Представлены результаты научно-исследовательских и опытно-технологических работ в области получения, исследования и применения ультрадисперсных порошков, наноструктур и тонких пленок в перспективных материалах машиностроения, радиоэлектроники, микротехники, в биологии, медицине, строительных материалах и нанотехнологиях. Часть докладов является логическим продолжением исследований, результаты которых опубликованы в трудах конференций. проведенных в 1966, 1999, 2003 и 2006 гг., посвященных памяти А. М. Ставера. Предназначены специалистам, инженерам, научным работникам, аспирантам, магистрантам, студентам старших курсов, занимающимся созданием, исследованием и внедрением новых перспективных материалов и нанотехнологий.

В книге изложены вопросы теории образования покрытий из порошковых материалов. Для описания процессов формирования покрытий в режиме активированного спекания принят метод анализа с позиций термодинамики необратимых процессов. Преимущественно рассмотрены такие электрофизические методы получения покрытий, как электроконтактное припекание, электроимпульсное спекание. магнитно-импульсное припекание, электроимпульсное спекание, магтнитно-импульсное прессование. Для выбора режимов нанесения покрытий магнитно-импульсным прессованием предложена математическая модель. учитывающая диффузию электромагнитного поля и не требующая предварительного задания параметров поля. Приведены сведения по использованию разработанных технологических процессов для восстановления быстроизнашивающихся деталей дорожно-строительных, сельскохозяйственных и других машин (червячных коле, втулок подшипников скольжения), повышения стойкости прессового инструмента.

Изложены основы термодинамического моделирования процессов; исследования кинетики выщелачивания; восстановления железа из его соединений; электролиза растворов и расплавов солей; синтеза и разложения пентакарбонида железа. Рассмотрены методы измерения вязкости, поверхностного нтяжения и плотности расплавов. Представлены методы контроля свойств порошков, Основное внимание уделено получению железного порошка хлоридным способом, оптимизации выщелачивания примесей кремния и марганца из порошков технических марок. Дан анализ гидродинамических и физико-химических взаимодействий, протекающих при диспергировании железоуглеродистых расплавов энергоносителями и восстановлении порока-сырца. Рассмотрены особенности восстановления железа из его оксидов твердым углеродом и газами. Приведены обобщенные данные работ других авторов по синтезу и разложению пентакарбонида железа, электролизу растворов и расплавов солей, содержащих железо. Книга предназначена для специалистов в области порошковой металлургии и может быть использована в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений по специальности "Порошковая металлургия и композиционные материалы".

Рассмотрены теоретические и технологические разработки в области диспергирования металлических расплавов, проблемы отжига и восстановления порошков, получение ультратонких порошков и т. д. Ряд статей посвящен вопросам исследования свойств порошков, оценке методов их определения и описание приборов, предназначенных для этой цели. Описано применение порошков в различных отраслях промышленности. Предназначен для специалистов в области порошковой металлургии, аспирантов, студентов соответствующих специальностей.

В сборник включены доклады (тезисы докладов), представленные на конференцию государственным научными центрами, научно-исследовательскими институтами, высшими учебными заведениями, промышленными предприятиями. Часть 1 содержит доклады (тезисы докладов), представленные на пленарные заседания, на тематические секции 1 (производство керамики на основе ультрадисперсных и тонкодисперсных порошков оксидов металлов) и 2 (производство высокоэнергетических магнитов). Часть 2 содержит доклады (тезисы докладов), представленные на тематические секции 3 (производство неорганических фторидов, в том числе получаемых по технологии ВОУ-НОУ, компонентов химических источников тока, стабильных изотопов) и 4 (производство фторорганических соединений). Материалы, представленные авторами на конференцию, размножены прямым репродуцированием.

