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

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).

Содержит материалы X Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых с элементами научной школы «Новые технологии и материалы легкой промышленности», в которых отражены новые направления работ.

Пособие соответствует авторскому курсу по дисциплинам «Проектирование технологических процессов и производство изделий из композиционных материалов» и «Конструкционные и функциональные волокнистые композиты» для подготовки специалистов по специальности 150502 «Конструирование и производство изделий из композиционных материалов», а также бакалавров по направлению 150600 «Материаловедение и технология новых материалов». Приведены классификация и основные сведения по основным свойствам волокнистых и тканых армирующих наполнителей композиционных материалов, а также способам определения ряда характеристик. Сформулированы основные принципы выбора волокнистых наполнителей и схем армирования. Подготовлено на кафедре химии и технологии гетерогенных систем.

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.

Дана характеристика мирового и российского рынков синтетических каучуков базового и специального назначения, рассмотрены инновационные направления развития промышленности синтетических каучуков в мире и России. В конце каждой главы даны контрольные вопросы и список литературы.

Представлена вторая часть дисциплины «Материаловедение», посвященная изучению основных механических и физико-химических свойств материалов. Составлены и приведены варианты заданий для выполнения контрольной работы. Представлены общий алгоритм решения задач и методические указания к выполнению контрольной работы. Данное учебно-методическое пособие рекомендуется для самостоятельной работы студентов всех форм обучения.

Лабораторный практикум позволит студентам ознакомиться с методами экспериментального и теоретического исследований распределения температур в низкотемпературных печах. Приведены статистические характеристики надежности материалов, рассмотрены задачи прогнозирования структурных составляющих материала детали при закалке, а также методы многокритериальной оптимизации в задачах выбора материалов.

В соответствии с рабочей программой по дисциплине «Материаловедение и технология конструкционных материалов» предусмотрено выполнение 7 лабораторных работ. В рабочей тетради к каждой работе дается домашнее задание, что позволяет студенту лучше подготовиться к выполнению работы. Приводятся схематические изображения отдельных инструментов, приборов и т. п., которые требуют определенной доработки, что позволит лучше освоить материал.

Составлено в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по подготовке специалистов механического профиля. Представлена первая часть дисциплины «Материаловедение», посвященная изучению строения различных материалов. Составлены и приведены варианты заданий для выполнения контрольной работы. Представлены общий алгоритм решения задач и методические указания к выполнению контрольной работы. Данное учебно-методическое пособие рекомендуется для самостоятельной работы студентов всех форм обучения.

В основе учебного пособия лежит идея взаимосвязанного и одновременного развития группы речевых навыков (чтения, говорения, аудирования), необходимых в профессиональном общении будущих специалистов в области наноинженерии. Центральной темой текстового материала пособия является наноинженерия – технологии разработки наноматериалов, их свойства и применение. Использовано множество заданий творческого и дискуссионного характера, а также задания, направленные на анализ конкретных ситуаций будущими специалистами, что создает интерес и мотивированность при изучении иностранного языка. Профессиональный и языковой компоненты учебного пособия органически взаимосвязаны, а новый учебный материал детально прорабатывается в предтекстовых и послетекстовых упражнениях и закрепляется в творческих заданиях, ориентированных на решение профессиональных задач. Цель учебного пособия – подготовить студентов к чтению оригинальной литературы по специальности и ведению беседы на темы, предусмотренные программой языковой подготовки бакалавров по направлению «Наноинженерия». При подготовке учебного пособия были использованы материалы по нанотехнологии, представленные в открытом доступе в Интернете. Большинство материалов были переработаны и адаптированы авторами учебника. На их основе составлены поурочные словари и глоссарий.

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.

Составлено в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по подготовке специалистов механического профиля. Представлена третья часть дисциплины «Материаловедение», в которой изучается основа термической обработки и поверхностного упрочнения деталей. Составлены и приведены варианты заданий для выполнения контрольной работы. Представлены общий алгоритм решения задач и методические указания к выполнению контрольной работы.

