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

Методические указания содержат теоретические сведения о механических свойствах материалов и наноматериалов, описание методов испытаний на растяжение, измерение твердости методами Бринелля, Роквелла и Виккерса, задания для выполнения лабораторно-практических работ.

В данном пособии рассмотрены общие вопросы, касающиеся строения порошковых и композиционных материалов (КМ). Описаны способы получения порошковых материалов (физико-химические и механические), свойства и методы их исследования, а также получение из них композиционных материалов. Подготовлено на кафедре технология металлов и авиационное материаловедение.

В данном пособии рассмотрены общие вопросы, касающиеся строения композиционных материалов (КМ). Описаны методы получения КМ, способы классификации КМ, их виды и свойства. Подготовлено на кафедре технология металлов и авиационное материаловедение.

Методические указания содержат краткие теоретические сведения об особенностях структуры и физических свойств по толщине наноэлементов и нанопокрытий, а также о структуре и размерах областей, входящих в зону их границ. Описываются методы проектирования многослойных нанопокрытий, методы определения твердости нанопокрытий, методы определения функций зависимости средней твердости покрытий по известной функции распределения твердости по толщине покрытия, а также методы восстановления функции изменения твердости слоя покрытия по экспериментальным данным. Кроме того, описываются методы проектирования многослойных покрытий с максимальным значением средней твердости. Приводятся варианты заданий для каждой части комплексного задания, предлагаемого студентам на практических занятиях.

Целью курса является формирование знаний о физико-химических закономерностях и технологиях получения современных тонкопленочных (монослойных) наноматериалов, их свойствах и новых явлениях, обусловленных предельно малой толщиной и влиянием подложек и соседних монослоев; об экспериментальных методиках исследования свойств монослойных материалов; о физических принципах создания нового поколения быстродействующих приборов и устройств на основе монослойных материалов, конструкциях и технологиях создания приборных структур на их основе, базовых физических принципах их функционирования, характеристиках и особенностях применения.

В данном красочном издании собраны точные и удивительно красивые изображения структур разнообразных объектов наномира. Некоторые из них представляются очень простыми, другие же, напротив, весьма сложны. Однако во всех случаях мы видим странные и интересные объекты, иллюстрирующие строение веществ на атомарном уровне. Предлагаемые структуры позволяют читателю оценить неожиданные возможности «наноархитектуры» и уловить взаимосвязь между особенностями строения и известными физико-химическими свойствами веществ. Все иллюстрации снабжены короткими рассказами, написанными на высоком научном уровне.

Методические указания содержат краткие теоретические сведения о показателях скорости коррозии, графических методах расчета коррозионного процесса и способах защиты от коррозии, примеры решения задач, задачи для самостоятельной работы и задания для лабораторно-практической работы.

Проанализировано влияние термодинамических и кинетических факторов на распределение твердых наноразмерных частиц между фазами смесей несовместимых полимеров и на границе между ними. Обобщены закономерности влияния наночастиц на морфологию и сонепрерывность фаз смесей полимеров. Рассмотрено влияние межфазного распределения наночастиц на деформационно-прочностные, электропроводящие и реологические свойства смесей полимеров.

Приведены теоретические сведения о процессах плазменного получения покрытий, описание вакуумного и плазменного оборудования, применяемого для получения наноструктурированных покрытий, отечественного и зарубежного производства, технологические характеристики оборудования.

Основное внимание уделено главным аспектам нанотехнологий, среди которых: терминология, взаимосвязь размерных эффектов и области применимости нанотехнологий, классификация и основные группы данной отрасли деятельности, масштабирование процессов с целью промышленной реализации. Рассмотрен ряд нанотехнологий, промышленно освоенных в России.

Рассмотрен ряд аспектов исследования наноматериалов. Проанализированы размерные величины, используемые для характеристики крупнокристаллических и наноматериалов, подняты вопросы взаимосвязи средних величин между собой. Приведено развернутое описание новых методов исследования и обработки экспериментальных данных, разработанных на кафедре ФНСиВТМ НИТУ МИСИС.

Изложены теоретические основы конструирования и функционирования энантиоселективных химических и биологических сенсоров, приведены примеры их практического применения. Рассмотрены возможности сенсоров в решении задач химии, биологии, медицины, фармацевтического анализа. Большое внимание уделено новым направлениям в конструировании и применении энантиоселективных сенсоров — использованию углеродных и композитных материалов на основе фуллеренов, графена и нанотрубок, наночастиц металлов, ионных жидкостей, биоматериалов, полимеров, самоорганизующихся и мультиэлектродных систем типа «электронный язык», детектированию оптически чистых соединений в биологических жидкостях и лекарственных средствах.

