В монографии представлены результаты исследований по одному из основных научных направлений "Фундаментальные закономерности, физико-математические и структурные модели синтеза и функциональные свойства нанокристаллических частиц, материалов и покрытий" Научно-образовательного центра Томского госуниверситета "Физика и химия высокоэнергетических систем", организованного по гранту Фонда гражданских исследований и развития (CRDF) российско-американской программы "Фундаментальные исследования и высшее образование" (BRHE). Исследования посвящены проблемам синтеза наночастиц в конденсированных средах, компьютерному моделированию формирования биметаллических нанотрубок и их поведения в условиях внешних воздействий, закономерностей деформации и разрушения наноматериалов при динамическом нагружении, экспериментальным исследованиям механических свойств нанокристаллических металлических и керамических материалов при различных условиях нагружения. Для специалистов в области создания нанотехнологий и наноматериалов конструкционного назначения, а также студентов и аспирантов соответствующих специальностей.

Первый том посвящен научным основам неорганического материаловедения, что соответствует общей концепции издания, совмещающего информацию о фундаментальных принципах формирования и исследования материалов со сведениями об их свойствах, технологиях и областях применения. Впервые создан энциклопедический свод современных научных представлений о физико-химической природе твердых тел, поведении неорганических материалов под действием внешних физических полей и химических факторов, рассмотрены методы анализа, исследований и диагностики неорганических материалов. Для научных работников, инженеров, аспирантов и студентов, специализирующихся в фундаментальных и прикладных областях современного материаловедения: металлургия расплавов, порошковая металлургия, полупроводники и материалы электронной техники, специальная керамика, оптические материалы, материалы электронной техники, специальная керамика, оптические материалы, материалы ядерной техники, газофазные, плазменные, лазерные и электронно-лучевые технологии, техника высоких давлений, сварка, пайка и пр.

Обобщены и систематизированы сведения по изучению наноструктурированных материалов для систем запасания и преобразования энергии (наноуглеродные материалы, химия фуллеренов, комплексы с повышенным содержанием носителей заряда в молекулах, фотолюминисцентные материалы, полимерные электролиты, материалы для хранения водорода, модифицированные фуллериты и стеклующиеся мезогены). Издание адресовано студентам, аспирантам, научным и инженерно-техническим работникам, специализирующимся в разработке систем запасания и преобразования энергии, а также преподавателям соответствующих разделов химии и физики.

В книге рассмотрены основы нанесения износо-, коррозионно-стойких и теплозащитных покрытий с применением перспективных технологий наплавки, газотермического напыления, лазерной обработки; теоретические предпосылки оптимизации состава наносимых материалов и технологии формирования покрытий. Приведены конкретные примеры современных материалов и технологий для упрочнения изделий машино- и моторостроения, металлургии, авиации. химической промышленности. медицинской техники. Значительное внимание уделено износостойким материалам с избыточной карбидной фазой и включениями твердой смазки, коррозионно-стойким металлополимерным и биокерамическим материалам, теплозащитным композициям на основе диоксид циркония. Представлена информация об импульсно-пламенной обработке напыленных покрытий для образования в них работоспособных неравновесных, аморфизированных структур. Предназначена для научных и инженерно-технических работников в области нанесения защитных покрытий, аспирантов, студентов.

Рассмотрены современные методы исследования структуры. фазового состава, механических и физико-химических свойств стеклокристаллических материалов и керамики, повергшихся различным воздействиям. Изучены структура. механические и физико-химические свойства литиевоалюмосиикатных фотоситаллов, модифицированных добавками оксидов щелочноземельных металлов. Приведены результаты исследования механических, термических, диэлектрических и технологических свойств светочувствительных стекол и фотоситаллов после введения оксидов щелочных металлов и оксида алюминия. определены условия аморфизации стеклокристаллических материалов и керамики, подвергшихся обработке лучами лазера. Книг может быть полезна исследователям, занимающимся разработкой новых аморфно-кристаллических конструкционных материалов, материаловедам, а также аспирантам и студентам вузов соответствующих специальностей.