В книге в популярной форме рассказывается о междисциплинарном комплексе технологий, объединенных термином «нано». Одинаково просто рассказано как о «несложных» нанотехнологиях, связанных с вполне понятными на бытовом уровне эффектами, так и о технологиях квантовых, а равно технологиях, построенных на понимании и использовании механизма жизни. Легко и доступно рассказано о множестве возможных практических применений различных наноэффектов, т. е. тех технологий, которые нашли, или в ближайшем (а может и отдаленном) будущем найдут свое применение в различных секторах экономики и человеческой деятельности. Среди таких секторов энергетика, космонавтика, медицина и множество других.

В учебном пособии обобщены результаты исследований природы структурных и фазовых превращений, протекающих в неупорядоченных электролитических сплавах. Приведены теоретические и технологические основы формирования нанокристаллической и аморфной структуры, обеспечивающей получение покрытий с улучшаемыми функциональными характеристиками для использования в сложных эксплуатационных и природно-климатических условиях.

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.

Приведены теоретические основы магнитных свойств, классификация и маркировка магнитомягких материалов. Описаны конструкция и работа лабораторного стенда для исследования кривой намагничивания и петли гистерезиса магнитомягких материалов.

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.

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.

Предложены элементы модульного подхода к изучению материаловедения. Предназначено для студентов, обучающихся по специальностям 050501.07 - Профессиональное обучение (Материаловедение и обработка материалов), 190700.62 – Технология транспортных средств; 221400.62 – Управление качеством; 221700.62 – Стандартизация и метрология; 261400.62 – Технология художественной обработки материалов; 140400.62 – Электроэнергетика и электротехника.

Дано описание современных конструкционных материалов, применяемых в поршневых двигателях внутреннего сгорания для изготовления поршней, поршневых колец, клапанов, коленчатых валов, подшипников скольжения, деталей выпускного коллектора, деталей двигателей с турбонаддувом (сплавы на основе железа, алюминия, олова, свинца; композиционные материалы, керамика и металлокерамика).

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.

Приведены необходимые данные для выполнения домашнего задания по курсу «Материаловедение». Указаны цели, содержание, порядок выполнения и защиты задания, а также требования к оформлению отчета. Представлен пример выполнения домашнего задания.

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 книге систематизированы нанообъекты, методы их получения и исследования, описаны магистральные направления развития науки о наноструктурах и важнейшие сферы применения нанопродуктов: электроника, аэрокосмическая техника, медицина и здравоохранение, оборона и национальная безопасность, потребительские товары. Обсуждаются морально-этические проблемы и социально-экономические последствия нанореволюции.

Сборник содержит основные научно-методические материалы организационно-методического обеспечения проведения Всероссийского конкурса научно-исследовательских работ студентов и аспирантов в области химических наук и наук о материалах.

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.

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.

В учебном пособии рассматриваются свойства классических полупроводниковых материалов и их применение в производстве полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. Предназначено для студентов направлений «Электроэнергетика и электротехника» профиля «Электропривод и автоматика» и «Мехатроника и робототехника», а также для студентов смежных специальностей.

Ежеквартальный научно-технический и производственный журнал «Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты)» публикует: материалы о прогрессивном оборудовании и инструментах для металло- и деревообработки, слесарно-монтажных, строительных и малярных работах, о достижениях в области их разработки и авангардных технологиях производства, а также о проблемах экономики и организации производства, подготовки специалистов и повышения их квалификации; результаты научных исследований докторов и кандидатов наук, аспирантов, магистров техники и технологии по следующим научным направлениям: 05.02.07 – Технология и оборудование механической и физико-технической обработки, 05.02.08 – Технология машиностроения, 05.16.01 – Металловедение и термическая обработка металлов и сплавов, 05.16.09 – Материаловедение (машиностроение). Научно-технический и производственный журнал «Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты)» вошел в индекс цитирования Emerging Sources Citation Index (ESCI) базы Web of Science.

В пособии с позиции системного подхода представлены современные инновационные технологии наукоемких машиностроительных производств. Рассмотрены вопросы создания наукоемкого механосборочного машиностроительного производства, его структура и инфраструктура, логистика, способы управления производством, персоналом, знаниями, применения инновационных материалов и технологий, тенденции развития.

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.

