Обложка Бокштейн Б.С., Похвиснев Ю.В., Родин А.О. Физика процессов на поверхностях раздела в металлах и сплавах
Id: 288720
999 руб.

Физика процессов на поверхностях раздела в металлах и сплавах

URSS. 2022. 160 с. ISBN 978-5-9519-3348-5.
Белая офсетная бумага
  • Твердый переплет

Аннотация

Настоящее учебное пособие было создано на основе учебного курса, который авторы в различных вариантах в течение многих лет читали бакалаврам, магистрам и аспирантам Института новых материалов и нанотехнологий Национального исследовательского технологического университета «МИСиС». В первой части изложены основы термодинамического описания поверхностей раздела. Во второй и третьей частях рассмотрены процессы, протекающие на основе диффузионного... (Подробнее)


Оглавление
Оглавление3
Предисловие6
Введение7
Глава 1. Термодинамика поверхностей раздела13
1. Метод избытков Гиббса13
2. Изотермы адсорбции17
2.1. Изотерма Лангмюра17
2.2. Статистический вывод изотермы Лангмюра—МакЛина19
2.3. Изотерма с отравленными местами22
2.4. Адсорбция на неоднородной поверхности23
3. Модель Гуггенгеймa. Уравнения Жуховицкого25
4. Взаимодействие примесей на поверхности28
5. Адсорбции с образованием комплексов30
6. Компьютерное моделирование атомных комплексов на границах зерен33
7. Фазовые переходы на границах зерен. Концентрационный фазовый переход38
8. Экспериментальные методы изучения адсорбции в границах зерен44
Контрольные вопросы к главе 150
Задачи к главе 153
Глава 2. Диффузия по границам зерен56
1. Первые эксперименты56
2. Самодиффузия по границам зерен. Модель Фишера58
3. Кинетические режимы самодиффузии по границам зерен66
4. Движущие силы диффузии в границах зерен69
5. Экспериментальные результаты самодиффузии по границам зерен71
6. Особенности гетеродиффузии. Коэффициент обогащения73
7. Вычисление коэффициента обогащения на основе диффузионных измерений76
8. Влияние адсорбции на диффузию по границам зерен80
9. Диффузия вдоль одиночных границ зерен и границ фаз84
10. Механизм диффузии по границам зерен91
Контрольные вопросы к главе 293
Задачи к главе 295
Глава 3. Поверхностная диффузия99
1. Структура поверхности. Модель TLK. Механизм поверхностной диффузии99
2. Сглаживание поверхностного гофра102
3. Механизмы сглаживания поверхностного гофра104
4. Канавки термического травления108
5. Канавки жидкометаллического травления110
6. Диффузия по границам зерен в наноматериалах112
Контрольные вопросы к главе 3115
Задачи к главе 3116
Решения задач118
Решения задач к главе 1118
Решения задач к главе 2128
Решения задач к главе 3139
Литература144
Приложения145
1. Домашнее задание № 1 к разделу «Термодинамика поверхностей раздела» (многовариантная задача)145
2. Домашнее задание № 2 к разделу «Термодинамика поверхностей раздела»148
3. Домашнее задание № 3 к разделу «Диффузия по границам зерен»153

Предисловие

Это учебное пособие возникло из учебного курса, который авторы на протяжении многих лет в разном объеме предлагали бакалаврам, магистрам и аспирантам института новых материалов и нанотехнологий НИТУ «МИСиС», обучающимся по направлениям «Физика конденсированного состояния», «Наноматериалы», «Физическое материаловедение».

Вначале содержание курса ограничивалось термодинамикой поверхностей раздела: методом избытков Гиббса, адсорбцией, фазовыми переходами. Постепенно, в прямой связи с научными интересами авторов, акценты смещались в сторону поверхностей раздела, прежде всего границ зерен. Появлялись новые модели адсорбции, такие как изотерма адсорбции с «отравленными» местами, адсорбция с образованием комплексов. Появились новые части: диффузия по границам зерен и по свободной поверхности, роль атомных комплексов в процессах зернограничной диффузии, диффузия в наноматериалах.

Помимо лекционного материала, курс содержит задачи с решениями, тесты с вопросами для проверки усвоения полученных знаний и домашние задания по различным раздела курса.

В создании этого учебника, а также домашних заданий и разделов курса, связанных с образованием и ролью атомных комплексов, деятельную и важную помощь оказали наши коллеги, ныне работающие за рубежом: Леонид Клингер, Михаил Менделев, Владимир Есин, которым авторы выражают глубокую признательность. Мы также благодарны всем коллегам кафедры физической химии НИТУ «МИСиС» за полезное обсуждение деталей предлагаемого курса.

Просим читателей присылать замечания и предложения на адрес редакции: editor@urss.ru


Об авторах
Бокштейн Борис Самуилович
Доктор физико-математических наук по специальности «Физика твердого тела», профессор. Профессор кафедры физической химии НИТУ «МИСиС». Заслуженный деятель науки РФ, почетный работник высшего профессионального образования РФ, почетный член Французского общества металлургии и материалов, Соросовский профессор. Область научных интересов: термодинамика и кинетика процессов в твердых телах, диффузия и дефекты в металлах, сплавах, аморфных и нанокристаллических материалах, диффузия и сегрегация в межкристаллитных границах (границах зерен, межфазных границах), зернограничное смачивание. Член редколлегий российских и международных журналов. Автор более 250 научных статей, 10 книг и 4 учебников.
Похвиснев Юрий Валентинович
Кандидат технических наук по специальности «Металлургия черных металлов», старший научный сотрудник. Доцент кафедры физической химии, заместитель директора научно-учебного центра «Ромелт» НИТУ «МИСиС». Область научных интересов: технология и физико-химические исследования процессов жидкофазного восстановления черных металлов, термодинамические и технологические расчеты металлургических процессов, управление жидкофазными процессами. Автор более 100 научных работ и патентов, в том числе двух учебников.
Родин Алексей Олегович
Кандидат физико-математических наук по специальности «Физика конденсированного состояния», доцент. Доцент кафедры физической химии НИТУ «МИСиС». Область научных интересов: диффузионные процессы, описание эволюции систем на основе термодинамического моделирования и построения кинетических (диффузионных) моделей. Автор более 80 научных работ.