Создание новых методов обработки материалов концентрированными потоками энергии (ионов, плазмы и электронов) на сегодняшний день является одним из наиболее перспективных путей развития современных технологий и материаловедения. Нанесение тонких нанокомпозитных пленок, покрытий ионно-плазменными методами, образование оксидных покрытий с помощью электролитно-плазменной обработки, получение алмазоподобных пленок, а также комбинированные методы обработки – дуплексные, триплексные, гибридные и многие другие нашли широкое применение в 21 столетии. Хорошо известно, что на реализацию данного направления выделено финансирование в сотни миллиардов долларов в ведущих странах мира – США, Японии, Китае, странах ЕЭС и России. Прогнозируется получение многофункциональных, в частности нанокомпозитных или нанокристаллических материалов – многокомпонентных по составу и упорядоченных по структуре. Они должны обладать высокими эксплуатационными свойствами, которые целенаправленно могут изменяться путем изменения параметров их состава и структуры. К сожалению, полное теоретическое обоснование подобного параметрического управления свойствами на сегодняшний день отсутствует. Научный подход к проблеме создания материалов с заданными свойствами предусматривает создание такой теории и совершенствование технологии в соответствии с ее требованиями и с учетом ее предсказаний. Задача данной книги состоит в том, чтобы на определенных примерах показать современное состояние и некоторые пути дальнейшего развития ионно-плазменной обработки материалов и нанесения различных покрытий, а также перспективу дальнейшего использования описанных технологий в различных отраслях производства. Кроме того, в ней представлен один из вариантов создания упомянутой выше теории, основанный на применении теории оптимального управления при ее обобщении на многомерный случай. В главе 1 рассмотрены примеры упорядоченных структур, как естественных, т.е. самопроизвольно возникающих в процессе изготовления, хранения и эксплуатации, так и искусственно созданных для улучшения функциональных характеристик материалов. Показаны их преимущества по сравнению с однородными материалами, дано физическое объяснение этих преимуществ, состоящее в том, что данные структуры являются экстремалями неких вариационных задач. В частности, квазипериодические структуры, образующиеся при спинодальном распаде, отвечают условным минимумам функционала свободной энергии. Проведенное рассмотрение естественных и искусственных упорядоченных покрытий и структур позволило сделать выводы об их оптимальности применительно к различным функциональным назначениям. В главе 2 сформулирована обратная задача разработки покрытий с применением теории оптимального управления. Ее суть состоит в расчете оптимального закона изменения управляющего параметра, при котором критерий качества, априори заданный разработчиком, достигает экстремума. Приведены решения обратной резонансной задачи – о гашении или выделении определенной частоты колебаний, которые позволяют получить новые выводы по оптимизации свойств покрытий. Эти выводы состоят в том, что оптимальное покрытие, подобно любому композиционному материалу (КМ), должно представлять собой упорядоченную структуру из элементов, резко отличающихся по величине управляющего параметра. В этой связи обсуждаются различные модели, объясняющие возрастание твердости периодических сверхрешеток по сравнению с твердостью составляющих их слоев. В общем виде описана постановка обратных задач на классе решений контактных задач теории упругости – теоретической базы для разработки структуры твердых покрытий. В качестве альтернативы численному решению обратной задачи предложен способ расчетно-экспериментального определения оптимальных параметров структуры, также основанный на результатах теории оптимального управления. Приведены доказательства возможности применения данного способа на примерах резонансной задачи о гашении колебаний и разработке структуры твердой сверхрешетки TiN/VN. В главе 3 описываются результаты по получению и исследованию свойств твердых и супертвердых нанокомпозитных покрытий, нанесенных с помощью распыления магнетроном