Рассмотрены основные технологические процессы термической и химико-термической обработки углеродистых и легированных сталей различного функционального назначения, влияние технологических параметров на структуру и свойства материалов, оптимальные режимы процессов.

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.

Данное издание разработано в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования и является частью учебно-методического комплекса дисциплины «Материаловедение». В учебнике рассмотрены классификация материалов, кристаллическое строение металлов и кристаллизация, процессы пластической деформации и рекристаллизации, свойства металлов. Описаны фазы, образующиеся в сплавах, и диаграммы состояния. Рассмотрены основы термической обработки и других видов упрочнения. Представлены различные классы сталей и чугунов, цветных металлов, порошковых материалов и неметаллических соединений. В пособии предложены задачи для самостоятельного решения, выполнение которых способствует повышению качества подготовки и общего уровня знаний студентов. Книга предназначена для студентов, обучающихся по направлению подготовки 100100.62 «Сервис», может использоваться студентами других специальностей и направлений подготовки.

Изложены методика работы на приборах для определения деформации растяжения тканых материалов и алгоритм расчета соответствующих показателей. Разработана программа определения составных частей деформации растяжения и даны рекомендации по работе с программой на компьютере.

Ежеквартальный научно-технический и производственный журнал «Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты)» публикует: материалы о прогрессивном оборудовании и инструментах для металло- и деревообработки, слесарно-монтажных, строительных и малярных работах, о достижениях в области их разработки и авангардных технологиях производства, а также о проблемах экономики и организации производства, подготовки специалистов и повышения их квалификации; результаты научных исследований докторов и кандидатов наук, аспирантов, магистров техники и технологии по следующим научным направлениям: 05.02.07 – Технология и оборудование механической и физико-технической обработки, 05.02.08 – Технология машиностроения, 05.16.01 – Металловедение и термическая обработка металлов и сплавов, 05.16.09 – Материаловедение (машиностроение). Научно-технический и производственный журнал «Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты)» вошел в индекс цитирования Emerging Sources Citation Index (ESCI) базы Web of Science.

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.

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.

В учебном пособии даны сведения по основам материаловедения и технологии конструкционных материалов. Предложен краткий курс лекций и лабораторных работ. Приводятся примеры оформления лабораторных работ.

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.

В пособии изложены вопросы формирования структуры и свойств материалов, используемых в машиностроении. Большое внимание уделено фундаментальным основам прочности металлических материалов. Рассмотрены неметаллические материалы: полимеры, керамики и композиционные материалы с волокнистым упрочнителем.

Представлены тезисы победителей I тура XXIII Менделеевского конкурса научно исследовательских работ студентов-химиков по номинациям: « Исследования по химии» и исследования по химической технологии», принявшим участие в работе XXIII Менделеевской конференции молодых ученых.

Содержат краткие теоретические сведения об основных положениях химической термодинамики и их применении к расчету функций состояния термодинамических наноструктурированных систем, а также примеры решения задач и практические расчетные задания.

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.

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.

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.

Ежеквартальный научно-технический и производственный журнал «Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты)» публикует: материалы о прогрессивном оборудовании и инструментах для металло- и деревообработки, слесарно-монтажных, строительных и малярных работах, о достижениях в области их разработки и авангардных технологиях производства, а также о проблемах экономики и организации производства, подготовки специалистов и повышения их квалификации; результаты научных исследований докторов и кандидатов наук, аспирантов, магистров техники и технологии по следующим научным направлениям: 05.02.07 – Технология и оборудование механической и физико-технической обработки, 05.02.08 – Технология машиностроения, 05.16.01 – Металловедение и термическая обработка металлов и сплавов, 05.16.09 – Материаловедение (машиностроение). Научно-технический и производственный журнал «Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты)» вошел в индекс цитирования Emerging Sources Citation Index (ESCI) базы Web of Science.

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 пособии изложены общие сведения о композитах, принципы создания полимерных композиционных материалов. Приводятся основные технологические методы получения композиционных материалов и методы формования изделий на их основе. Содержатся данные об особенностях структуры и свойствах основных видов полимерных композитов: дисперсно- и газонаполненных, армированных волокнами, смесях полимеров, пластифицированных пластмасс.