Материаловедение - ТОП 50 лучших книг

В курсе лекций даны основы сертификации продукции, в частности, законодательная и нормативно-правовая основа работ по подтверждению соответствия, формы и схемы подтверждения соответствия, системы сертификации. Кроме того, приведены сведения об испытаниях, их видах и методиках, а также о связанных с ними основных процедурах. Особое внимание уделено испытаниям магнитных материалов. Приведены термины и определения в области магнитных материалов и их испытаний. Рассмотрены нормируемые параметры магнитных материалов разных групп, средства их измерения и методики выполнения измерений.

Книга выдающегося ученого-механика и инженера В. В. Новожилова является результатом его многолетнего исследовательского труда по разработке фундаментальных разделов механики деформируемого твердого тела – дисциплины, которая является теоретической основой для создания инженерных методов расчета конструкций в самых различных областях техники. Первое издание вышло в 1958 г.; переведена на английский язык и опубликована издательством Pergamon Press в 1961 г. Для научных сотрудников и инженеров, а также аспирантов и студентов, обучающихся в университетах и технических вузах.

В пособии рассматриваются методы анализа субструктуры (средний размер блоков, распределение блоков по размерам, угол разориентировки между блоками, величина микродеформаций решетки и плотность дислокаций) по профилю и интенсивности рентгеновских дифракционных линий. Большое внимание уделено изложению результатов исследований последних лет, в которых предложено определение параметров субструктуры по профилю одной линии и с помощью аппроксимации профилей функцией Фойгта.

В пособии изложены основы сертификации, технического регулирования и качества металлопродукции в системе защиты от коррозии. Рассмотрены основные понятия качества, систем качества, сертификации, соответствия, технического регулирования в промышленности и европейского законодательства по продукции, история их развития, современное состояние и перспективы. Описаны различные системы и схемы сертификации и соответствия металлопродукции, уникальная отечественная межгосударственная Единая система защиты от коррозии и старения (ЕСЗКС), математические оценки точности измерений, основные технические регламенты, перспективы создания отечественного технического законодательства и нормализации его с общеевропейским. В последних главах подробно рассмотрены методы сертификации конкретных металлоизделий в системе ЕСЗКС. В приложениях приведен современный фактический материал по сертификации, методам испытаний, стандартам и нормативным документам.

Цель лабораторного практикума – приобретение студентами практических навыков исследования механических и электрофизических свойств кристаллов, определения концентрации точечных дефектов в кристаллах оптическим методом и влияния точечных дефектов на оптические свойства кристаллов. В процессе выполнения лабораторных работ студенты осваивают методики измерения микротвердости, микрохрупкости, электропроводности и спектров поглощения диэлектрических кристаллов, а также приобретают навыки определения величин, характеризующих дефекты в кристаллах, в том числе определение концентрации точечных дефектов.

В учебнике приведены данные о строении и свойствах металлов, методах их испытания, основах теории сплавов, производстве черных и цветных металлов, химической и химико-термической обработке металлов и сплавов. Освещены современные способы обработки конструкционных материалов. Даны понятия об электронных автоматических устройствах и гибких производственных системах. Обработка различных видов конструкционных материалов на металлорежущих станках и собственно металлообрабатывающие станки рассмотрены в соответствии с классификацией ЭНИМС. Приведены новые сведения о порошковой металлургии, коррозии металлов и сплавов, способах предохранения от коррозии, а также о жидких кристаллах. Учебник предназначен для учащихся техникумов, лицеев, студентов вузов, инженеров и техников всех технических специальностей.

Рассмотрены основные особенности легких, тяжелых, тугоплавких и редких цветных металлов на этане их производства, применения и торговли, а также международные требования по качеству.

В лабораторном практикуме по спецкурсу «Аморфные, нано- и микрокристаллические магнитные материалы» представлены описания десяти лабораторных работ, посвященных новым классам магнитно-мягких материалов, которые получают путем закалки из жидкого состояния. Эти материалы обладают уровнем магнитных свойств и их сочетанием с другими физическими свойствами, которые не достигаются в традиционных кристаллических магнитно-мягких материалах, что определяет широкую перспективу их применения в современной технике.