Методические указания содержат теоретические сведения о физических основах процессов ослабления, поглощения и рассеяния света дисперсными системами, примеры решения задач по определению характеристик дисперсных систем, задачи для самостоятельной работы и задания для лабораторно-практических работ.

В книге описываются концепции, которые, по мнению автора, занимают центральное место в науке о материалах. Адриан Саттон, почетный профессор Имперского колледжа Лондона, показывает развитие научного подхода в материаловедении от классической термодинамики XVIII века к наноструктурам, метаматериалам и активной материи XXI века. На простых моделях объясняются причины стабильности материала, особенности фазовых переходов, влияние дефектов структуры и их виды. Просто и доходчиво раскрывается роль квантовой механики в науке о материалах. Читатель узнает о практических направлениях работы ученых по созданию материалов, которые не существуют в естественных условиях, метаматериалов, и о том, какую роль играет материаловедение применительно к живой материи. Для изучения ряда тем понадобится знание физики, химии и математики на школьном уровне.

Внутреннее убранство дачного (в том числе деревенского) дома, как и территория рядом с ним, отражает культуру владельцев-хозяев. По тому, насколько она ухожена или же, наоборот, запущена, люди судят не только о частоте посещения загородного дома, но и о том, насколько трепетно, педантично владелец усадьбы (дачного дома) относится к своему хозяйству. В книге представлены мастер-классы с пошаговыми инструкциями создания красочных интерьеров в дачном (деревенском) доме и прилегающем приусадебном хозяйстве. Отличительная часть книги — в практических методиках интерьерного дизайна и рекомендациях, ориентированных на дачников, имеющих хотя бы небольшие навыки строительства своими руками. Ножны из коровьих рогов, красочные фрески в прихожей, оригинальное светящееся панно — лишь малая толика интересных и дельных рекомендаций практического опыта, изложенных в книге. Для широкого круга читателей.

Книга посвящена PIC-микроконтроллерам — одному из самых популярных семейств современных микроконтроллеров. В справочнике имеются все необходимые сведения, аппаратные и программные решения. По широте охвата и объему рассматриваемого материала книга претендует на статус малой энциклопедии. Здесь представлены классификация и архитектура различных подсемейств PIC-контроллеров, сравнительные характеристики типов, разводка выводов, системы команд, подробная спецификация управляющих регистров. Рассказывается о принципах работы основных узлов, приведены таблицы временных и электрических характеристик, алгоритмы программирования. Дано описание языков программирования и средств разработки приложений.

Практикум состоит из двух частей. Во второй части приведены лабораторные работы по изучению инструментов для подготовки и проведения инженерного анализа объектов с контролируемой микроструктурой композитных конструкционных материалов.

Рассмотрены основные принципы электронно-микроскопических и рентгено-спектральных методов анализа; подходы к исследованию морфологии, структуры и химического состава гетерогенных катализаторов и углеродных наноматериалов с применением электронно-микроскопических методов. Представлены примеры изучения различных каталитических систем с использованием данных методов, а также контрольные вопросы и тестовые задания для самостоятельной работы студентов.

Излагаются основы широко применяемых в настоящее время методов исследования структуры неупорядоченных, аморфных и наноматериалов, в том числе с использованием синхротронного излучения. Описаны теоретические основы методов и особенности их применения.

Проводится анализ современных подходов к изучению магнитных свойств многоядерных координационных соединений, рассматриваются известные теоретические модели, и предлагаются новые подходы, использующие потенциал квантово-химических расчетов.

The basic concepts and definitions, the history of the development of nanotechnology, their potential and development prospects are considered. The classification of nanomaterials is presented, the structural features of nanomaterials, size effects, and properties of nanoobjects are considered. The main approaches and technologies for producing nanomaterials, methods for studying nanoscale structures are presented, the diagnostic features and metrology problems in the field of nanotechnology are considered.

Посвящен Гарифуллину Фаату Асадулловичу – профессору кафедры «Технология конструкционных материалов» Казанского национального исследовательского технологического университета, доктору технических наук, члену-корреспонденту АН Республики Татарстан, лауреату Государственной премии РТ и РФ. В издание включены биографический очерк, указатель печатных работ за 1964–2020 гг. (монографии, учебники и учебные пособия, методические указания к практикуму для обучения на татарском языке), расположенные в хронологическом порядке, список соискателей, у которых профессор Гарифуллин Ф. А. был научным руководителем кандидатских и докторских диссертаций).

