Мир материалов и технологий (Техносфера) 17

Словарь-справочник представляет собой сборник 1800 терминов и справочных данных по физике и технике (разработка, производство и применение) магнитомягких материалов. Подробные и доступно изложенные статьи по терминам и понятиям, расположенные в алфавитном порядке, относятся как к фундаментальным наукам (математика, физика, химия), так и к техническим дисциплинам (металлургия, металловедение, электротехника, силовая электроника). В ряде статей приведены справочные данные и сведения из истории появления термина со ссылкой на соответствующие работы. Завершают издание списки упомянутых в словаре предприятий и организаций, а также краткие биографии ученых и перечень их пионерских работ. Для удобства поиска имеется предметный указатель. Энциклопедический словарь-справочник предназначен для научных работников, инженеров и студентов по специальностям «Физика металлов», «Физика магнитных явлений», «Металловедение и термическая обработка», «Электротехника», «Силовая электроника», «Радиотехника и связь».

В книге обобщаются ключевые наработки в области нанотехнологий и рассматривается их влияние на обработку металлов, полимеров, композитных и керамических материалов. Обсуждаются практические вопросы, связанные с промышленным производством и использованием наноматериалов, методы наноинженерии в создании сплавов на основе стали, алюминия и титана, рассматриваются нанотехнологии, позволяющие использовать гидриды металлов для хранения водорода как источника энергии, а также методики синтеза нанополимеров для аккумуляторных батарей. Эта книга – идеальное введение в нанотехнологии, она представляет широкий обзор их применения при создании новых промышленных материалов. Книга будет полезна для инженерных и научных работников, которые в своей практической деятельности связаны с проблемами создания и применения наноматериалов и нанотехнологий. Благодаря этой книге отечественные специалисты смогут найти решения многих междисциплинарных проблем в области применения наноматериалов и нанотехнологий.

В книге рассмотрен новый класс материалов, из которых делают легкую броню. Производство таких изделий в последнее время выделилось в самостоятельную индустрию. Показаны требования, предъявляемые к легким баллистическим материалам, методы их испытания и сферы применения. Представлены облегченные волокнистые материалы, из которых делают средства индивидуальной защиты – бронежилеты, каски и броню транспортных средств. Издание поможет специалистам лучше разобраться в новейших легких бронематериалах и взаимозависимости их технических характеристик.

За последние десятилетия в области материаловедения был совершен огромный скачок вперед. Одновременно очень быстро развивались и оптические методы исследования материалов. В компьютерной микроскопии произошли столь значительные изменения, что появилась потребность в книге, описывающей возможности новейших оптических микроскопов, используемых для исследования конструкционных материалов. В книге рассматриваются основы оптической микроскопии, описываются методы оптических исследований, как классические (методы темного поля и интерференционная микроскопия), так и новейшие, а также неоптические – например, акустические и рентгеновские. Рассматривается построение двумерного изображения на основе трехмерного массива данных и методы преобразования цифрового изображения на компьютере, изучается работа конфокального лазерного сканирующего микроскопа, приводятся примеры трехмерной реконструкции структуры композитов. Книга будет полезна ученым, специалистам в области материаловедения, аспирантам.

В книге приведен исчерпывающий обзор основных типов полимерных нанокомпозитов. Часть I посвящена силикатам со слоистой структурой, рассмотрены их свойства: воспламеняемость и термостойкость, барьерные свойства, износостойкость и подверженность микробиологическому разрушению. В части II рассматриваются нанотрубки, наночастицы и неорганически-органические гибридные системы, анализируется их упругость и прочность, а также магнитные и светоиспускающие характеристики. Благодаря известным редакторам и международному авторскому коллективу книга «Полимерные нанокомпозиты» станет настольным справочником по этому важному новому типу материалов для руководителей групп исследователей и разработчиков в автомобилестроении и гражданском строительстве.