В пособии кратко описываются основные типы патентных исследований: анализ общей патентной ситуации, исследования технического уровня объекта техники, тенденций развития, патентоспособности, патентной чистоты. Показаны принципиальные отличия этих видов патентных исследований друг от друга по содержанию. Перечислены и охарактеризованы основные этапы проведения патентных исследований, включая общий порядок проведения, составление регламента поиска, поиск и отбор патентной и другой документации, систематизация и анализ отобранной документации. Более подробно описываются патентные исследования по анализу общей патентной ситуации.

В практикуме представлены работы, посвященные определению свойств порошков сверхтвердых материалов (алмаза и кубического нитрида бора). Методически работы базируются на ГОСТ 9206–80 «Порошки алмазные». Практикум предназначен для студентов, обучающихся по направлению 150100 «Материаловедение и технологии материалов» (квалификация бакалавр) и по специальностям 150701 «Физико-химия процессов и материалов», 210602 «Наноматериалы», а также для студентов других направлений.

В курсе лекций обсуждается роль различных дефектов строения кристаллической решетки – вакансий, дислокаций, границ между зернами и мозаичными блоками и других в процессе спекания пористых тел. Рассмотрены особенности процесса спекания смесей порошков различных веществ в связи с возможным влиянием взаимной диффузии на кинетику уплотнения. Курс лекций является обзором экспериментальных и теоретических исследований процесса спекания.

Учебное пособие дает представление о взаимодействии электромагнитного излучения с материалами, в том числе и с полупроводниками. Описаны фотоэлектрические явления в полупроводниках. Приведены примеры материалов, используемых для изготовления современных фотоэлементов. Пособие предназначено для подготовки специалистов по специальности 150601.65 «Материаловедение и технология новых материалов» в рамках курсов «Основы космических технологий» и «Технологическое оборудование, механизация и автоматизация в производстве и обработке материалов электронной техники», магистров по направлению «Материаловедение и технология новых материалов» в рамках курса «Физика и технологии приборов фотоники» и аспирантов по направлению «Физика полупроводников».

В монографии представлены результаты исследований по получению сорбционных и каталитически активных материалов на основе природного доломита. Изучены физико-химические процессы, протекающие при термической активации, кислотном и бескислотном фосфатировании доломита, а также формирования на его поверхности каталитически активных покрытий на основе оксидов марганца и меди. Продемонстрирована высокая эффективность полученных материалов в процессах сорбционной и каталитической очистки природных и сточных вод от ионов тяжелых металлов, железа, марганца, радионуклидов кобальта и стронция. Рассчитана на научных и инженерно-технических работников, занимающихся разработкой адсорбентов и катализаторов, а также их применением в процессах водоочистки и водоподготовки.

Дан краткий обзор работ по аппроксимации сеточных функций традиционными кубическими и параболическими сплайнами. Приведены расчетные формулы для кубических интегро-дифференциалышх сплайнов. Описан и проанализирован метод наименьших квадратов. Показано, что метод наименьших квадратов слабо учитывает локальное поведение аппроксимируемых экспериментальных и численных данных. Для сглаживания и интерполяции этих данных представлен метод получения параболического интегро-дифференциалъного сплайна, обладающего свойствами простоты, консервативности и устойчивости. Приведен конкретный пример применения описанного сплайн-метода в горном деле. Полученные результаты сравниваются с соответствующими результатами, полученными методом наименьших квадратов. Для студентов вузов, обучающихся по специальностям «Технология художественной обработки материалов», «Маркшейдерское дело», а также для научных работников и аспирантов, использующих теорию приближений в научных исследованиях.

В курсе лекций рассмотрены основные теоретические и практические вопросы сопротивления материалов по следующим темам: основные положения статики и сопротивления материалов, центральное растяжение и сжатие, геометрические характеристики плоских сечений, кручение, прямой изгиб, сдвиг и смятие, напряженно-деформируемое состояние в точке, теории прочности, сложное сопротивление, устойчивость сжатых стержней, прочность при переменных напряжениях.

