В настоящем сборнике представлены результаты теоретических и экспериментальных работ по физикохимйи ультрадисперсных систем, методы их получения и исследования, их специфические особенности.
В сборнике помещены материалы, описывающие основы физикохимйи ультрадисперсного состояния вещества. Он включает обзор состояния этой проблемы в нашей стране, теоретические и экспериментальные работы, посвященные фундаментальным исследованиям в области УДС.
Ряд статей посвящен специфическим особенностям физико-химических и физико-механических свойств ультрадисперсных сред, а также различным методам их получения в виде порошковых материалов с ультрадисперсной структурой. Рассмотрены некоторые вопросы пассивации ультрадисперсных порошков и методы их рафинирования.
Для специалистов в области физики твердого тела и порошковой металлургии.
ПРЕДИСЛОВИЕ
В последнее время уделяется большое внимание разработке новых материалов с заданным комплексом свойств. В области физического материаловедения сформировались основные тенденции, согласно которым ключевыми должны стать разработки конструкционных материалов на основе сложно легированных металлических сплавов, подвергнутых специальной обработке, керамики и полимеров.
Эти три направления имеют принципиальные различия, обусловленные физическими особенностями конденсированного состояния, специфичным элементным составом, типом связи, структурой, и на первый взгляд пути изменения физических характеристик, а следовательно, в конечном счете эксплуатационных параметров соответствующих материалов для них должны быть различны. Однако существует универсальный путь, эффективный для самых разнообразных материалов, который ведет к качественному изменению их свойств.
Путь этот заключается в переводе материала в ультрадисперсное состояние, в котором характерные геометрические размеры конденсированного вещества оказываются соизмеримы с тем или иным масштабом физического явления, например, с корреляционной длиной и с характерной длиной какого-либо процесса переноса. Например, для комплекса механических свойств важную роль играет соизмеримость размера зерна в сверхмелкозернистом поликристалле с размером дислокационной петли, что приводит к тому, что типичные пластичные металлы становятся хрупкими и твердыми. В то же время с густой сеткой границ связана термодинамически оправданная склонность к рекристаллизации, в процессе которой интенсивно рождаются вакансии, резко снижающие вязкость системы. Таким образом, з ультрадисперсных системах (УДС) может реализоваться совершенно уникальный комплекс механических свойств, например, сочетание высокой твердости и сверхпластичности.
Подобным же образом соизмеримость размера частиц с характерной корреляционной длиной куперовской пары вызывает качественно новые эффекты корреляции, что создает возможность поиска высокотемпературных сверхпроводников. Интересные сочетания электрических и тепловых свойств, обусловленные спецификой рассеяния электронов и фотонов на границах, приводят к тому, что металлические по своей природе материалы обладают полупроводниковым характером проводимости.
Все больший интерес вызывают размерные эффекты магнитных явлений, в частности стабилизация супермагнитного состояния в малых частицах и их переход в однодоменное состояние. Привлекательны физические и прикладные аспекты оптики и электродинамики изолированных малых частиц и их ансамблей, в первую очередь состояния с коллективной аномально сильной поляризацией, вызывающие специфическое, сильное рассеяние электромагнитных волн и поглощение их энергии. Немало резких различий ультрадисперсного и массивного состояний вещества связано с металлофизическими аспектами твердых тел, например, стабилизация высокотемпературных и зысокосимметричных фаз и структур, особенности распределения электронной плотности и электронных состояний в малых частицах.
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие........................................ 3
I. ОСНОВЫ ФИЗИКОХИМИИ УЛЬТРАДИСПЕРСНОГО СОСТОЯНИЯ
Современное состояние проблемы "ультрадисперсные системы" ИМ. Мо-рохов........................................... 5
Влияние поверхностных гетерофазных флюктуации на кинетику фазового перехода жидкость-кристалл в малых металлических частицах. В.П. Скрипов, ВЛ. Коверда, В.Н. Скоков.............................. Ю
Кинетика образования малых частиц при объемной конденсации. А Г Суту-гин................................................ 15
От атомов - к кластерам. Ю.И. Петров........................ 21
К самосогласованной теории термодинамических свойств поверхности ангармонического кристалла и ультрадисперсных члепщ."ВЛ. Зубов........ 26
Расчет термодинамических свойств ультрадисперсных систем на основе рассмотрения функционала плотности в интерфазе. Л.В. Милюкова.......... 32
Теоретическое рассмотрение предела существования кристаллической и аморфной фазы при диспергировании. ВМ. Волков, М.Х. Шоршоров, И.Д. Мо-рохов.............................................. 41
Свойства малых частиц у Fe, O3 и их применение в магнитной записи. В.И. Петииов.......................................... 45
Гомогенное зародышеобразование в двухкомпонентных системах с учетом поверхностной сегрегации примеси. Л.В. Милюкова, М.А. Гурский, А.Я. Бабен-к°................................................ 51
II. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ СРЕД И МАТЕРИАЛОВ
С УЛЬТРАДИСПЕРСНОЙ СТРУКТУРОЙ
Особенности атомной структуры ультрадисперсных систем. В.Ф. Петру-нин, ФМ. Зеленюк, Ю.Г. Андреев, А.В. Бурханов................... 60
Рекристаллизация в ультрадисперсных системах. Л.И. Трусов, В.И. Новиков, Ю.А. Лопухов, В.И. Лаповок............................. 67
Флюктуационные состояния электронов и фазовые переходы на поверхности переходных металлов. В.Е. Панин, В.Е. Егорушкин, Е.В. Савушкин...... 74
Структурное натяжение в мелких частицах. А.С. Иванов, СА. Борисов ... 80
Получение информации о структурных и субструктурных характеристиках высокодисперсных металлов. ЭМ. Мороз........................ 85
Стохастическая коалесценция в ансамбле малых частиц. Г.Л. Келлерман, А.И. Шейнкман......................................... 92
Электромагнитные свойства ультрадисперсных металлических систем. А.А. Корнеев, ВМ. Осадчиев................................ 97
Гиперкомбинационное рассеяние света малыми металлическими частицами. АЛ. Пушников, В.В. Максименко, А.Я. Симонов................. 102
Влияние некогерентных дисперсных частиц на внутреннее трение и механические свойства железа и никеля. А.А. Гачечиладзе, В.В. Кияненко, А.Г. Ми-келадзе, Ф.Н. Тавадзе..................................... 109
246
Кристаллическая структура ультрадисперсных окислов циркония и гафния во внутреннеокисленных сплавах на основе ниобия и молибдена. Ю.П. Пинжин,
А.Н. Тюменцев, А.Д. Коротаев, В.Ч. Гончиков..................... 116
' Морфология и дисперсность частиц металлов в ультрадисперсных нанесенных катализаторах различного состава. В.И. Зайковский............... 121
Образование и свойства ультрадисперсных частиц металла при разложении азидов тяжелых металлов. С.М. Рябых, Ю.Ю. Сидорин................ 127
Изучение состояния металлов VIII группы, включенных в слоистую матрицу кремнезема, и каталитические свойства полученных систем. М.В. Цадиков, Я.Р. Кацобашвили, О.В. Бухтенко, О.Г. Эллерт, В.М. Новоторцев.........132
Изучение поверхностных свойств аэрозолей и их коагуляционной способности. А.А. Цыцура, Р.Г. Шенрок.............................. 139
Особые свойства сплавов, претерпевающих фазовые переходы мартенсит-ного типа. С.Г. Федотов................................... 145
III. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ СРЕД И ИХ ИССЛЕДОВАНИЕ
Левитационно-струйный метод конденсационного синтеза ультрадисперсных порошков сплавов и окислов металлов и особенности их структуры. М.Я. Ген, И.В. Платэ, Н.И. Стоенко, В.Б. Сторожев, Е.А. Федорова.........151
Изучение гетерогенной структуры и свойств никелида титана после обработки давлением. И.Д. Морохов, В.Б. Федоров, Е.Г. Галкина, Е.В. Татъянин. . . 157
О дисперсности промышленных порошков А12 О3 и TiN и ее изменении при горячем прессовании. Ю.В. Вилък, Л.Д. Федорович, Е.Д. Мнацаконян, С.С. Ор-данъян.............................................. 161
Оптические свойства системы поглощающих ультрамалых частиц. М. Н. Ду-лин, А.А. Емельянов, Н.Н. Пономарев..........................165
Улътрадисперсный аморфный кремнезем. Л.М. Ланда, К.А. Ланда, И.В. Та-нанаев, В.А. Ключников, Б.А. Сечкарев......................... 169
Влияние адсорбционного слоя на взаимодействие газа с поверхностью примесных частиц. Ю.Е. Горбачев............................... 175
Механизм роста субмикронных частиц вольфрама и нитрида кремния в высокоэнтальпийных газовых потоках. B.C. Пегое, И.В. Евгенов.......... 180
Формирование улътрадисперсных окисных систем при гидролизе алкоголя-тов металлов. М.И. Яновская, ЕЛ. Туревская, Т.В. Рогова, И.Е. Обвинцева, СИ. Кучейко, Н.Я. Турова................................. 187
Влияние метода уплотнения ультрадисперсных порошков никеля на тонкую структуру и микротвердость компактов. Е.Г. Галкина, Г.А. Ададуров, Е.В. Капитанов, А.В. Нащекин, В.Б. Федоров, Д.К. Хакимова, О.Н. Абросимова................................................. 192
Особенности прессования и спекания ультрадисперсных порошков никеля и нитрида крЪмния. Р.А. Андриевский, С.Э. Зеер, МЛ. Леонтьев.......... 197
Физические свойства активированных состояний гетерополярных кристаллов и металлических систем. Ю.Б. Дмитриев...................... 203
Распыление ультрадисперсных сред тяжелыми многозарядными ионами -осколками деления.И.А. Баранов, В.В. Обнорский, СО. Цепелевич, В.П. Эйс-монт............................................... 212
О влиянии углерода на спекаемость высокодисперсных порошков по разрезу TiN-TiC в системе титан-углерод-азот и некоторые свойства компактов из них. Ю.Н. Вильк, ГМКлимашин, Т.Н. Миллер...................219
Кинетика роста кристаллов в гелях. ЮМ. Смирнов, М.И. Синдер........ 226
Механизм процесса диспергирования и релаксации поверхности на начальных этапах прохождения гетерогенной реакции. И.В. Уварова............230
Изучение структуры и термических превращений многокомпонентных оксидных порошков. А.В. Шойтова, ИМ. Морохов..................237
Использование неравновесного высокочастотного разряда для получения порошков. Г.Э. Фолманис, М.Х. Шоршоров, В.И. Любимова............. 240
Формы нахождения кислорода в высокодисперсных порошках вольфрама и молибдена. Р.У. Каламазов, АЛ. Ибрагимов, Ю.В. Цветков, И.Н. Лем...... 242
247
Цена: 150руб.