Рассматриваются строение и свойства медицинской хлопчатобумажной марли, описываются методы ее модификации с помощью потока холодной плазмы пониженного давления и коллоидного раствора наночастиц серебра с использованием плазменной установки. Описываются методы диагностики для исследования характеристик материала. Предлагается технологический процесс модификации медицинской марли с использованием коллоидного раствора наночастиц серебра и плазменной технологии.

Рассмотрена история материаловедения от каменного века до бронзового включительно и частично даже в более поздний период.

Рассмотрены основы получения порошковых материалов и способы их переработки, вопросы технологического горения, импульсных воздействий на материал и изделия энергией взрыва. Предложены методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине «Технология материалов и покрытий».

В учебном пособии описаны основные понятия в области нанонауки, дана классификация наноматериалов и методов их получения, представлены методы синтеза наноразмерных оксидных наноматериалов, рассмотрены основные нанотехнологии, позволяющие формировать структурированные наноматериалы. Представлено соотнесение терминов и определений на русском и английском языках, что будет полезно молодым ученым и исследователям для корректного понимания англоязычных авторов и написания рукописей на английском языке.

Содержит основные теоретические сведения и методические указания по выполнению лабораторных работ по разделу «Материаловедение» дисциплины «Материаловедение. Технология конструкционных материалов». Для проверки полученных знаний предложены контрольные тестовые задания.

Изложены закономерности формирования строения материалов в процессе кристаллизации, пластического деформирования, термической обработки и сварки. Приведены технологические способы управления строением и свойствами сплавов, основные свойства конструкционных и инструментальных материалов. Рассмотрены физико-химические процессы, протекающие при изготовлении изделий в парогазовой, жидкой, твердожидкой и твердой фазах, принципы выбора оптимальной марки материала и метода получения проектируемых изделий. Даны примеры изготовления деталей машин обработкой давлением и резанием, литьем и сваркой. Второе издание (1-е изд. — 2014 г.) дополнено сведениями по аддитивным технологиям, формированию фасонных изделий из твердожидких заготовок, а также о новом технологическом процессе — сварке трением с перемешиванием.

Представлены теоретические основы и прикладные аспекты материаловедения. В доступной форме описаны закономерности формирования структуры и способы управления свойствами материалов. Рассмотрены современные металлические, неметаллические и композиционные материалы. Приведены обозначения некоторых конструкционных материалов по российским и зарубежным стандартам. Издание структурировано по лекциям.

Изложены основы следующих технологий: модификация материалов пучками заряженных частиц; синтез и модификация нанопористых материалов; синтез и модификация нанокомпозиционных материалов. Даны контрольные вопросы и задания для практических занятий.

Учебное пособие предназначено для студентов высшего образования, обучающихся по направлению 35.03.06 «Агроинженерия».

В учебном пособии рассматриваются основные вопросы современного материаловедения, адаптированные для преподавания в средних профессиональных и высших педагогических образовательных организациях для профиля «Технология». Отличительной особенностью является то, что после ряда теоретических разделов приведены задачи для аудиторного и самостоятельного решения. Рекомендовано научно-экспертным советом Таганрогского института имени А. П. Чехова (филиала) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Ростовский государственный экономический университет (РИНХ)» в качестве учебного пособия для преподавателей и студентов средних профессиональных и высших педагогических образовательных учреждений и для всех, кто интересуется современным материаловедением.

В справочнике представлен весь спектр материалов, применяемых в машиностроении и электротехнике: железо, алюминий, медь, магний, никель, титан, сплавы на их основе, полимерные, керамические и композитные материалы. Приведены сведения об их химическом составе, физических, термических и механических свойствах. Дается система кодирования материалов по американскому и британскому стандартам. Рассматриваются способы обработки и методы испытаний представленных материалов. Справочник снабжен удобным предметным указателем и предназначен для работников и студентов соответствующих технических специальностей для использования в повседневной работе.

В этом руководстве подробно описывается работа в системе визуализации V-Ray for Maya. Затрагиваются такие темы, как настройкаядра системы визуализации, создание материалов, установка освещения и камер. Приведены практические примеры и продемонстрированы современные технологии, используемые в процессе визуализации синтетических изображений. Профессиональные пользователи смогут ознакомиться с форматом данных V-Ray и процессом экспорта сцены из Maya в V-Ray Standalone, а также разобраться с ручным развертыванием V-Ray.

Приведены краткие теоретические сведения по процессам гидротермической обработки и консервирования материалов, описание материальной части лабораторных установок, методики проведения, порядок обработки результатов эксперимента и требования к оформлению отчета.