Учебное пособие посвящено технологии получения основных компонентов микро-, опто- и наноэлектроники: металлов, легирующих элементов, диэлектрических материалов, углеродных материалов, металлоорганических соединений и вспомогательных материалов. Для студентов, обучающихся по направления "Электроника и микроэлектроника": полезно также специалистам. работающим в соответствующей области.

Изложены основные положения теории резания конструкционных материалов, приведены рекомендации по механической обработке резанием современных материалов предложены способы повышения надежности режущего инструмента, включая мелкоразмерный. Рассмотрены методы обработки конструкционных материалов в зависимости от видов обрабатываемых поверхностей. значительное внимание уделено прогрессивным методам обработки: вибрационному и сверхскоростному резанию, электрофизическим и комбинированным методам и т. д. Предложена методика автоматизированного выбора методов обработки поверхностей. Первое издание - 2006 г. Содержание учебника соответствует курсу легкий, который авторы читают в МГТУ им. Н. Э. Баумана и Ижевском государственном техническом университете. Приведенные в книге материалы могут быть полезны слушателям Межотраслевого института повышения квалификации кадров по новым направлениям развития техники и технологии МГТУ им. Н. Э. Баумана. Для студентов машиностроительных специальностей вузов. Будет полезен инженерно-техническим работникам, специализирующимся в области обработки конструкционных материалов.

Составление настоящего словаря вызвано необходимостью унификации и согласованности терминологии по углеродным материалам для правильного использования понятий об углероде в документации, научных статьях, авторефератах, учебника, методических пособиях и других публикациях, в связи с чем целесообразно обращаться к одному официальному источнику с наиболее полным сводом терминов. В качестве такого источника предлагается данный словарь, который содержит толкования как фундаментальных понятий, относящихся непосредственно к углеродным материалам, так и понятий из смежных отраслей науки и техники. Кроме указанного основного назначения словарь может служить в качестве русско-английского фразеологического, так и англо-русского словаря, поскольку каждый русский термин сопровождается его английским эквивалентом и в приложении дается алфавитный указатель английских терминов. Словарь предназначен для специалистов, занимающихся изысканием, созданием, испытанием и внедрением в промышленность конструкционных материалов на основе углерода, а также для студентов, обучающихся данной специальности.

Пособие соответствует гос. образовательному стандарту направления подготовки 140400 "Техническая физика" и содержанию учебной программы дисциплины ОПД.Ф.03 "Материаловедение и технология конструкционных материалов". Содержит сведения по физическим основам формирования микронеоднородных областей в стекле вследствие протекания сегрегационых явлений активатора на основе обобщения результатов ведущихся в мире интенсивных исследований в области стеклообразного состояния вещества и композитных структур на основе стекол. Предназначено для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 140400 "Техническая физика" при изучении дисциплин "Материаловедение и технология конструкционных материалов" и "Физика некристаллических твердых тел". Может быть использовано для подготовки студентов по направления "Электроника и микроэлектроника", а также аспирантами, инженерами и научными работниками, специализирующимися в области микро- и наноэлектроники.

Рассмотрены актуальные теоретические и практические вопросы правовой охраны наиболее прогрессивных материалов, которые находят широкое применение практически во всех областях народного хозяйства - металлов и их сплавов, неорганических моно- и поликристаллических материалов, керамики и огнеупоров, стела, бетонов, полимерных и текстильных материалов и изделий из них. Для инженерно-технических работников и специалистов, изобретателей, занимающихся созданием новых материалов и их использованием в народном хозяйстве.

На единой физической основе рассматривается взаимосвязь состава, строения, структуры и свойств различных материалов, а также их изменения под воздействием внешних факторов. Представлены все виды материалов, использующихся в промышленности, причем по конкретным материалам приведены сведения о составе, строении, структуре, основных физических и потребительских свойствах, классификации, маркировке и способах воздействия на свойства. Рассмотрены способы защиты материалов от коррозии и изнашивания. Для студентов вузов, обучающихся по инженерно-техническим специальностям и направлениям. Может быть полезна аспирантам и инженерам.