Во второй части книги систематизированы сведения о современном методе поверхностной обработки и упрочнения металлов, позволяющем получать многофункциональные защитные покрытия – микродуговом оксидировании (МДО). Рассмотрены история развития исследований по данному вопросу, механизм формирования анодных оксидных пленок, система металл-оксид-электролит и ее особенности, асимметрия проводимости в этой системе, пробой анодных оксидных пленок и искрение, основные представления о процессе МДО и его механизме, роль разряда и динамика его развития при формировании покрытий, получаемых методом МДО, классификация микроплазменных методов, основы технологии МДО (электролиты, режимы), оборудование микродугового оксидирования. Дан сравнительный анализ различных методов анодирования и микродугового оксидирования, проанализирована практика микродугового оксидирования. Подробно рассмотрены состав, структура и свойства МДО-покрытий. Приведены многочисленные примеры применения МДО-покрытий. Для инженерно-технических и научных работников, студентов технических вузов.

Развитие технологий создания пьезоактивных материалов и их широкое внедрение в электронику требует своевременной научно-информационной и учебно-методической поддержки. Представляемая монография ставит целью рассмотрение как общих вопросов физики пьезо– и сегнетоактивных материалов, так и узконаправленных тем, посвященных специфике получения и практического применения изделий из пьзоэлектрической керамики и композиционных керамических гетероструктур. Описаны методики и экспериментальные установки по исследованию пьезокерамических материалов. Дана подробная классификация пьезокерамических преобразователей по использованию пьезоэлектрических эффектов. Книга будет полезна научным работникам, инженерам и технологам, занимающимся исследованием, разработкой и производством пьезокерамических материалов и изделий из них, а также студентам старших курсов и аспирантам физических, химических и технических специальностей.

Книга является первым систематическим обзором потенциальных военных приложений нанотехнологий. В ближайшие 10-20 лет могут быть созданы сверхмалые компьютеры, более легкие и прочные материалы, новые типы оружия и даже имплантаты, вводимые в организм военнослужащих. Перспективы военных нанотехнологий рассматриваются прежде всего с точки зрения международной безопасности и предотвращения новой гонки вооружений. Монография полезна для ученых, инженеров и преподавателей высшей школы, студентов и аспирантов, бакалавров и магистров, специализирующихся в области нанотехнологий и наноматериалов, микро– и наносистемной техники.

В учебном пособии представлены различные физико-химические, электрофизические и эксплуатационные свойства композиционных материалов, содержащих металлические и полупроводниковые наночастицы. Материал можно условно разбить на несколько блоков, в которых рассматриваются строение наночастиц и их поведение при воздействии электрического, магнитного и электромагнитного полей. Также уделено внимание исследованию биологических систем и применению наноматериалов в медицине. Ряд явлений, обсуждаемых в книге, интересны не только с научной точки зрения, но и сулят заметный практический выход, а в некоторых случаях уже эффективно используются в промышленных масштабах. В заключение рассматриваются актуальные проблемы, связанные с воздействием нанообъектов на организм человека вследствие биологической активности наночастиц, обусловленной их высокой проникающей способностью и эффективным взаимодействием с живой клеткой. Все вопросы, обсуждаемые в книге, представлены высококвалифицированными специалистами, активно работающими в разных областях нанотехнологий. Наряду с учебным и обзорным материалом излагаются и оригинальные исследования авторов, обобщающие их работы нескольких последних лет. Предлагаемое пособие будет полезно читателям широкого круга интересов от студентов и аспирантов до преподавателей и научных сотрудников, интересующихся различными аспектами теории и практики явлений, протекающих в нанокомпозитах.

