютерному конструированию неорганических соединений. Рассмотрен подход к компьютерному дизайну соединений, который использует методы искусственного интеллекта для анализа информации баз данных по свойствам неорганических веществ. Описаны базы данных по свойствам веществ и материалов, разработанные в ИМЕТ РАН, и методы компьютерного анализа химической информации. Проанализированы результаты использования компьютерного конструирования для поиска закономерностей в информации баз данных с целью прогноза состава еще не полученных соединений с заданными свойствами. Для научных работников и специалистов в областях неорганической химии и материаловедения, а также всех, интересующихся современными проблемами компьютерного анализа данных и информационными системами.

Охватывает все разделы современной физики (Механика. Основы молекулярной физики и термодинамики. Электродинамика. Колебания и волны. Оптика. Физика атомов и молекул. Основы физики твердого тела. Физика ядра и элементарных частиц. Дополнения). Соответствует программе курса физики и высших технических учебных заведениях. В четвертое издание внесен ряд изменений и исправлений (3-е изд. - 1990 г.) Для студентов втузов всех специальностей, аспирантов и инженерно-технических работников нефизического профиля, преподавателей физики высших и средних специальных учебных заведений, учителей физики общеобразовательных школ и профессионально-технических училищ.

Автор настоящей книги, профессор Иллинойского университета г. Чикаго (США) Г. Али Мансури, известен как крупный специалист в областях химии нефтегазовых продуктов, термодинамики и статистической механики. Книга охватывает различные направления нанотехнологии: получение наноразмерных материалов с использованием специальных приборов, фундаментальные принципы самоорганизации, а также термодинамические аспекты, связанные с особенностями свойств и превращений, происходящих в материалах на наноуровне. Материал излагается довольно подробно и включает широкий круг проблем, предоставляя читателю необходимые знания основ науки о материалах. В приложении - исчерпывающем глоссарии, детально трактуются понятия, определения, уравнения и теории, химические формулы, аббревиатуры. Эту книгу можно использовать как учебное пособие для аспирантов и инициативных студентов, уже немного знакомых с квантовой и статистической механикой и специализирующихся в области технических, биологических и физических наук. Она также предназначена для ученых смежных областей, которые интересуются достижениями современных науки и технологиями наноразмерных материалов и хотят овладеть их методами. Монография издана в рамках инновационной образовательной программы МИЭТ "Современное профессиональное образование для российской инновационной системы в области электроники".

Представлены основные положения моделирования систем на различных иерархических уровнях строения вещества по схеме "снизу вверх" (атомная структура, молекулы, супрамолекулярные системы и нанокластеры) и рассмотрены взаимодействия частиц на таких уровнях. Систематизированы основные методы вычислительной нанотехноогии: квантовомеханические расчеты "из первых принципов" и методы, основанные на положениях молекулярной динамики и моделях Монте-Карло. Изложены способы молекулярной самосборки и методы многомасштабного моделирования материалов и процессов. Приведен обзор программного обеспечения моделирования наносистем. Для студентов вузов и специалистов в области вычислительной нанотехнологии.

Книга содержит описание практических работ по физике полупроводников, сегнетоэлектриков и диэлектриков, низких температур. Описания задач включают основы теории исследуемых явлений, схемы экспериментальных установок, порядок выполнения эксперимента. Представлены работы, охватывающие равновесные и неравновесные свойства полупроводников, электрические и оптические свойства сегнетоэлектриков, а также оптические, упругие, пиро- и пьезоэлектрические свойства диэлектрических кристаллов, явление сверхпроводимости, ряд задач по физике жидкого гелия. задачи отражают современное состояние исследований в области физики твердого тела. Для студентов и аспирантов, специализирующихся в области физики твердого тела, а также преподавателей физических специальностей высших учебных заведений.

В монографии рассмотрены вопросы компьютерного моделирования технологических процессов. Даны основные понятия, определяющие сущность рассматриваемых процессов тепловой обработки материалов, и приведены результаты их математического моделирования. Книга предназначена для специалистов, работающих в области применения высококонцентрированных источников для обработки материалов и их теоретического исследования, а также аспирантов и магистрантов.