Материалы. Материаловедение. Наноматериалы (Нанотехнологии - см.621.3.049.76)

Целью пособия является формирование у студентов коммуникативной языковой компетенции в области своей специальности, которая реализуется в различных видах речевой деятельности, как устной, так и письменной. Учебное пособие включает 12 текстов по профилю подготовки и упражнения для закрепления материала.

В книге представлена основная информация, характеризующая современное состояние нанотехнологии. Особое внимание уделено истории развития науки о нанотехнологиях, применению достижений нанотехнологий в различных областях промышленности, а также проблемам и перспективам развития нанотехнологий.

Рассматриваются размерные эффекты в нанообъектах, классификация наноматериалов, их состав, строение, свойства, методы получения и методы исследования.

Пособие включает в себя краткие основные сведения о физических эффектах в сверхпроводниках, справочный материал, задачи и примеры их решения. Основная цель настоящего пособия – дать краткую и необходимую информацию для закрепления материала в рамках курса Микро- и нанотехнологии.

Изложены основные методы получения наноматериалов, нанопокрытий и тонких пленок, области их применения в машиностроении, атомной энергетике, наноэлектронике. Исследования в области наноматериалов позволили реализовать высокий уровень физико-химических и механических свойств материалов в наносостоянии.

Рассмотрены свойства сверхкритических флюидов и применение их в качестве растворителей. Представлены теоретическое описание методов и лабораторные работы по диспергированию с применением сверхкритических флюидов. Предложено математическое описание процессов зародышеобразования и роста частиц в RESS-процессе. Проанализированы процессы истечения жидкостей и газов, даны задачи для решения.

Содержит теоретические основы науки о нанотехнологии, наноинженерии, наноматериалах и комплекс заданий для аудиторной работы по практике перевода и изучению терминологии.

Содержит тексты и задания для углубленного изучения профессионально-ориентированного английского языка в междисциплинарной области «умных материалов», которая охватывает такие направления, как химические технологии, нанотехнологии, материаловедение.

The main research methods for study and characterization of smart materials (as objects of interest for modern advanced research activities) are discussed in this tutorial. Various characterization methods are considered, such as dynamic light scattering, nuclear magnetic resonance, atomic force microscopy, X-ray diffraction, electron microscopy, and etc.

This tutorial discusses some aspects of synthesis and practical application of smart materials - the objects of cutting edge fundamental and applied research. Various types of smart materials are discussed, such as polymer composites, liquid crystal systems, target drug delivery systems, and etc. This tutorial is originally composed in English.

Рассмотрены определение, классификация, теории упрочнения неорганических композиционных материалов и методы их испытаний. Изложены точки зрения различных авторов на механизм упрочнения композиционных материалов.

Рассмотрены вопросы теории и технологии получения различных по природе материалов и покрытий, факторы, влияющие на их структуру, физико-механические и эксплуатационные характеристики. Изложены физические основы пластичности, прочности и разрушения кристаллических материалов при их деформировании. Приведены широко используемые методы упрочнения материалов и покрытий, а также основные методы измерения и контроля традиционных и наноразмерных пленочных покрытий.

Кратко изложены вопросы, связанные с производством и обработкой металлов, представлены варианты контрольных заданий для студентов-заочников.

Представлены традиционные технологии минеральных вяжущих (гипсовых, известковых и гидравлических) и способы их модифицирования. Показана возможность увеличения прочности и некоторых других основных показателей качества конечных изделий на основе минеральных вяжущих путем введения в них добавок (в т.ч. наноструктурных) различного назначения. Представлены результаты исследований состава и структуры продуктов твердения наномодифицированных вяжущих различными физико-химическими методами. Указаны возможные направления усовершенствования существующих технологий наномодифицирования.

Рассмотрены основные лабораторные работы по материаловедению новых конструкционных материалов. Основное внимание уделено изучению наиболее значимых и наиболее современных технологий, получивших распространение только в последние годы, в числе которых технологии материалов с уникальными свойствами, например технологии с эффектом памяти формы, с особыми тепловыми и упругими формами, технологии объёмных наноматериалов и др.

Представлен анализ свойств текстильных материалов, полученных за счет наноструктурирования их микроструктуры. Рассмотрена инновационная технология наноструктурирования текстильных материалов для одежды специального назначения с использованием плазменной обработки. Дано описание экспериментальной ННТП установки, объектов и методов проведения экспериментальных исследований. Приведены результаты экспериментальных исследований изменения комплекса свойств наноструктурированных текстильных материалов для одежды специального назначения потоком ННТП пониженного давления. Предложен технологический процесс наноструктурирования текстильных материалов и проведены исследовательские испытания опытных образцов одежды специального назначения.

Изложены основные сведения по теории и терминологии полиграфического и упаковочного производств. Даны основные представления о характеристиках и конструкциях полиграфической и упаковочной продукции. Рассмотрены основные виды материалов и основы построения полиграфического и упаковочного производств.