В сборнике представлены задачи по основным разделам современного курса сопротивления материалов. Наиболее характерные задачи в каждой из глав сборника даны с решениями или указаниями. Содержание сборника соответствует современной программе по сопротивлению материалов в высших технических образовательных учреждениях и предназначен для студентов, обучающихся по техническим направлениям и специальностям.

Пособие содержит материал, необходимый для самостоятельной подготовки студентов к лекциям и практическим занятиям по дисциплинам «Материаловедение», «Металловедение и термическая обработка металлов», «Специальные сплавы», «Специальные стали и сплавы». Рассмотрены принципы легирования и основы создания различных групп сталей; показано влияние легирующих элементов на фазовые превращения; представлены данные о составе, свойствах и обработке основных групп промышленных сталей и сплавов. Этот материал поможет студентам освоить методики подхода к выбору марки стали и необходимого режима термической обработки для получения заданного уровня свойств с учетом экономической составляющей. Предназначено для студентов, обучающихся по направлениям 150100 «Материаловедение и технологии материалов», 150400 «Металлургия», 011200 «Физика».

Описаны структура легких конструкционных сплавов на основе γ-TiAl, особенности их высокотемпературного окисления и перспективный метод для создания поверхности защитных покрытий. Рассмотрены основы теории газовой высокотемпературной коррозии металлических материалов и ее применение для описания закономерностей окисления сплавов на основе γ-TiAl с использованием практически всех основных механизмов окисления. Кратко описан широко применяемый в настоящее время как в России, так и за рубежом метод микродугового оксидирования, позволяющий получать покрытия с высокими функциональными свойствами на изделиях из легких конструкционных сплавов. Показана перспективность применения этого метода для получения легких жаропрочных и жаростойких материалов на основе легких сплавов, необходимых для создания двигателей, в том числе авиационных.

Лабораторный практикум предназначен для закрепления теоретического материала по отдельным разделам курса «Методы физико-химических исследований процессов и материалов» и развития у студентов навыков проведения экспериментов с применением современной аппаратуры и приборов, определения природы и закономерностей изучаемых явлений и процессов.

В лабораторном практикуме излагаются теоретические основы технологических процессов роста полупроводниковых материалов и методы контроля их электрофизических и структурных параметров. Материал практикума соответствует учебному плану курса «Основы технологии электронной компонентной базы».

Рассмотрено понятие твердости материалов, описаны методы ее определения; представлены различные виды классификации и основные характеристики природных и искусственных строительных материалов и горных пород. Приведено описание и конструктивные особенности алмазного инструмента для сверления и бурового алмазного инструмента. Представлен один из видов расчета алмазного инструмента, включающий возможность вариации нескольких параметров.

Изложены теоретические и технологические основы процессов получения тугоплавких металлов из соединений. Рассмотрены такие методы, как восстановление из оксидов водородом, кальцием, углеродом, металлами и другими восстановителями. Обращается внимание на термодинамические и кинетические особенности восстановительных процессов, приводятся технологические схемы и принципы работы применяемого при этом оборудования.

В состав методических указаний входят разделы, посвященные работе с тренинговой системой для построения и анализа диаграмм состояния двойных и тройных систем, а также описание использования тренажера для проверки полученных знаний. Методические указания предназначены для обучения работе с компьютерной тренинговой системой для построения и анализа диаграмм состояния, предназначенной для повышения качества теоретического и практического обучения студентов, обучающихся по направлению «Металлургия» по дисциплинам «Материаловедение», «Металловедение», «Термодинамические расчеты и анализ фазовых диаграмм многокомпонентных систем» и «Диаграммы состояния двойных и тройных систем».

Пособие содержит материал, необходимый для самостоятельной подготовки иностранных студентов к лекциям и практическим занятиям по дисциплинам «Теория и технология термической обработки металлов», «Специальные стали и сплавы», «Механические свойства металлов», «Конструкционные материалы». Рассмотрены следующие разделы: деформация, разрушение и механические свойства; фазовые и структурные превращения при нагреве и охлаждении; основные виды термической обработки; подробно рассмотрены основные виды специальных сталей и сплавов и области их применения в технике. В каждом разделе пособия приведены вопросы для самопроверки освоения материала.