Настоящая книга представляет собой подробное справочное руководство по основным вакуумным плазмохимическим процессам в тонкопленочной технологии – реактивному магнетронному нанесению тонких пленок и ионно-плазменному травлению. В ней обобщено современное состояние этих процессов. Книга содержит подробное описание магнетронных напылительных установок и плазмохимических установок для травления тонких пленок. Рассмотрены технологические особенности их использования. Описаны способы управления процессами реактивного нанесения тонких пленок и использования среднечастотных импульсных источников питания. Показаны технологические особенности получения тонких пленок тройных химических соединений методом реактивного магнетронного сораспыления. Описана структура получаемых пленок и ее зависимость от параметров процесса нанесения. Приведены принципы конструирования источника высокочастотного разряда высокой плотности для ионного или плазмохимического прецизионного травления тонких пленок, а также его использования для стимулированного плазмой осаждения тонких пленок. Книга рассчитана на специалистов, занимающихся исследованием, разработкой и изготовлением различных изделий электронной техники и нанотехнологии, совершенствованием технологии их производства и изготовлением специализированного оборудования. Она также будет полезна в качестве учебного пособия для студентов старших курсов и аспирантов соответствующих специализаций.

Использование бадделеита особенно важно в рамках программы импортозамещения и повышения конкурентоспособности отечественной продукции. В книге обобщены данные по возможному химическому составу, кристаллической и микроструктуре, а также свойствам керамических материалов на основе диоксида циркония. Рассмотрены наиболее развитые технологии получения этих керамик и композитов на их основе. Особое внимание уделено состоянию и перспективам практического применения циркониевых керамик в Российской Федерации. Монография состоит из четырех частей, каждая из которых освещает определенную область вопросов, связанных с керамическими материалами. Проведено детальное сравнение достоинств и недостатков керамики на основе диоксида циркония с существующими аналогами. Авторами приведен ряд оригинальных результатов по синтезу и исследованию физико-механических свойств наноструктурных инженерных циркониевых керамик на основе отечественного сырья – природного минерала бадделеита, который в 6–7 раз дешевле традиционного циркониевого сырья (синтетического диоксида циркония), закупаемого сейчас за рубежом. Книга написана коллективом авторов, имеющих опыт в области создания, исследования и реализации материалов и изделий на основе как химически чистого диоксида циркония, так и природного бадделеита с примесями. Рабочая группа включает в себя специалистов-материаловедов и технологов, представляющих две компании – НИИ «Нанотехнологии и наноматериалы» Тамбовского государственного университета имени Г.Р. Державина и совместное российско-американское предприятие ООО «Циркоа-РУС» – подразделение компании Zircoa Inc., которая вот уже в течение 65 лет разрабатывает и изготавливает изделия на основе диоксида циркония и на данный момент является лидером в производстве широкого спектра продуктов для различных отраслей индустрии. Миссия ООО «Циркоа-РУС» состоит в поставке циркониевой керамики высокого класса, которая позволит российской промышленности расширить границы существующих технологий. Книга будет интересна широкому кругу читателей: от студентов естественно-научных специальностей до инженеров, технологов и медицинских работников, связанных с практическим применением циркониевой керамики. Разработка методов синтеза, получение и подготовка оригинальных керамических образцов на основе бадделеита выполнены при поддержке гранта Российского научного фонда (проект № 16-19-10405). Отработка методик исследования и определение физико-механических характеристик осуществлены при поддержке гранта Министерства образования и науки Российской Федерации (проект № 16.2100.2017/ПЧ).

В книге рассмотрены теоретические и практические аспекты МОС-гидридной эпитаксии (МОСГЭ) – одного из наиболее гибких и производительных современных методов получения полупроводниковых структур. Кратко изложены физико-химические основы метода, приведено описание высокопроизводительного технологического оборудования для реализации МОСГЭ и методов контроля роста эпитаксиальных слоев in situ, затронуты вопросы моделирования процессов. Практические аспекты реализации метода подробно рассмотрены на примере формирования эпитаксиальных структур полупроводников AIIIBV, AIIBVI и твердых растворов на их основе – основных материалов современной оптоэлектроники и ИК-техники. Значительное внимание уделено формированию наноразмерных эпитаксиальных структур и гетероструктур на основе нитридов элементов III группы, технология которых получила стремительное развитие в последние годы. Рассмотрены вопросы адаптации метода МОСГЭ к получению ряда новых материалов электронной техники. Книга предназначена специалистам в области технологии полупроводниковых материалов, может быть полезна аспирантам и студентам соответствующих специальностей.