В книге рассматриваются основы термодинамического моделирования и модели, использованные для описания процессов в металлургии железных порошков. Обобщены данные по термодинамическому моделированию процессов получения порошков железа хлоридным, сульфатным и содовым и гидрометаллургическими методами; выплавки стали в индукционных печах, диспергирования железоуглеродистых расплавов водой, воздухом, водой и воздухом, азотом, диспергирования расплавов легированных ванадием, хромом и др.элементами; восстановление порошка-сырца с легирующими добавками в различных средах; термообработки дроби. Для подтверждения результатов моделирования представлены данные исследований по формированию структуры частиц, свойствам порошков, полученных методами порошковой металлургии из продуктов и отходов металлопроизводства. Книга предазначена для научных и инженерно-технических работников в области порошковой металлургии и композиционных материалов, а также преподавателей и студентов вузов, соотв.специальностей.

Впервые обнаружена способность нанопорошков металлов влиять на устойчивость гидрофобных эмульсий. Найден нанореагент, который по эффективности не уступает высокоэффектиным неионогенным деэмульгаторам и обладает уникальной способностью - легко отделяется и сохраняет свою эффективность при многократном его использовании. Обсуждены механизмы процессов.

Изучены возможности удаления сернистых соединений из нефтей и дистиллятных фракций с различным содержанием серы путем предварительного озонирования сырья. Исследована зависимость степени обессеривания нефтей, получаемых из них светлых фракций и нефтяных остатков от количества поглощенного озона. Установлена возможность удаления сернистых соединений из дизельной фракции путем комбинирования процессов предварительной обработки озоном и последующей адсорбции образующихся продуктов.

Приведены результаты экспериментального исследования процессов озонирования остатков (мазутов), вырабатываемых при атмосферной перегонке нефти на ряде отечественных нефтеперерабатывающих заводов, с последующим низкотемпературным крекингом продуктов реакции. Показана возможность превращения около поовины массы исходных мазутов в компоненты дистиллятных моторных топлив. Установлены оптимальные величины основных технологических параметров проведения указанных стадий процесса, выходы, составы и товарно-технические характеристики получаемых газов, бензиновых и дизельных фракций.

Показано, что термообработка предварительно озонированного природного битума при 340-350°С сопровождается глубоким крекингом компонентов сырья, благодаря инициированию озонидами цепных реакций термодеструкции. Выход топливных дистиллятов НК -350°С из природного битума месторождения Мортук (Казахстан) после его озонирования и отмеченного инициированного крекинга может быть доведен до 60 мас.%, что значительно выше потенциального содержания тех же фракций в сыром битуме (24,2%) и выхода их при обычном термическом крекинге при 450°С (48%). Благодаря пониженной температуре процесса, крекинг, инициированный озонидами, сопровождается значительно меньшим образованием газов и кокса. Дистилляты инициированного крекинга значительно беднее серой и полициклоароматическими углеводородами по сравнению с прямогонными фракциями сырого битума, но, как и продукты иных термодеструктивных процессов, содержат до 14 мас.% олефинов, могут быть нестабильными при хранении и, возможно, нуждаются в дополнительном гидрогенизационном облагораживании.

Проведена термообработка природных битумов Казахстана в присутствии катализатора микросфер энергетических зол, ди-третбутилпероксида. Установлены измерения вещественного и фракционного составов продуктов крекинга в зависимости от условий процесса. Выявлены характерные различия состава жидких продуктов крекинга в присутствии катализатора и добавки от продуктов крекинга исходного битума.

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.

Систематизированы сведения о способах нанесения газотермических порошковых покрытий, применяемом оборудовании, исходных порошках, свойствах получаемых покрытий. Приведены данные о прочности сцепления, пористости, механических, теплофизических, электрофизических и коррозионных свойствах покрытий. Указаны области применения газотермических порошковых покрытий с примерами практической эффективности. Для широкого круга научных работников, конструкторов и технологов, занимающихся вопросами защиты и упрочнения поверхности деталей и конструкций, а также специалистов в области материаловедения.

В книге обобщены закономерности горения в воздухе и энергетических конденсированных системах нанопорошков и грубодисперсных порошков металлов (Al, B, Zr, Ti, W, Mo, Cr, Fe) и их смесей с добавками. Экспериментально подтверждено и теоретически обосновано формирование нитридов как основных фаз продуктов сгорания металлов в воздухе. Обсуждаются вопросы физикохимии нитридообразования при горении, новые механизмы горения, стабилизация неравновесных продуктов, характеристики горения систем, содержащих нанопорошки металлов. Книга предназначена для исследователей в области физики горения металлов, материаловедения, химической технологии.