Монография посвящена обзору современных физических методов исследования, которые используются в физическом материаловедении для изучения физических свойств материалов, а также фазовых и структурных превращений. В число разбираемых методов измерений включены тепловые, электрические и магнитные методы. К тепловым методам исследования отнесены термический анализ, калориметрия, дилатометрия и измерения теплопроводности и температуропроводности. Электрические измерения в материаловедении рассмотрены на примере измерений удельного электрического сопротивления (электропроводности), а также большого комплекса параметров электрических цепей (емкости, индуктивности и др.), которые используют в конструкциях различных датчиков. Магнитные методы измерения рассмотрены как в статическом, так и в динамическом режимах. Описаны методы измерений напряженности и индукции магнитного поля, магнитного момента, намагниченности, восприимчивости сильномагнитных и слабомагнитных веществ.

Представлен материал по курсу «Технология объемных монокристаллов полупроводников и диэлектриков». Рассматриваются вопросы роста объемных монокристаллов иодата лития из раствора. Анализируются существующие представления о механизмах роста кристаллов и методах управления этими процессами. Показана практическая направленность от начального математического моделирования процессов получения монокристаллов до их технологического осуществления.

Методические указания содержат рекомендации по написанию и оформлению курсовой работы. Подготовлены в целях повышения качества самостоятельной внеаудиторной работы обучающихся в магистратуре по направлению подготовки 28.04.03 «Наноматериалы». Методические указания могут быть рекомендованы обучающимся по другим направлениям подготовки технических вузов, преподавателям, аспирантам и слушателям курсов повышения квалификации.

Представлены результаты комплексных исследований по влиянию воздействия компрессионных плазменных потоков на структурно-фазовое состояние, элементный состав и микротвердость поверхностного слоя титана. Рассмотрены основные направления модификации свойств титана, включающие азотирование и легирование атомами металлов. Особое внимание уделяется механизмам взаимодействия плазменных потоков с поверхностью, процессам тепло- и массопереноса в поверхностном слое и кристаллизации из расплава в условиях сверхбыстрого охлаждения. Предназначена для специалистов в области физики конденсированного состояния, материаловедения титана и физики взаимодействия потоков заряженных частиц и плазмы с твердыми телами, также будет полезна для аспирантов и студентов высших учебных заведений соответствующих специальностей.

В сборнике опубликованы материалы докладов ведущих отечественных и зарубежных специалистов в следующих областях: быстрозакаленные материалы, модифицирование поверхности лазерными, электронно-лучевыми и ионно-плазменными методами, нанесение покрытий, композиционные материалы и неразъемные соединения, представленных на XVI-й Международной научно-технической конференции «Быстрозакаленные материалы и покрытия», проходившей 15-16 октября 2019 г. в МАИ (г. Москва, ул. Оршанская, 3).

Рассмотрены исторические аспекты становления и развития электронной промышленности как отрасли, обеспечивающей компонентную базу радиотехники, электроники, вычислительно-информационной техники, т.е. наиболее наукоемких областей техногенной цивилизации. Приоритет отдан истории советской и российской электронной промышленности, развивавшейся в XX веке совершенно особым путем, достигшей значительных, подчас невероятных, успехов и пережившей ряд тяжелых кризисов. Выдающиеся организаторы, глобальные проекты, зависимость от политических решений – все это история советской электронной промышленности и опыт на будущее.

Практикум включает семь лабораторных работ. Две из них – по компьютерному моделированию электрохимических процессов – предназначены для освоения курса «Электрохимия металлов и сплавов», а остальные – экспериментальные работы – для курса «Электрохимические методы исследования». Во введении изложены сведения о типичных приборах и методиках электрохимических методов исследования, а также об общих требованиях к растворам электролитов, материалу электродов и подготовке их поверхности.