В учебном пособии, состоящем из Введения и 11 глав, обобщены результаты исследований, посвященных различным аспектам биоактивных и лекарственных нанокомпозитных систем. Большое внимание уделено особенностям синтеза и тому новому, что дает наноразмер объектов в протекании в них различных физико-химических процессов. Кроме того, сделана попытка систематизировать методы синтеза, приводящие к получению соединений различного класса. Подчеркивается, что эффективность лекарственных веществ и их фармакологические свойства во многом зависят от кристаллической структуры, в частности от присутствия тех или иных полиморфных модификаций или аморфного состояния. Первоочередное значение имеет размер наночастиц, так как малым частицам проще преодолевать защитные барьеры организма человека и животных, проникать в клетки и накапливаться в тканях. Все главы написаны группами научных сотрудников, активно работающих в разных областях нанобиомедицины. Наряду с обзорным материалом, излагаются и оригинальные исследования авторов, обобщающие их работы нескольких последних лет. Предлагаемая книга будет полезным учебным и учебно-научным пособием для читателей широкого круга интересов от студентов и аспирантов до преподавателей и научных сотрудников, интересующихся различными аспектами теории и практики наноразмерных биоактивных и лекарственных веществ.

В книге кратко описано современное состояние тепловой технической диагностики и неразрушающего контроля материалов и крупногабаритных изделий по данным как отечественных, так и зарубежных (преимущественно) публикаций. Более подробно рассмотрен ряд новых инфракрасных бесконтактных методов экспресс-контроля качества материалов и изделий, не требующих вырезки и специальной подготовки образцов из материала или изделия. Описаны наиболее развитые методы динамического лазерного нагрева и инфракрасной термографии (как хорошо известные и внесенные в стандарты РФ и зарубежных стран, так и новейшие, реализуемые с помощью высокоразрешающих тепловизоров и оригинального программного обеспечения). Особое внимание уделено неразрушающим экспресс-методам определения теплофизических характеристик и диагностики состояния крупногабаритных объектов, позволяющим использовать их в производственных и полевых условиях. Приведен ряд оригинальных результатов измерения температуропроводности широкого спектра материалов (пластиков, композитов, керамик, монокристаллов, прозрачных элементов силовой оптики, металлов и сплавов), а также теплового неразрушающего контроля объектов с модельными трещинами, расслоениями, дефектами покрытий в условиях одностороннего доступа к объекту контроля. Книга написана коллективом авторов, представляющих три организации – Московский государственный университет им. Ломоносова, Тамбовский государственный университет им. Г.Р. Державина и Тамбовский государственный технический университет, имеющие опыт и компетенции в физике твердого тела, материаловедении и приборостроении. Книга будет интересна инженерам-разработчикам, производственникам, студентам, обучающимся по специальностям: 03.04.01. Прикладные математика и физика; 04.04.02. Химия, физика и механика материалов; 12.04.03. Фотоника и оптоинформатика; 13.04.01. Теплоэнергетика и теплотехника; 14.04.01. Ядерная энергетика и теплофизика; 16.04.01. Техническая физика; 22.04.02. Металлургия. Экспериментальная часть работы и математическое моделирование динамических тепловых процессов выполнены при поддержке гранта Российского научного фонда, проект № 15-19-00181, с привлечением оборудования Центра коллективного пользования и Наноцентра Тамбовского государственного университета имени Г.Р. Державина.