В монографии изложены вопросы. связанные с новым определением материаловедения как науки о принципах создания, выбора и классификации материалов, а также вопросы классификации разделов этой науки. Впервые обсуждается и обосновывается новый начальный раздел материаловедения - минералогическое материаловедение. Приводятся данные экспериментальных работ, выполненных в этом направлении. Монография предназначена для научно-педагогических работников, занимающихся вопросами материаловедения. Может быть полезна аспирантам и студентам высших учебных заведений.

В монографии обобщены результаты исследований автора и его коллег из Отдела аналитической химии функциональных материалов и объектов окружающей среды НТК "Институт монокристаллов" НАН Украины в области аналитической химии неорганических функциональных материалов для новейших отраслей современной науки и техники. Обсуждены принципы метрологического обеспечения аналитического контроля функциональных материалов (ФМ). Рассмотрены методы подготовки материалов к анализу, в частности, предложенные автором и его коллегами методы вскрытия тугоплавких веществ при помощи комплексообразующих реагентов, а также получения стекловидных, квазитвердых и пленочных излучателей для рентгенофлуоресцентного анализа, методы предварительного концентрирования микрокомпонентов, Наибольшее внимание уделено различным вариантам кристализационного концентрирования, предложенным и детально изученным автором и его сотрудниками. Обсуждены методы анализа ФМ при помощи атомной спектрометрии, включая атомно-эмиссионную, атомно-абсорбционную и рентегнофлуоресцентную спектрометрию, а также рентгеноспектральный микроанализ. Рассмотрены методы анализа вольтамперометрии, кулонометрии газообразующих примесей, ионометрии. Обсуждены возможности вещественного анализ ФМ. Заключительный раздел книги посвящен использованию результатов анализа для решения фундаментальных и прикладных проблем материаловедения.

В справочнике представлен весь спектр материалов, применяемых в машиностроении и электротехнике: железо, алюминий, медь, магний, никель, титан, сплавы на их основе, полимерные, керамические и композитные материалы. Приведены сведения об их химическом составе, физических, температурных и механических свойствах. Дается система кодирования материалов по американскому и британскому стандартам. Рассматриваются способы обработки и методы испытаний представленных материалов. Справочник снабжен удобным предметным указателем и предназначен для работников и студентов соответствующих технических специальностей для использования повседневной работе.

Монография посвящена разработке физических основ технологии получения новых стеклокристаллических материалов (оптических, конструкционных, теплоизоляционных) с определенными свойствами на основе использования фазового перехода "аморфное состояние - кристаллическое" нового продукта пеносиликата, который получен благодаря созданию системы комплексного использования техногенного и нерудного сырья. Впервые разработаны условия формирования и разделения металлической и силикатной фаз расплава техногенного и нерудного сырья (ТНС); условия вспенивания и аморфизации силикатной фазы расплава с получением нового рентгено-аморфного продукта - пеносиликата. Исследованы структурные особенности, свойства, физико-механических, теплофизические характеристики и перспективы использования пеносиликата. Впервые предложен универсальный комплекс безотходной переработки ТНС, интегрирующийся в существующие технологические схемы отходообразующих производств (теплоэнергетики, металлургии, добычи и переработки горнорудного сырья). Особое внимание уделено использованию самораспространяющейся кристаллизации (СК) пеносиликата для получения стеклокристаллических материалов со специфическими свойствами: оптическими, термическими, деформационными, физико-механическими и заданной кристаллографической структурой. Разработан механизм и способы получения новых материалов: огнеупорной конструкционной и теплоизоляционной керамики и пенокерамики, в том числе на основе воластонита, оптически и ИК-прозрачных ситаллов, керамики и пенокерамики, а также переработки техногенного сырья.