В монографии изложены результаты исследований физических процессов и явлений, которые ведут к формированию дисперсных материалов или определяют их свойства. Исследовались гомогенная конденсация при расширении паров металлов в вакуум, гетерогенная конденсация паров металлов на твердых подложках в присутствии примесей с формированием дисперсных конденсатов, течения в тонких пленках и их распад, а также явления, сопутствующие коалесценции дисперсных частиц. Описаны несколько технологических приложений результатов исследований : энергетически выгодные способы получения металлических порошков, получение композитов нанодисперсный металл в органической матрице, способы тонкой очистки газов, запыленных микро- и наночастицами. Исследования проведены в 80-90-е годы прошлого века в лаборатории теплофизики микродисперсных систем Института теплофизики СО РАН. Монография ориентирована на студентов вузов физических специальностей, исследователей физики дисперсных систем, инженеров и технологов, работающих в области нанотехнологий.

В издании изложены и обобщены рекомендации по подготовке шлифов для макро- и микроструктурного анализа, рассмотрены основные группы металлических материалов, включая стали на основе системы железо-углерод, стали и сплавы с особыми химическими свойствами, жаропрочные, тугоплавкие металлы и сплавы, даны основные сведения о строении и свойствах сплавов на основе титана, алюминия, меди и цинка. Изложены способы термической обработки сталей и сплавов и влияние различных структурных составляющих на свойства материалов, уделено внимание поверхностному упрочнению металлов и сплавов, и нанесению покрытий с особыми свойствами и их последующей обработке, приведены макро- и микроструктуры сварных соединений. Представлены атласы структур и изломов.

Приведены результаты исследования процессов горения сверхтонких порошков (СТП) алюминия и бора, особенностей состава, морфологии и микроструктуры конечных продуктов. Установлено, что для сверхтонких порошков формирование защитной оксидно-гидроксидной оболочки на частицах связано с торможением процессов окисления электрическим потенциалом, препятствующим переносу окислителя - восстановителя. При нагревании СТП на воздухе наблюдается резкое нарастание скорости их окисления. Начало этого порогового явления обусловлено релаксационными процессами в структуре частиц и их саморазогревом. Подробно рассмотрены особенности процессов, протекающих при горении СТП на воздухе. Наиболее существенным результатом является обнаружение более 50% мас. нитрида алюминия в конечных продуктах. После инициирования процесс горения СТП алюминия протекает в две стадии : при низкой температуре (1200 С) и высокой (2200 C). Предложена схема химических процессов, объясняющих стадийность и нитридообразование в условиях горения. Показаны области междисциплинарных наук, где явление химического связывания азота в присутствии кислорода может значительно изменить существующие представления и научные теории. Для специалистов в области физики и химии твердого тела, материаловедения, нанотехнологий, студентов и аспирантов соответствующих специальностей.

В монографии с современных позиций показаны новейшие технологии прессования полидисперсных порошковых материалов. Описаны технологические системы, изложены рекомендации по повышению эффективности процесса консолидации порошков при получении плотноупакованных изделий. Книга предназначена для студентов вузов, обучающихся по специальности "Машины и технология обработки металлов давлением", может быть использована при изучении курсов "Теория обработки металлов давлением", "Специальные способы обработки металлов давлением", "Основы физического металловедения", а также может быть использована для студентов, обучающихся по специальности "Порошковая металлургия и композиционные материалы". Печатается в авторской редакции.

В монографии подробно рассмотрены теоретические и прикладные аспекты нового, бурно развивающегося метода получения композиционных материалов - механическое легирование. Обсуждаются такие актуальные проблемы, как создание этим методом аморфных и наноразмерных материалов. Описывается оборудование для механического легирования. Подробно излагаются результаты исследований различных приложений метода. Приводятся данные по свойствам материалов, получаемых методом механического легирования. Для химиков, материаловедов.