Использование бадделеита особенно важно в рамках программы импортозамещения и повышения конкурентоспособности отечественной продукции. В книге обобщены данные по возможному химическому составу, кристаллической и микроструктуре, а также свойствам керамических материалов на основе диоксида циркония. Рассмотрены наиболее развитые технологии получения этих керамик и композитов на их основе. Особое внимание уделено состоянию и перспективам практического применения циркониевых керамик в Российской Федерации. Монография состоит из четырех частей, каждая из которых освещает определенную область вопросов, связанных с керамическими материалами. Проведено детальное сравнение достоинств и недостатков керамики на основе диоксида циркония с существующими аналогами. Авторами приведен ряд оригинальных результатов по синтезу и исследованию физико-механических свойств наноструктурных инженерных циркониевых керамик на основе отечественного сырья – природного минерала бадделеита, который в 6–7 раз дешевле традиционного циркониевого сырья (синтетического диоксида циркония), закупаемого сейчас за рубежом. Книга написана коллективом авторов, имеющих опыт в области создания, исследования и реализации материалов и изделий на основе как химически чистого диоксида циркония, так и природного бадделеита с примесями. Рабочая группа включает в себя специалистов-материаловедов и технологов, представляющих две компании – НИИ «Нанотехнологии и наноматериалы» Тамбовского государственного университета имени Г.Р. Державина и совместное российско-американское предприятие ООО «Циркоа-РУС» – подразделение компании Zircoa Inc., которая вот уже в течение 65 лет разрабатывает и изготавливает изделия на основе диоксида циркония и на данный момент является лидером в производстве широкого спектра продуктов для различных отраслей индустрии. Миссия ООО «Циркоа-РУС» состоит в поставке циркониевой керамики высокого класса, которая позволит российской промышленности расширить границы существующих технологий. Книга будет интересна широкому кругу читателей: от студентов естественно-научных специальностей до инженеров, технологов и медицинских работников, связанных с практическим применением циркониевой керамики. Разработка методов синтеза, получение и подготовка оригинальных керамических образцов на основе бадделеита выполнены при поддержке гранта Российского научного фонда (проект № 16-19-10405). Отработка методик исследования и определение физико-механических характеристик осуществлены при поддержке гранта Министерства образования и науки Российской Федерации (проект № 16.2100.2017/ПЧ). Разработка и реализация новых подходов и методов термографической диагностики и контроля осуществлены при поддержке гранта Российского научного фонда (проект № 20-19-00602).

Рассматриваются особенности и методы разработки технологического процесса при подготовке производства. Показана необходимость использования установленных отечественных стандартов ЕСТД. Приведены примеры оформления документации, классификация видов технологических процессов, состав комплекта документов, словарь терминов и определений основных понятий. По каждой теме составлены контрольные вопросы. Предназначено для бакалавров по направлению 15.03.01 «Машиностроение», 22.03.01 «Материаловедение и технологии материалов», магистрантов технологических направлений и инженеров-технологов машиностроительных предприятий.

Книга представляет собой подробное справочное руководство по физическим основам, технологическим особенностям и практическому применению процесса реактивного магнетронного нанесения тонких пленок сложного состава, представляющих собой химические соединения металлов или полупроводников с азотом, кислородом или углеродом. Этот процесс уже широко распространен в электронной промышленности и в других отраслях, где используется нанесение покрытий. В книге обобщено современное состояние этого процесса, приведена обширная библиография. Представлено подробное описание физических процессов, протекающих во время реактивного магнетронного нанесения, и следующих из них технологических особенностей магнетронного нанесения. Особое внимание уделено способам управления процессами реактивного магнетронного нанесения тонких плёнок, обеспечивающих стабильность и воспроизводимость как самого процесса нанесения, так и свойств получаемых пленок. Описаны изменения состава и структуры получаемых пленок и их зависимость от параметров процесса нанесения. Приведена широкая номенклатура получаемых этим способом пленок сложного состава. Рассмотрены модификации этого процесса, различающиеся используемыми источниками питания: постоянного тока, среднечастотных импульсов, импульсов большой мощности и ВЧ. Даны практические рекомендации по освоению известных и разработке новых процессов получения пленок сложного состава методом реактивного магнетронного распыления. Книга рассчитана на специалистов, занимающихся исследованием, разработкой и изготовлением различных изделий электронной техники и нанотехнологии, совершенствованием технологии их производства и изготовлением специализированного оборудования. Она также будет полезна в качестве учебного пособия для студентов старших курсов и аспирантов соответствующих специализаций.