В сборнике представлены статьи студентов, составленые по материалам Международной научно-практической конференции. Рассматриваются теоретические и практические аспекты управления проектной деятельностью студента, а также истории внедрения инициативы CDIO в России. Сборник предназначен для широкого круга читателей, интересующихся научными исследованиями и разработками, научных и педагогических работников, преподавателей, докторантов, аспирантов, магистрантов и студентов с целью использования в научной работе и учебной деятельности

Изложены исторические аспекты развития высшего образования и науки, основы понимания органической связи образования и науки, необходимости непрерывного образования в условиях научно-технической революции, организации научной работы. Представлены принципы выбора системы образования и повышения квалификации применительно к конкретным видам профессиональной деятельности. Для наиболее эффективного обучения в приложении даны основы построения учебного процесса в вузе, содержание и методы анализа учебных планов.

В практикуме приведены порядок выполнения и разобраны примеры методов планирования экспериментов: выделение основных факторов, изучение влияния факторов на параметр оптимизации, построение обобщенного параметра оптимизации, нахождение области оптимума методами градиента и симплекса, изучение влияния состава смеси на параметр оптимизации и построение диаграмм состав–свойство. Приведены условия задач, большинство из которых взяты из научно-исследовательских и дипломных работ, выполненных на кафедре. Работа содержит программы расчета на ПК в Microsoft Excel.

Курс лекций состоит из трех разделов. В первом разделе рассмотрены типы межатомной связи, строение кристаллов, физико-химические взаимоотношения компонентов, описываемые диаграммами состояния, даны элементарные представления о дефектах кристаллического строения и о формировании зеренного строения металлов. Во втором разделе описаны основные свойства материалов и способы их определения, реализуемые в сплавах цветных металлов. В третьем разделе кратко рассматриваются элементы термической обработки, используемой как для смягчения, так и для упрочнения цветных сплавов.

В учебном пособии рассмотрены базовые технологические процессы, использующиеся при изготовлении тонкопленочных многослойных структур и солнечных элементов на основе гидрогенизированного аморфного и нанокристаллического кремния. Приведены конструктивные особенности таких приборов. Для усвоения предлагаемого материала студенту необходимо знать физические принципы работы солнечных элементов.

Методические рекомендации предназначены для студентов, выполняющих выпускную квалификационную работу на звание «бакалавр» по следующим направлениям:

В курсе лекций изложены основы динамической теории, геометрические аспекты формирования изображений и основные положения дифракционной теории формирования контраста на дефектах в разных схемах дифракции: схема отражения по Брэггу и Лауэ. Приведен качественный анализ характера контраста на дефектах различного типа. Для более полного усвоения материала приводится большой объем иллюстраций.

Рассмотрены структура твердых растворов, факторы, определяющие растворимость в первичных твердых растворах, термодинамика их образования, процессы атомного упорядочения. Проведен кристаллохимический анализ часто встречающихся промежуточных фаз, включая условия их образования и особенности атомного строения.

Излагаются цели, основные принципы подготовки и проведения коррозионных исследований и испытаний металлов и сплавов, дается описание экспериментальных методов изучения коррозии, получивших распространение как в отечественной, так и в зарубежной практике. Особое внимание уделено методам исследований и ускоренных испытаний на устойчивость локальным видам коррозионных разрушений, как наиболее опасных с точки зрения их влияния на технологические характеристики металлоконструкций и сооружений.

Практикум содержит шесть лабораторных работ, связанных с основными механическими испытаниями на растяжение, сжатие, изгиб, твердость, микротвердость, ползучесть и длительную прочность. Студенты приобретают практические навыки проведения этих испытаний и анализа полученных результатов.

В лабораторном практикуме представлены лабораторные работы по разделу «Термическая обработка металлов», которые знакомят студентов с основами гомогенизации слитков, с вопросами разупрочняющего отжига деформированных сплавов, демонстрируют различие структуры и свойств стали после разных видов фазовой перекристаллизации, закалки и отпуска и показывают возможности упрочняющей термической обработки цветных сплавов.