В монографии излагается методология термодинамического исследования неравновесных металлических материалов, результаты анализа термодинамических состояний неравновесных фаз и применимости методов термодинамики при их исследовании; даны определения парциальных термодинамических функций и сформулированы условия использования соотношений термодинамики растворов. Представленный подход и методики могут быть использованы для термодинамического исследования широкого класса неравновесных металлических материалов: закаленных, аморфных, нанокристаллических, полученных в результате механохимического сплавления и др. Монография предназначена для научных работников и аспирантов, специализирующихся в области физического металловедения, материаловедения и термодинамики сплавов.

Оригинальное издание этой монографии входит в список книг-бестселлеров Американского общества инженеров-нефтяников (SPE). Данная монография посвящена одному из важнейших направлений нефтяного инжиниринга - прогнозированию многофазного потока в скважинах. Изучение особенностей многофазных течений предствляет собой активно развивающуюся область исследований, чрезвычайно актуальных для нефтегазового дела, нефтехимии, атомной энергии и других важных отраслей промышленности. Книга является результатом комплексного анализа большого числа теоретических, лабораторных и промысловых исследований по этой актуальной межотраслевой проблеме с целью применения существуюшего опыта и технологий к задаче расчета газоконденсатного потока в нефтегазовых скважинах и трубопроводах. В систематизированном виде в книге рассмотрены различные методы прогнозирования характеристик потока в скважинах, условия их применения и возможные ограничения. В приложениях приведен обзор методов расчета физических свойств флюидов и параметров газожидкостного равновесия. Книга будт полезна инженерно-техническим и научным работникам нефтегазовой отрасли, а также может быть использована в процессе обучения в технических вузах, так как содержит огромное число примеров инженерных расчетов.

С применением самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) получены композиционные порошки «карбид титана – связка из высокохромистого чугуна или быстрорежущей стали Р6М5». Электронно-лучевые покрытия, наплавленные синтезированными порошками, исследованы методами металлографии и рентгеноструктурного анализа. Обсуждено влияние микроструктуры и фазового состава, а также объемного содержания и морфологии карбидной фазы в наплавленных покрытиях на их твердость и абразивную износостойкость.

Разработаны принципиально новые композиционные покрытия, состоящие из трехмерных капиллярно-пористых (ТКП) плазменных титановых покрытий и биоактивных керамических (БК) покрытий, формируемых микродуговым оксидированием. Композиционные покрытия предназначены для использования на поверхности внутрикостных тазобедренных имплантатов. Сочетание ТКП с открытой макропористостью в виде впадин и биоактивного покрытия способствует формированию сравнительно высокой (до 75%) объемной доли костной ткани на поверхности имплантата, что свидетельствует о высоких остеоиндуктивных и остеокондуктивных свойствах разработанных композиционных покрытий.

В работе представлены результаты исследования структуры и свойств композиционных покрытий, полученных методом электронно-лучевой наплавки из смеси термореагирующих порошков FeB–FeTi. Показана зависимость фазо- и структурообразования покрытий от гранулометрического состава исходных компонентов наплавляемой шихты. Исследованы абразивная износостойкость, коэффициенты трения и интенсивность изнашивания в парах трения. Показана взаимосвязь полученных характеристик со структурой и морфологическими особенностями структурных составляющих покрытий.

В работе предлагается метод оценки прочностных свойств наполненного полимерного композитного покрытия, основанный на компьютерном моделировании и методах вычислительной механики. Предлагаемый подход позволяет связать уровень внешней нагрузки, способ ее приложения, характеристики рельефа подложки, наконец, состав материала композиции с локальными распределениями параметров напряженно-деформированного состояния и оценить прочность материала покрытия.

Исследовано влияние ZrO2 на структуру и твердость электронно-лучевых покрытий системы Ti-B-Fe. Установлено, что модифицирующее действие ZrO2 (не более 1 масс.%) в условиях электронно-лучевой наплавки проявляется в увеличении степени дисперсности структурных составляющих во всем объеме наплавленного слоя, а также в упрочнении твердого раствора металлической матрицы ультрадисперсными первичными оксидными частицами и продуктами их восстановления.