или ионно-ассистируемым осаждением тонких покрытий, имеющих высокую термическую стабильность. Рассмотрены физические свойства и стойкость к высокотемпературному оксидированию нанокомпозитных покрытий Si3N4/MoNx. Анализируется получение и свойства керамических пленок (типа Zr-Cu-O, W-Si-N) и показана взаимосвязь между механическими свойствами пленок и внутренними напряжениями в них. Представлена классификация нанокомпозитов по твердости и вязкости. Рассмотрена структура (методом ТЭМ-анализа – анализа при помощи темнопольной электронной микроскопии) и некоторые свойства супертвердых нанокомпозитных покрытий (nMeN/alpha-фаза, нанокристаллические нитриды сплавов Ti, Zr, V, W, металл Cu, Ni), показана взаимосвязь внутренних напряжений с твердостью. В главе 4 проведен анализ процессов электрохимической обработки, которую можно классифицировать под общим названием "плазменный электролиз". Приводятся примеры использования электролитно-плазменной обработки для упрочнения деталей, усиления процессов массопереноса элементов и легирования поверхностного слоя. Представлены материалы статей по электролитно-плазменному оксидированию (Al2O3, TiO2 и др.) на сталях и изделиях из них. Необходимо подчеркнуть высокий КПД данной технологии, доходящий до 75–85%. Важным отличием данной технологии является большая глубина упрочнения и закалки сталей и чугунов (до 10 мм и более) и высокая производительность, что делает эту технологию одной из самых перспективных в настоящее время. Глава 5 посвящена результатам последних исследований в области получения, исследования и применения гибридных покрытий на основе Al2O3/Cr/TiN и Al2O3/TiN, нанесенных на различные стали. Показано, что дополнительная обработка сильноточным электронным пучком (СЭП) таких покрытий приводит к изменению механических и коррозионных свойств покрытий. Происходит усиление процессов массопереноса и перераспределение элементов, составляющих покрытие в результате обработки СЭП. Анализируется структура и свойства таких гибридных защитных покрытий. В главе 6 показано, что задача создания полимерных композиционных материалов с заданными свойствами может быть решена несколькими путями, в том числе с применением термомагнитной обработки, использованием наноразмерных наполнителей, формированием специальных структур алмазоподобных и металлических покрытий. При этом магнитное поле может выступать не только в роли инструмента исследования, но и эффективного средства воздействия на полимерные композиционные и нанокомпозиционные материалы. Материалы данной книги были использованы для чтения лекций и проведения практических занятий в РГТУ "МАТИ" им.К.Э.Циолковского, Белорусском государственном университете, Сумском национальном аграрном университете, Восточно-Казахстанском государственном техническим университете, а также Сумском государственном педагогическом университете им.А.С.Макаренко. Авторы признательны сотрудникам Сумского института модификации поверхности В.С.Кшнякину, Ю.А.Кравченко, Ш.М.Рузимову, О.П.Кульменьтьевой, М.В.Ильяшенко и др., а также prof. J.Musil (Chech. Rep.), dr. Timothy Renk (USA), prof. P.Misaelides (Greece), prof. A.Matthews and dr. A.Yerohin (England), prof. Zhao W. (China) и многим другим. Александр Дмитриевич ПОГРЕБНЯК Профессор кафедры физической и наноэлектроники Сумского государственного университета,
директор Сумского института модификации поверхности. Специалист в области модификации
материалов пучками заряженных частиц и потоков плазмы, создания и исследования
многокомпонентных наноструктурных покрытий. Автор 165 научных работ, в том числе
5 книг; имеет 65 авторских свидетельств и патентов разных стран. Доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой порошковой металлургии,
композиционных материалов и покрытий "МАТИ"-РГТУ им.К.Э.Циолковского. Специалист
в области ионно-плазменного модифицирования поверхности и нанесения покрытий. Автор
и соавтор более 120 научных работ, в том числе 4 книг; имеет несколько авторских свидетельств. Кандидат физико-математических наук. Область научных интересов: физика твердого тела,
новые энергосберегающие машины и оборудование для горнорудной и других отраслей.