Рассмотрены основные понятия и определения, история развития нанотехнологий, их потенциал и перспективы развития. Представлена классификация наноматериалов, рассмотрены их структурные особенности, размерные эффекты и свойства нанообъектов. Приведены основные подходы и технологии получения наноматериалов, методы исследования наноразмерных структур, рассмотрены особенности диагностики и проблемы метрологии в области нанотехнологий.

Рассматриваются материалы, используемые для производства медицинских инструментов, их номенклатура и классификация. Предназначено для обучающихся по направлению 12.03.04 «Биотехнические системы и технологии», профиль «Инженерное дело в медико-биологической практике» и направления 12.04.04 «Биотехнические системы и технологии», программа «Медико-биологические аппараты, системы и комплексы».

Рассмотрены наиболее перспективные направления, представлены разработки новейших конструктивных материалов для различных отраслей промышленности.

Содержит теоретические сведения и лабораторные работы по курсу «Контроль и управление качеством материалов и изделий».

В курсе лекций приведены основные положения теории оптимального проектирования конструкций, рассмотрены методы проектных расчетов композитных материалов и простейших элементов конструкций, а также несущих композитных оболочек различных конструктивных схем и размеростабильных композитных космических конструкций. Представлены алгоритмы расчета типовых композитных элементов конструкций, которые могут быть самостоятельно использованы студентами при выполнении курсовых и дипломных проектов.

Изложены краткие сведения о материалах с особыми магнитными и электрическими свойствами, которые применяют в современных конструкциях приборов и устройств. Приведена классификация пермаллоев, а также магнитотвердых материалов. Показано влияние химического состава и технологических факторов на свойства порошковых магнитомягких ферритов. Приведена методика экспериментального определения магнитных и электрических свойств материалов. Выполнение конкретных заданий на лабораторных занятиях направлено на установление закономерных связей, раскрывающих влияние химического состава и условий обработки на структурное состояние и свойства магнитомягких и магнитотвердых материалов, а также проводников электрического тока.

Издание является первым в серии учебных пособий «Лекции по актуальному перспективному материаловедению». Представлены теоретические основы и прикладные аспекты науки «Материаловедение». В доступной форме рассмотрены закономерности формирования структуры и способы управления свойствами материалов. Детально описан широкий спектр конструкционных материалов, их характерные свойства и области применения.

Представлены рекомендации для выполнения выпускной квалификационной работы (ВКР) магистра по направлению 22.04.01 «Материаловедение и технологии материалов». Обоснована важность способности студента к самостоятельной работе. Показана роль научного руководителя ВКР, заключающаяся в формировании у магистранта способностей самостоятельно вести научный поиск, ставить и решать профессиональные задачи, профессионально излагать специальную информацию, научно аргументировать и защищать свою точку зрения, опираясь на сформированные компетенции.

Рассмотрены основные показатели прочности, надежности и долговечности валов и осей, которые следует учитывать при выборе материала для их изготовления и метода дополнительного упрочнения. Обоснована необходимость рассмотрения критериев конструкционной прочности материалов для обеспечения надежной и долговечной работы валов.

Учебное пособие разработано в соответствии с федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования. Изложены современные методы получения и исследования наноматериалов и наносистем. Представлены основные направления применения наноструктур и наносистем.

Рассмотрены научные основы создания различных групп сталей; особенности структуры, свойств материалов, легирования и обработки различных групп специальных сталей: строительных, коррозионно-стойких, жаропрочных, инструментальных и т. д.

В учебном пособии изложены основы и особенности применения зондовой микроскопии для исследований биологических объектов. Приведены сведения о живых объектах исследования, направления применения нанобиотехнологии и наномедицины.

Представлены теоретические основы методов растровой электронной микроскопии и энергодисперсионного анализа, а также аспекты их применения к исследованию размеров, формы, состава, структуры и других физико-химических свойств наноматериалов.

Рассмотрены различные виды композиционных материалов, их классификация и свойства, а также требования, предъявляемые к ним. Представлен материал для самостоятельной работы студентов по дисциплинам «Материаловедение», «Полимерные и композиционные материалы» и «Физические основы современных методов исследования материалов».

Учебное пособие в краткой форме поясняет основные понятия электротехнического и конструкционного материаловедения, дает определения основным тепловым, электрическим и механическим параметрам материалов, описывает основные классы материалов, применяемых в электроэнергетике и электротехнике. В пособии также приводятся числовые характеристики свойств различных материалов, рассматриваются вопросы их долговечности. Форма изложения позволяет продуктивно готовиться к зачету по курсу и вспомнить основные понятия, изученные ранее в курсах физики и химии.