Публикуются результаты исследований по вопросам порошковой металлургии, композиционных материалов, коррозионностойких, защитных и износостойких покрытий, нанесенных различными методами; рассмотрены вопросы импульстого формования и сварки композиционных и порошковых материалов, технологические аспекты получения материалов и изделий из гранулированных металлических и керамических порошков с использованием импульсного нагружения, а также представлены работы по теории горячего и холодного пластического формоизменения пористых материалов, технологии изготовления деталей конструкционного. инструментального, антифрикционного и фрикционного назначения. Рассмотрены теоретические вопросы формирования газотермических покрытий с заданными физико-механическими свойствами. Предназначен для научных и инженерно-технических работников, занятых в области теории и практики порошковой металлургии, композиционных материалов, плазменной и газоплазменной металлизации.

Исследуются процессы диффузионного массопереноса в бинарных и многокомпонентных системах. Большое внимание уделяется изучению кинетики диффузии в процессах спекания металлических порошков, диффузионной металлизации внутреннего окисления, импульсного облучения электронами и т. д. Сборник может быть полезен специалистам, занимающимся вопросами металлизации и металловедения, а также студентам и аспирантам.

В сборник включены доклады (тезисы докладов), представленные на конференцию государственным научными центрами, научно-исследовательскими институтами, высшими учебными заведениями, промышленными предприятиями. Часть 1 содержит доклады (тезисы докладов), представленные на пленарные заседания, на тематические секции 1 (производство керамики на основе ультрадисперсных и тонкодисперсных порошков оксидов металлов) и 2 (производство высокоэнергетических магнитов). Часть 2 содержит доклады (тезисы докладов), представленные на тематические секции 3 (производство неорганических фторидов, в том числе получаемых по технологии ВОУ-НОУ, компонентов химических источников тока, стабильных изотопов) и 4 (производство фторорганических соединений). Материалы, представленные авторами на конференцию, размножены прямым репродуцированием.

Представлены результаты научно-исследовательских работ в области получения, исследования и применения нанодисперсных нитридов и оксидов металлов. Приведены физико-химические и технологические характеристики нанодисперсных нитридов и оксидов, синтезированных в плазме дугового разряда низкого давления. Большое внимание уделено применению нанодисперсных порошков в качестве наполнителей полимерных композиционных материалов, позволяющих разрабатывать нанокомпозиционные полимерные материалы с высокими эксплуатационными характеристиками для перспективных отраслей машиностроения. Предназначено специалистам, инженерам, научным работникам, аспирантам, магистрантам, студентам старших курсов, занимающихся созданием, исследованием и внедрением новых перспективных материалов и нанотехнологий.

Представлены избранные научные работы члена-корреспондента РАН Ю.А. Котова, выполненные под его руководством и с его участием в Томском политехническом институте, Институте сильноточной электроники СО РАН, Институте электрофизики УрО РАН в 1965-2010 гг. Работы охватывают широкий круг тем: электрический взрыв проводников; инициирование детонации; электровзрывные, взрывные, плазменные и полупроводниковые прерыватели тока; генераторы высоковольтных импульсов напряжения, электронных пучков, тормозного излучения; получение нанопорошков электрофизическими методами; применение нанопорошков в создании новых материалов и изделий. Для специалистов по импульсной энергетике и электрофизике, материаловедению наноструктурных материалов, а также студентов соответствующих специальностей.

Изложены основные направления эффективного применения отходов алюминиевых сплавов. Проведен анализ существующих процессов переработки стружки, шлаков для изготовления сплавов основного производства, производства порошков и паст, композиционных и керамических материалов. Систематизированы исследования по получению композиционных алюминиевых материалов в твердом, твердо-жидком и жидкофазном состояниях. В зависимости от количества и состава легирования разработаны и исследованы материалы для трения по стали, меди, алюминию в условиях смазки, ее ограниченной подачи и самосмазывания. Представлены данные по комплексной переработке шлака с реализацией в производстве керамических материалов для алюминиевого литья (футеровки индукционных печей, изделий литниковых систем, обмазки и др.), что позволяет утилизировать отходы переработки и изготавливать тепловые агрегаты с более высокими эксплуатационными свойствами. Предназначена для научных и инженерно-технических работников, специалистов в области металлургии и машиностроения, может быть полезна преподавателям, аспирантам и студентам технических вузов.