Пособие посвящено описанию конструкционных и расходных полиграфических и упаковочных материалов. Предназначено для подготовки бакалавров и магистров по направлению 29.03.03 «Технология полиграфического и упаковочного производства», а также может быть полезно для специалистов полиграфической и упаковочной отраслей промышленности.

Рассмотрены возможности компьютерной визуализации нанообъектов при использовании открытых библиотек моделей наноструктур и бесплатного программного обеспечения, а также визуализация углеродных наноструктур в среде программирования Matlab/Octave.

Приведено описание строения и свойств основных видов используемых в композиционных материалах волокнистых армирующих наполнителей, рассмотрены структурные особенности наноматериалов и перспективы их применения в нанокомпозитах. Рассмотрены общие закономерности строения композиционных наноматериалов, их виды и свойства, тенденции развития производства нанокомпозитов и их области применения. Приведены методики испытаний для исследования механических и адгезионных свойств композиционных наноматериалов.

Рассмотрено современное состояние науки и техники в области проектирования и производства композиционных текстильных материалов специального и технического назначения, их классификация и области применения. Проанализированы способы модификации текстильных материалов, в том числе плазменная модификация. Рассмотрены классификация конструкционных композиционных материалов и технология их получения. Показаны возможности применения композитов на основе текстильных материалов в различных отраслях промышленности.

Содержит описание минералов, кристаллических образований, наноструктур, классификацию и краткие основы методов исследования базовых наноструктурированных систем, которые позволяют проводить исследования структурных, электронных и магнитных свойств нанообъектов и поверхности.

Изложены теоретические основы адгезионной прочности композиционных материалов, в том числе на основе энергонасыщенных материалов. Предназначено для бакалавров по направлению подготовки 22.03.01 «Материаловедение и технология материалов», инженеров, обучающихся по специальности 18.05.01 «Химическая технология энергонасыщенных материалов и изделий», магистрантов по направлениям подготовки 18.04.01 «Химическая технология», 20.04.01 «Техносферная безопасность», а также для аспирантов и научных сотрудников.

Международный научно-технический журнал «Нанотехнологии: разработка, применение - XXI век» Освещает следующие вопросы: Физические и физико-химические процессы и явления в наноструктурированных материалах. Проблемы нанотехнологий; вопросы методологии исследований и приложений в различных отраслях техники. Наномедицина и медицинские нанороботы. Наноэлектроника в системах радиолокации. Наноэлектромеханические системы, аддитивные технологии. Элементная база наноэлектроники. Включен в Перечень ВАК. Выходит с 2009 г.

Содержат теоретические сведения о методах математического моделирования систем нано- и микромасштабов, описание хода выполнения лабораторных работ, варианты индивидуальных заданий и формы представления отчетов по лабораторным работам.

Методические указания содержат общие теоретические сведения о способах расчета основных механических свойств композиционных материалов, необходимых для решения типовых инженерных задач, овладении умения анализировать полученные результаты и делать соответствующие выводы. Призваны помочь студентам при изучении основ механики, конструирования и изготовления изделий из композиционных материалов.

В методических указаниях изложены организационные и методические вопросы, связанные с научно-исследовательской работой магистрантов.

В методических указаниях представлены лабораторные работы по изучению оптического микроскопа, дислокационных структур, диаграммы растяжения образцов после испытания на разрывной машине и методики расчета характеристик механических свойств металлов, определению микротвердости. Методические указания по дисциплине «Конструкционные и биоматериалы» включают четыре лабораторные работы.

Методические указания содержат теоретические сведения о методах атомно-силовой микроскопии, принципах формирования изображений поверхности в результате АСМ-диагностики, описание хода выполнения лабораторных работ, варианты индивидуальных заданий и формы представления отчетов по лабораторным работам.

Учебное пособие посвящено описанию основ традиционных и современных методов рентгеноструктурного анализа в материаловедении. Приведены задачи по рентгеноструктурному анализу и даны типичные примеры их решения.

Методические указания содержат теоретические сведения о причинах изменения электрических свойств материалов при переходе в наноразмерное состояние, примеры решения типовых задач, общие рекомендации для расчета электрических характеристик материалов и задачи для самостоятельного решения.

В учебном пособии дана характеристика композиционных материалов, приведены сведения об их классификации, применяемом сырье и особенностях технологических схем изготовления. Освещена сущность процессов, протекающих при изготовлении строительных материалов, представлены присущие им физико-механические свойства и области применения.

Методические указания содержат информацию об основных законодательных актах, обеспечивающих единство измерений в сфере нанотехнологий, о стратегии развития приоритетных направлений экономики, об условиях формирования метрологических центров обеспечения и оценки соответствия продукции наноиндустрии, а также вопросы для обсуждения на практических занятиях.