В курсе лекций представлена характеристика как традиционных, так и наиболее современных методов коррозионного мониторинга оборудования, находящегося в процессе эксплуатации: эксплуатационные испытания образцов-свидетелей; применение различных коррозионных датчиков; ультразвуковой контроль; сверхвысокочастотный коррозионный мониторинг; исследование коррозионных дефектов трубопроводов при помощи роботизированных внутритрубных инспекционных снарядов-дефектоскопов; бесконтактный мониторинг трубопроводов методом магнитной томографии; применение сторожевых отверстий и флуоресцентных меток, а также организация боковой магистрали и анализ технологических сред.

Кратко изложена теория и представлены задачи с примерами решения, использующие законы и представления молекулярной физики и термодинамики. Задачи имеют прикладной характер. Приведены расчеты состава и свойств газовых атмосфер, низкотемпературной плазмы, диссоциации и оценки прочности соединений, расчеты восстановительных процессов. Рассмотрены фазовые равновесия и превращения с использованием фазовых диаграмм.

Изложены теоретические и технологические основы пирометаллургических и гидрометаллургических методов получения соединений тугоплавких металлов. Рассмотрены такие прецизионные методы очистки технических соединений от примесей, как ионный обмен, экстракция из водных растворов. Обращается внимание на выбор различных методов очистки в зависимости от необходимой чистоты тугоплавких металлов по примесям. Изложены особенности разделения близких по физико-химическим свойствам тугоплавких металлов. Предназначено для бакалавров и магистров, обучающихся по направлению 150100 «Материаловедение и технологии материалов».

Рассмотрены классификация композиционных материалов и основные требования, предъявляемые к ним и компонентам их составляющим. Выде› лены две основные группы композиционных материалов: дисперсноупрочненные и волокнистые. Рассмотрены их особенности и механизмы работы. Особое внимание уделено высокотемпературным композиционным материалам на органической основе, используемым, главным образом, в качестве теплозащитных материалов. Рассматриваются их свойства, процессы, протекающие при получении и эксплуатации таких материалов. Даны основные механизмы процессов. Приведены примеры термодинамических расчетов высокотемпературных процессов и кинетические данные.

В учебном пособии рассмотрены научные принципы формирования технологической системы современного гибкого комплексно автоматизированного и компьютеризированного камнеобрабатывающего производства. Систематизированы классификационные признаки и характеристики её объектов и функциональных подсистем. Изложены методические основы проектирования технологических процессов обработки природных камней с использованием системного принципа их построения в разных типах производства. Приведена методика автоматизированного проектирования индивидуальных и типовых технологических процессов. Дано описание специализированных программных комплексов САПР-АСТПП для разных видов технологического оборудования камнеобрабатывающих производств.

Курс посвящен описанию электрохимических методов защиты конструкций от коррозии: протекторной защиты, катодной защиты с использованием внешнего источника тока, электродренажной защиты от коррозии блуждающими токами и анодной защиты технологического оборудования, изготовленного из сплавов, склонных к пассивированию. Рассмотрены также принципы рационального конструирования технологической аппаратуры, обеспечивающие повышение коррозионной стойкости оборудования при самых незначительных затратах.

В пособии изложены решения основных задач курса сопротивления материалов, излагаемого студентам специальностей 1106, 5104, 0709, 1209, 1703. Большое внимание уделено вопросам, вызывающим у стлдентов трудности при решении задач (построения эпюр внутренних силовых факторов, составление дифференциального уравнения упругой линии в универсальной форме и его интегрирование, применение метода сил и энергетических методов определения перемещений и др.). Легко усваиваемые методы решения задач описаны кратко, почти конспективно. Для лучшего усвоения методов решения задач рекомендуется после их изучения по пособию решить эти задачи самостоятельно, без помощи пособия, а затем сравнить ход решения и полученные результаты с изложенными в пособии.

Лабораторный практикум по курсу «Материаловедение» содержит описание лабораторных работ, выполняемых студентами в 4-м семестре. Выполняя лабораторные работы, студенты получают навыки структурного анализа материалов, умение связывать структуру сплава и особенности ее формирования с диаграммой состояния, осваивают основные методы механических испытаний и знакомятся с упрочняющей термической обработкой цветных сплавов.