Испытания материалов. Товароведение. Силовые станции. Общая энергетика

Представлены основные термины и определения, связанные с вопросами неразрушающего контроля (НК), а также классификация видов и методов НК; приведены методы НК в соответствии с классификацией по способу получения первичной информации; рассмотрены устройство, принцип действия и характеристики первичных преобразователей, использующихся при реализации различных методов НК.

Рассмотрены физические процессы, законы и явления, лежащие в основе различных методов исследования материалов, таких как сканирующая зондовая микроскопия, растровая электронная микроскопия, ИК-спектроскопия, рентгеновская дифрактометрия и др. Представлен материал для самостоятельной работы в виде практических заданий.

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.

В книге рассмотрены междисциплинарные аспекты диагностики процессов дефектообразования и накопления повреждений по регистрируемым сигналам сопутствующей акустической эмиссии. Предложен новый подход, состоящий в использовании кинетической концепции прочности, пуассоновской модели процесса дефектообразования и обнаруженных экспериментально физико-механических особенностей явления акустической эмиссии (включая устойчивые в силу ряда предельных теорем статистические параметры случайного процесса акустической эмиссии). Практическое использование полученных результатов показано на примерах диагностики прочности Царь-колокола в Московском Кремле, элементов теплозащиты первого отечественного орбитального космического самолета «Буран», ряда других изделий и объектов ответственного назначения.

Учебник составлен в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования по направлению подготовки «Товароведение».

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.

Рассмотрены особенности автономных систем электроснабжения населенных пунктов, потенциал возобновляемых источников энергии в районах Красноярского края и Республики Тыва, а также энергетические характеристики фотоэлектрических и гидроэнергетических установок. Значительное внимание уделено вопросам математического моделирования и рационального построения автономных систем электроснабжения с применением энергокомплексов на основе установок, использующих энергию Солнца и воды. Представлены критерии экономической эффективности внедрения фотоэлектрических и гидроэнергетических установок. На примере поселков Красноярского края и Республики Тыва показаны возможности практического применения подобных систем энергообеспечения.

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.

В учебнике изложены базовые физико-химических принципы создания активных материалов в виде монокристаллов, поликристаллических образцов, керамики, тонких пленок и других видов нанокристаллических материалов.

В сборнике представлены труды Третьего Международного междисциплинарного молодежного симпозиума «Физика бессвинцовых пьезоактивных и родственных материалов (Анализ современного состояния и перспективы развития)», посвященного проблемам разработки, создания, исследования и перспективам практического применения бессвинцовых пьезоактивных и родственных материалов, проходившего в г. Туапсе 2-6 сентября 2014 г.

В сборнике представлены труды Третьего Международного междисциплинарного молодежного симпозиума «Физика бессвинцовых пьезоактивных и родственных материалов (Анализ современного состояния и перспективы развития)», посвященного проблемам разработки, создания, исследования и перспективам практического применения бессвинцовых пьезоактивных и родственных материалов, проходившего в г. Туапсе 2-6 сентября 2014 г.

Приведены результаты получения объемных наноструктурных материалов методом равноканального углового прессования и их последующего исследования. Представлена конструкция штампа для равноканального углового прессования, позволяющая выполнять ремонт рабочих поверхностей штампа без изменения размеров каналов штампа. Для ряда материалов разработана технология нанесения гальванической меди, позволившая уменьшить при равноканальном угловом прессовании эффективный коэффициент трения до значения 0,02. Получены экспериментальные результаты по влиянию равноканального прессования на механические свойства ряда металлов и сплавов. Сделана оценка качества полученных характеристик, определен температурно-скоростной диапазон использования наноструктурных материалов.

В учебном пособии, написанном известным специалистом из Германии, имеющим многолетнюю преподавательскую практику, изложены основы современного материаловедения. При этом в полной мере использованы фундаментальные понятия, представления и закономерности из других областей знаний - физики, химии, математики, а также кристаллографии и металлургии. Рассмотрены различные модели, в том числе на основе фазовых диаграмм и теории химической связи. Большое внимание уделено применению термодинамических подходов при изучении материалов. Подробно обсуждаются теория дефектов в кристаллических твердых телах, процессы кристаллизации и рекристаллизации, способы управления составом композиционных материалов, структурная организация в стеклах и полимерах.

Описываются теоретические основы физических методов исследования морфологии, качественного и количественного состава поверхности. Рассматриваются микроскопические и спектроскопические методы исследования. Приводятся примеры применения этих методов в исследованиях осаждения и коррозии металлов.

Исследовано механическое деформирование высокотемпературной сверхпроводящей иттриевой керамики (ВТСП), а также впервые выполненное детектирование сверхпроводящего перехода в ВТСП с помощью импульсного тока и установленные доземитрические свойства ВТСП. Рассмотрены новые композитные материалы на основе несмешивающихся компонент и способы их производства и обработки, в частности методом прокатки с использованием ЭПЭ. Рассмотрено контактное легирование как альтернативный метод производства сплавов из несмешивающихся компонент, новые технологические возможности метода контактного легирования, и свойства новых материалов. В заключительной главе дополнительно рассмотрены технологические проложения ЭПЭ, особенности электропластической прокатки стальной полосы, а также повышение электропластичности металла в скрещенных электромагнитных полях. Дан ответ на критические замечания в статьях в отношении ЭПЭ.