Графен называют новым технологическим прорывом, который можно применить везде. Графен тоньше и прочнее алмаза, он может проводить электричество гораздо лучше меди и кремния. Открытие графена называют одним из самых удивительных событий в физике XXI века. Двое ученых, выходцев из России, создали чудо-материал буквально на коленке и получили за его открытие Нобелевскую премию по физике в 2010 году. С этого времени графен предопределяет развитие многих инновационных сфер научной и промышленной деятельности: это решение проблем чистой воды, загрязнения окружающей среды и изменения климата; перспектива создания полноценных конечностей, органов и даже нервов; экологичные источники энергии; гибкие дисплеи смартфонов и сверхтонкая одежда, выдерживающая низкие температуры; быстрые компьютеры и легкие прозрачные самолеты...

В методических указаниях приведены типичные задачи и методы их решения по основным разделам дисциплин «Теория термической обработки» и «Металловедение специальных сплавов».

Пособие представляет лабораторный практикум, составленный в соответствии с требованиями собственного образовательного стандарта высшего профессионального образования. В нем содержатся задания для работы на занятии, теоретическое обоснование, указания по порядку выполнения лабораторных работ, указания по технике безопасности по темам лабораторных работ, контрольные вопросы и литература.

Приведены принципы создания наноорганоминеральных модификаторов на основе техногенных отходов (золы уноса, отвальных золошлаковых смесей, отсевов дробления горных пород, бетонного лома, торфяной золы и др.), подвергнутых механохимической обработке с применением активаторов нового поколения. Показана активная роль наномодификаторов в формировании структуры композитов гидратационного твердения за счет физико-химических процессов, связанных главным образом с перераспределением воды и формами ее связи в технологических смесях. Рассмотрены основные положения структурно-технологической теории бетона, включающие модели структурообразования и описание свойств бетонов и композитов с применением модификаторов на основе многотоннажных отходов. Доказано, что применение разработанных наномодификаторов на основе техногенных отходов целесообразно при производстве высококачественных морозостойких, трещиностойких, водонепроницаемых бетонов в сборных и монолитных железобетонных конструкциях.

Монография посвящена результатам исследования морфологии, структуры и физико-химических свойств нанокомпозитных материалов на основе оксидов 3d-металлов с углеродной и кремниевой матрицами.

В учебнике в систематизированной форме дан материал о биодеструкции натуральных и синтетических материалов и изделий (текстильных волокон, кожи и меха, древесины и бумаги, пластмасс и т. д.). Показаны основные способы и методы защиты сырья, материалов и изделий от биоповреждающего воздействия как микроорганизмов, так и насекомых и грызунов.

Методические указания содержат теоретические сведения о физических основах рентгеноструктурного анализа, условиях его проведения, регистрации и обработки рентгенограмм, а также последовательность выполнения и формы представления отчетов по лабораторным работам.

В методических указаниях изложен порядок исследования новых полимерных композиционных наноматериалов.

Методические указания содержат теоретические сведения об условиях проведения процесса электроосаждения гальванических покрытий различного состава, стадиях зародышеобразования и роста кристаллита, условиях получения нанокристаллических покрытий, примеры расчетов технологических параметров процесса электроосаждения и практические расчетные задания.

Лабораторный практикум составлен в соответствии с требованиями собственного образовательного стандарта высшего профессионального образования, содержит задания для работы на занятии, теоретическое обоснование, указания по порядку выполнения лабораторных работ, указания по технике безопасности по темам лабораторных работ, контрольные вопросы, список литературы.

Изложены физико-химические закономерности процессов, протекающих в ходе спекания. Рассмотрена взаимосвязь технологических параметров с микроструктурой и свойствами керамических, композиционных и наноматериалов, описаны методы прогнозирования и регулирования их основных физических и эксплуатационных характеристик.

В пособии представлены сведения по истории науки о материалах и технологиях, о жизни и деятельности ученых и инженеров, внесших значительный вклад в развитие материаловедения и технологии обработки материалов. Рассмотрены способы обработки материалов, особенности их открытия и применения в современной промышленности.

Расширенно представлены теоретические сведения по основным фазовым и структурным превращениям в сплавах при первичной кристаллизации и в твердом состоянии, а также в области упрочнения материалов при подводе нетепловых форм энергии.

Представлены лабораторные работы по изучению структурных компонентов сплавов и металлов. Приведены примеры расчетов свойств сталей и чугунов.

Рассмотрены систематизированные результаты исследований трибологических процессов трения и изнашивания в области трибофизики металлических и металлополимерных трибосистем. Описаны свойства поверхностных слоев, физико-химические процессы, структурно-фазовые превращения и трибофизические эффекты в условиях фрикционного взаимодействия металлов и полимеров, в том числе процессы самоорганизации в металлополимерных трибосистемах.

Представлены теоретические основы методов исследования наноматериалов – растровой электронной микроскопии и рентгеновской дифрактометрии. Изложены рекомендации по выполнению заданий в ходе учебной, производственной и преддипломной практики.

В учебном пособии рассмотрены вопросы прочности полимерных композиционных материалов в условиях повторно-переменных напряжений, а также представлены результаты исследований их циклической долговечности в изделиях строительного назначения.