Исследованы триботехнические характеристики композиционных покрытий, полученых методом электронно-лучевой наплавки на основе азотсодержащей хромомарганцевой стали с карбонитридами титана. Показано, что с ростом содержания карбонитридов титана в матрице Х20АГ20 абразивная износостойкость возрастает. При испытании по схеме "вал - две плоские колодки" при комнатной температуре исследуемые покрытия с увеличением в них доли карбонитридов титана показывают более высокую износостойкость. Дополнительная термическая обработка покрытий улучшает их триботехнические характеристики и увеличивает диапазон допустимых скоростей скольжения и удельных нагрузок.

Изучены структура, фазовый состав и износостойкость аустенитных покрытий с карбидным упрочнением. Установлено, что в процессе наплавки и старения в объеме упрочненного слоя формируется однородная дисперсно-упрочненная структура с мультимодальным распределением частиц упрочняющей фазы по размерам, позволяющая увеличить микротвердость и износостойкость покрытия в 1,5-2 раза.

Исследованы механические и триботехнические свойства композиционных покрытий, полученных методом электронно-лучевой наплавки на основе азотсодержащей хромомарганцевой стали с карбонитридами титана. Проведенные испытания на растяжение образцов с покрытиями показали, что с увеличением объемной доли упрочняющей фазы материал покрытия эффективнее сопротивляется пластической деформации. Твердость (HRC) покрытий увеличивается с ростом содержания упрочняющей фазы. Испытания образцов с покрытиями на абразивную износостойкость и износ пары трения по схеме «вал – две плоские колодки» показали, что с увеличением в покрытиях доли карбонитридов титана улучшаются их триботехнические характеристики.??.

Исследованы структура и свойства покрытий, полученных электронно-лучевой наплавкой порошковой смеси частиц СВС-композита TiB2-Fe и металлической связки из высокохромистого чугуна. изучено влияние состава исходных компонентов в направляемой шихте на механизм фазообразования и структурообразования.

Предложен новый метод получения термостойкого оксида циркония в слоистом композиционном покрытии на сплаве меди. Метод заключается в высоковольтном импульсном воздействии на образец, помещенный в раствор электролита, в результате которого происходит модификация поверхностного слоя циркония без участия нижних слоев подложки с последующим образованием оксида. характеризующегося повышенной термостойкостью. Подобные покрытия могут быть использованы, например, на внутренней обшивке сопла в двигателях для аэрокосмической промышленности.

Исследованы структура и свойства композиционных порошковых покрытий на основе карбида титана, нанесенных методом электронно-лучевой наплавки. Показано, что технология электронно-лучевой наплавки порошка на основе никеля и карбида титана позволяет получать высококачественные износостойкие покрытия, превосходящие по плотности и твердости покрытия, полученные напылением и оплавлением. Изменения объемной доли упрочняющей фазы и химического состава металлической матрицы позволяют контролировать твердость покрытия.

Выполнены измерения тока сильноточного электронного пучка и проведено интегральное во времени наблюдение оптического свечения поверхности взрывоэмиссионных катодов, изготовленных из различных материалов, в вакуумном диоде с планарной конфигурацией промежутка, без внешнего магнитного поля, при длительности импульсов около 5 нс и средней напряженности электрического поля в промежутке около 300 кВ/см. Исследованы катоды: с керамической втулкой и пружинными металлическими контактами, с керамическими пластинами в матрице из порошкового железа, композиционный из порошков кристаллического бора и меди, с лезвиями из листового прессованного графита (графлекса), с лезвиями из фольгированного стеклотекстолита. Сделана оценка тока одного эмиссионного центра, для различных катодов варьирующаяся в пределах примерно от 5 до 20 А. Исследован ресурс работы катодов при частоте следования импульсов 50 Гц.

Исследованы особенности многоэлементной ионной имплантации в частотно-импульсном режиме с использованием композиционных катодов системы Ti-B-Si, полученных методом порошковой металлургии. изучены элементный состав и профили распределения имплантированных ионов бора, титана и кремния в поверхностных слоях образцов меди и стали. Обсуждаются факторы, способствующие формированию глубоких имплантированных слоев с высокой концентрацией бора и кремния.