Материаловедение

Presents state-of-the-art knowledge?from basic insights to applications?on ferroic materials-based devices This book covers the fundamental physics, fabrication methods, and applications of ferroic materials and covers bulk, thin films, and nanomaterials. It provides a thorough overview of smart materials and systems involving the interplays among the mechanical strain, electrical polarization, magnetization, as well as heat and light. Materials presented include ferroelectric, multiferroic, piezoelectric, electrostrictive, magnetostrictive, and shape memory materials as well as their composites. The book also introduces various sensor and transducer applications, such as ultrasonic transducers, surface acoustic wave devices, microwave devices, magneto-electric devices, infrared detectors and memories. Ferroic Materials for Smart Systems: Fabrication, Devices and Applications introduces advanced measurement and testing techniques in ferroelectrics, including FeRAM and ferroelectric tunnelling based resistive switching. It also looks at ferroelectricity in emerging materials, such as 2D materials and high-k gate dielectric material HfO2. Engineering considerations for device design and fabrication are examined, as well as applications for magnetostrictive devices. Multiferroics of materials possessing both ferromagnetic and ferroelectric orders is covered, along with ferroelastic materials represented by shape memory alloy and magnetic shape memory alloys. -Brings together physics, fabrication, and applications of ferroic materials in a coherent manner -Discusses recent advances in ferroic materials technology and applications -Covers dielectric, ferroelectric, pyroelectric and piezoelectric materials -Introduces electrostrictive materials and magnetostrictive materials -Examines shape memory alloys and magneto-shape-memory alloys -Introduces devices based on the integration of ferroelectric and ferromagnetic materials such as multiferroic memory device and ME coupling device for sensor applications Ferroic Materials for Smart Systems: Fabrication, Devices and Applications will appeal to a wide variety of researchers and developers in physics, materials science and engineering.

В учебном пособии сформулированы принципы организации, выполнения и оформления курсовой работы по курсу «Современные проблемы металлургии, машиностроения и материалообработки». Определены цели и объекты курсовых работ. Приведена примерная тематика курсовых работ, изложен порядок подготовки, оформления текстовой и графической частей курсовых работ. Предназначено для магистрантов, обучающихся на кафедре «Инжиниринг технологического оборудования» НИТУ «МИСИС» по направлению подготовки 15.04.02 «Технологические машины и оборудование», профиль «Инжиниринг технологических машин и оборудования». Может быть рекомендовано магистрантам, обучающимся по другим направлениям подготовки.

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.

В учебном пособии представлен обзор вариантов количественного анализа методом рентгеновской дифракции и реализация двух из них на дифрактометре «Дифрей 401». Представленный материал является руководством к определению количественного фазового состава на этом приборе при выполнении обучающимися научно-исследовательских и выпускных квалификационных работ. Предназначено для обучающихся в бакалавриате и магистратуре по направлениям подготовки соответственно 22.03.01 и 22.04.01 «Материаловедение и технологии материалов». Может быть рекомендовано обучающимся по другим направлениям подготовки технических вузов, аспирантам и слушателям курсов повышения квалификации, а также преподавателям, инженерам и научным работникам, не имеющим специальной подготовки для работы на рентгеновском дифрактометре с позиционно-чувствительным детектором.

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, диффузионная сварка и композиционные материалы, представленных на 13-й Международной научно-технической конференции «Быстрозакаленные материалы и покрытия», проходившей 25-26 ноября 2014 г. в МАТИ (г. Москва, ул. Полбина, 45).

Представлены результаты исследований по актуальным направлениям современного материаловедения, полученные авторами в области теории и технологии композиционных материалов и покрытий, быстрозакаленных материалов и неразъемных соединений. Для инжерно-технических и научных работников: металлургов, материаловедов и физиков, занятых в разработке и создании новых материалов и покрытий. Будет полезной преподавателям высших учебных заведений, аспирантам и студентам.

Пособие посвящено различным аспектам технологии получения литейных форм, применяемых для производства отливок из титановых сплавов. Учебное пособие предназначено для бакалавров, обучающихся по профилю «Технологии литейных процессов» направления 22.03.02 «Металлургия».