В первой части приведены результаты фундаментальных опытов, приведших к открытию электропластического эффекта (ЭПЭ) и сотставляющих основу электропластической деформации металлов. Показано, что ЭПЭ - это новое физическое явление нетеплового происхождения, нетеплового действия тока высокой плотности (порядка 10*5-10*6 А/см*2) на пластическую деформацию металлов. Дано определение и содержание критических интенсивных технологий обработки металлов давлением (ОМД) с использованием ЭПЭ в качестве фактора интенсификации процесса. Определены сферы технологического применения ЭПЭ при прокате, волочении, плющении и штамповке металлов, а также при других видах тонкого и среднетонкого металлургического передела, в которых экономически оправдано и целесообразно использовать токи высокой плотности в импульсном режиме для стимулирования без большого нагрева материала процессов ОМД. Показано, что при этом достигается выигрыш в повышении пластичности материала (включая остаточную пластичность) и в снижении усилий деформации при ОМД, а также в улучшении физико-механических свойств и фазового состава материала заготовок после ОМД. Детально исследованы структурные аспекты электропластической деформации металлов и сплавов. Описаны методы залечивания дефектов в металлических материалах импульсным током. Исследован процесс упрочнения быстрорежущих инструментальных сталей при действии импульсами электрического тока. Изучено действие электростатических полей на процесс деформации и механические свойства металлов и сплавов.

В пособии изложены общие вопросы физической химии твердых кристаллических веществ, строения оксидов, основы исследования структур кристаллов методом рентгенофазового анализа. На конкретных примерах рассмотрены вопросы синтеза в оксидных системах и регулирования их свойств в присутствии микродобавок. Отдельный раздел посвящен обзору свойств и методов получения наноразмерных порошковых и консолидированных материалов, дано термодинамическое обоснование возможности активирования процессов с участием наночастиц, физико-химических методов исследования состава, структуры и морфологии получаемых продуктов.

Монография посвящена изучению упругих свойств композиционных материалов (КМ). Сформулированы методологические принципы изучения физико-механических свойств твердых тел со сложной внутренней структурой. Представлена классификация КМ, в основу которой положен принцип иерархии системы «твердое тело». С единых позиций систематизированы упругие свойства КМ, принадлежащих разным структурным уровням системы «твердое тело». Приводится сводка данных об упругих свойствах КМ. Предложен принцип предельных значений физико-механических характеристик КМ. Установлена иерархия структурной чувствительности физико-механических характеристик КМ. Проведен анализ существующих методов расчета упругих характеристик изотропных и анизотропных КМ. Большое внимание уделено анализу точности определения упругих характеристик КМ.

В конспекте лекций рассмотрены следующие основные вопросы: определение абсолютной и относительной ошибки единичного параметра; модель металлов и сплавов; физические методы контроля анализа веществ, к которым относятся рентгеноструктурный анализ, рентгеновский спектральный анализ, рентгеновская дефектоскопия, электронография, электронная микроскопия, методы определения плотности веществ, определение электрических свойств металлов, тепловых свойств веществ, дилатометрия – изменение линейных размеров материала при фазовых превращениях, термоэлектрические эффекты в металлах и сплавах. Определение упругих свойств веществ. Химические методы анализа материалов, из них: коррозия металлов, методы испытания металлов на коррозию. Анализ газов в веществах.

В учебном пособии рассматриваются основные свойства сталей и их фазово-кристаллическая структура, управление которой осуществляется термической обработкой. Обсуждается природа основных структурных магнитных параметров ферромагнитных материалов. Объясняется физика корреляционных соотношений между прочностными и магнитными характеристиками. Приведены методические указания к выполнению шести лабораторных работ.

Основной задачей учебного пособия является ознакомление студентов с основными классами наночастиц и наноматериалов, их физико-химическими свойствами, а также со сложившимися и перспективными областями применения наноматериалов.

Изложены теоретические основы кристаллофизики и кристаллохимии. Рассмотрены физические явления и процессы, происходящие в диэлектриках при воздействии на них электрического поля: поляризация, электропроводность, диэлектрические потери и пробой.

В учебном пособии кратко изложены теоретические основы способов исследования и особенностей нано- и микроструктуры конструкционных и запечатываемых полимерных материалов. При создании пособия использованы результаты оригинальных диссертационных и дипломных работ, выполненных в рамках госзадания Минобрнауки Российской Федерации № 7.1691.11 от 24 ноября 2011 г. «Объемная модификация наноструктуры полимерных пленок для создания новых полиграфических материалов на основе термопластов». Разработаны адаптированные к условиям обучения в Московском государственном университете лабораторные работы, создающие предпосылки к формированию у студентов навыков самостоятельных поисковых исследований структуры и свойств современных упаковочных и полиграфических материалов.

В работе представлен материал, раскрывающий физические основы нанотехнологий: рассмотрена классификации наноматериалов, физические свойства наиболее изученных наноматериалов, физические основы электронной микроскопии и принципы работы зондовых атомно-силовых микроскопов.