Президент концерна "Укрросметалл" (Украина). Автор более 80 публикаций, в том числе
2 монографий, а также около 30 изобретений. Кандидат технических наук, заместитель начальника отдела ФГУП "Всероссийский
научно-исследовательский институт автоматики им.Н.Л.Духова". Специалист в области
физики твердого тела, теории оптимального управления, физики и технологии источников
заряженных частиц. Автор и соавтор более 50 научных работ. Кандидат физико-математических наук, профессор кафедры экспериментальной и теоретической
физики Сумского государственного педагогического университета. Область научных интересов:
получение композиционных материалов с заданными свойствами; процессы кластеризации
экономики. Автор более 85 публикаций и 30 изобретений. Кандидат физико-математических наук, доцент. Область научных интересов: ионные,
электронные и ионно-плазменные технологии модификации поверхности, получение
комбинированных и нанокомпозитных покрытий. Автор и соавтор более 30 научных работ. |
2023. 720 с. Твердый переплет. 16.9 EUR
Книга «Зияющие высоты» – первый, главный, социологический роман, созданный интеллектуальной легендой нашего времени – Александром Александровичем Зиновьевым (1922-2006), единственным российским лауреатом Премии Алексиса де Токвиля, членом многочисленных международных академий, автором десятков логических... (Подробнее) URSS. 2024. 800 с. Мягкая обложка. 37.9 EUR
ВЕРСАЛЬ: ЖЕЛАННЫЙ МИР ИЛИ ПЛАН БУДУЩЕЙ ВОЙНЫ?. 224 стр. (ТВЁРДЫЙ ПЕРЕПЛЁТ) 11 ноября 1918 года в старом вагоне неподалеку от Компьеня было подписано перемирие, которое означало окончание Первой мировой войны. Через полгода, 28 июня 1919 года, был подписан Версальский договор — вердикт, возлагавший... (Подробнее) 2023. 696 с. Твердый переплет в суперобложке. 119.9 EUR
Опираясь на новейшие исследования, историк Кристофер Кларк предлагает свежий взгляд на Первую мировую войну, сосредотачивая внимание не на полях сражений и кровопролитии, а на сложных событиях и отношениях, которые привели группу благонамеренных лидеров к жестокому конфликту. Кларк прослеживает... (Подробнее) URSS. 2024. 704 с. Твердый переплет. 26.9 EUR
В новой книге профессора В.Н.Лексина подведены итоги многолетних исследований одной из фундаментальных проблем бытия — дихотомии естественной неминуемости и широчайшего присутствия смерти в пространстве жизни и инстинктивного неприятия всего связанного со смертью в обыденном сознании. Впервые... (Подробнее) URSS. 2024. 344 с. Мягкая обложка. 18.9 EUR
Мы очень часто сталкиваемся с чудом самоорганизации. Оно воспринимается как само собой разумеющееся, не требующее внимания, радости и удивления. Из случайно брошенного замечания на семинаре странным образом возникает новая задача. Размышления над ней вовлекают коллег, появляются новые идеи, надежды,... (Подробнее) URSS. 2023. 272 с. Мягкая обложка. 15.9 EUR
Настоящая книга посвящена рассмотрению базовых понятий и техник психологического консультирования. В ней детально представлены структура процесса консультирования, описаны основные его этапы, содержание деятельности психолога и приемы, которые могут быть использованы на каждом из них. В книге... (Подробнее) URSS. 2024. 576 с. Мягкая обложка. 23.9 EUR
Эта книга — самоучитель по военной стратегии. Прочитав её, вы получите представление о принципах военной стратегии и сможете применять их на практике — в стратегических компьютерных играх и реальном мире. Книга состоит из пяти частей. Первая вводит читателя в мир игр: что в играх... (Подробнее) URSS. 2024. 248 с. Мягкая обложка. 14.9 EUR
В книге изложены вопросы новой области современной медицины — «Anti-Ageing Medicine» (Медицина антистарения, или Антивозрастная медицина), которая совмещает глубокие фундаментальные исследования в биомедицине и широкие профилактические возможности практической медицины, а также современные общеоздоровительные... (Подробнее) URSS. 2024. 240 с. Твердый переплет. 23.9 EUR
Предлагаемая вниманию читателей книга, написанная крупным биологом и государственным деятелем Н.Н.Воронцовым, посвящена жизни и творчеству выдающегося ученого-математика, обогатившего советскую науку в области теории множеств, кибернетики и программирования — Алексея Андреевича Ляпунова. Книга написана... (Подробнее) 2023. 416 с. Твердый переплет. 19.9 EUR
Вам кажется, что экономика — это очень скучно? Тогда мы идем к вам! Вам даже не понадобится «стоп-слово», чтобы разобраться в заумных формулах — их в книге нет! Все проще, чем кажется. Автор подаст вам экономику под таким дерзким соусом, что вы проглотите ее не жуя! Вы получите необходимые... (Подробнее) |