Представлены результаты исследований по актуальным вопросам технологий модификации поверхности, включая оптимизацию свойств покрытий и тонких пленок на основе теории оптимального управления, создание метаматериалов и метапокрытий, методы импульсного лазерного осаждения, а также проблемы межфазного взаимодействия в литейном производстве. Для инженерно-технических и научных работников, занятых в сфере разработки и создания новых материалов и покрытий, преподавателей высших учебных заведений, аспирантов и студентов.

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, диффузионная сварка и композиционные материалы, представленных на XIV-й Международной научно-технической конференции «Быстрозакаленные материалы и покрытия», проходившей 29-30 ноября 2016 г. в МАИ (г. Москва, ул. Полбина, 45).

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, диффузионная сварка и композиционные материалы, представленных на XV-й Международной научно-технической конференции «Быстрозакаленные материалы и покрытия», проходившей 16-17 октября 2018 г. в МАИ (г. Москва, ул. Оршанская, 3).

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).

В сборнике представлены статьи студентов, составленные по материалам Международной научно-практической конференции. Рассматриваются теоретические и практические аспекты управления проектной деятельностью студента, а также история 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.

Монография посвящена результатам исследования морфологии, структуры и физико-химических свойств нанокомпозитных материалов на основе оксидов 3d-металлов с углеродной и кремниевой матрицами. Адресована специалистам, работающим в области рентгеновской спектроскопии, материаловедения и смежных специальностей. Может быть полезна аспирантам и студентам, обучающимся по направлениям «Физика», «Нанотехнологии и микросистемная техника», «Материаловедение». Результаты исследований, приведенные в монографии, были получены при поддержке гранта Южного федерального университета ВнГр-07/2017-30 и гранта Министерства образования и науки Российской Федерации № 11.2432.2014/К.

В настоящем пособии уделено особое внимание темам, получившим развитие только в последние годы или недостаточно освещенным в основном учебнике: полуэмпирический метод расчета энергии смешения, определение атомных объемов, классификация и прогнозирование промежуточных фаз. Также особенно подробно рассматриваются задачи практикума, которые построены на материалах оригинальных публикаций (упорядочение, кристаллизация из аморфного состояния, распад пересыщенных твердых растворов).

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.

Рассмотрены вопросы формирования структуры и свойств порошковых конструкционных материалов на основе железа и цветных металлов. Описаны применяемые технологические схемы производства конструкционных материалов, методы улучшения свойств легированием основы, термической, химико-термической и термомеханической обработкой. Рассмотрены особенности всех видов обработки для порошковых материалов и отличия их в сравнении с литыми. Оценены преимущества и недостатки метода порошковой металлургии применительно к конструкционным материалам.

Изложены важнейшие методы выращивания монокристаллов из расплава, их детальный анализ, основные требования к промышленному оборудованию, характеристики отдельных технологаческих операций. В большинстве работ используется современный математический аппарат, необходимый не только для описания разнообразных кристаллизационных процессов, но и для поисков путей повышения однородности выращиваемых кристаллов. В практикум включены также многие новейшие перспективные технологические разработки.

Модуль "Системный инжиниринг литейных сталей для криогенной арматуры" входит в общий курс "Основы выбора и применения материалов для трубопроводной арматуры" и является частью специализации "Инжиниринг и применение трубопроводной арматуры" системы дополнительного профессионального образования в арматурной отрасли. Курс может быть полезен для специалистов-материаловедов, специализирующихся на литых материалах, разработчиков арматуры, специалистов по эксплуатации арматуры предприятий-потребителей, технических специалистов, специалистов по развитию арматурных и литейных предприятий.

В учебном пособии рассмотрены вопросы статистического анализа данных, включая статистические оценки, проверку гипотез, дисперсионный и корреляционный анализ. По всем темам приводятся примеры решения реальных задач из металлургии и материаловедения в программе Excel. В пособие включены задания для самостоятельной работы.

В пособии представлены возможности программы Thermo-Calc, которая позволяет проводить термодинамические расчеты двойных, тройных и многокомпонентных фазовых диаграмм, фазового состава сплавов, состава фаз, неравновесной кристаллизации. Показано применение программы для расчета фазового состава промышленных сплавов, а также даны рекомендации по выполнению курсовой работы. Содержание пособия соответствует программе дисциплины «Thermodynamic computations and analysis of the phase diagrams of multicomponent systems» для студентов, обучающихся по магистерской программе «Advanced Metallic Materials and Engineering».