Название статьи ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЙ СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ СТРОЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ: ОТ ХИМИЧЕСКОЙ НЕУПОРЯДОЧЕННОСТИ К НЕРАВНОВЕСНОЙ ТЕРМОДИНАМИКЕ
Авторы

М.Л. Хейфец, доктор технических наук, профессор, заместитель академика-секретаря, главный научный сотрудник, Президиум НАН Беларуси, г. Минск, Республика Беларусь, ОАО «НПО Центр» НАН Беларуси, г. Минск, Республика Беларусь, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

А.Г. Колмаков, член-корреспондент РАН, доктор технических наук, заместитель директора по научной работе, Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН, г. Москва, Россия, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

С.А. Клименко, доктор технических наук, профессор, заместитель директора по научной работе, Институт сверхтвердых материалов им. В.Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев, Украина, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

В рубрике МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ В МАШИНОСТРОЕНИИ
Год 2017 номер журнала 2 Страницы

65-72

Тип статьи Научная статья Индекс УДК 621.9:536.75 Индекс ББК  
Аннотация

Выявлены этапы развития физико-химических основ материаловедения и определены состояние и перспективы развития наноструктурного материаловедения, опирающегося на комплексное изучение строения вещества на различных масштабных уровнях. Применение комплексного анализа образования структур материалов характеризуется традиционным для химии и физики изучением баланса потоков вещества и энергии, дополненным анализом производства энтропии; заложенной физико-химическим анализом комбинаторной топологией, используемой для описания неравновесных фазовых переходов; базирующимися на синергетическом подходе перколяционными представлениями фрактальной геометрии, применяемыми для описания комплекса структур. Показано, что для изучения неравновесных процессов синтеза и применения микро- и наноструктурных материалов целесообразно дополнить принципы физико-химического анализа: непрерывности — рассмотрением диссипации энергии при формировании структур и фаз; соответствия — фрактальными представлениями геометрических образов; совместимости — изучением возможных путей эволюции системы. Это позволяет количественно анализировать переходные процессы, описывающиеся нецелочисленными значениями степеней свободы системы и формирующиеся структуры с мультифрактальными фазовыми параметрами.

Ключевые слова физико-химический структурный анализ, химическая неупорядоченность вещества, неравновесная термодинамика процессов, синергетический подход, мультифрактальные параметры, наноструктурные материалы
   Полный текст статьи Вам доступен
Список цитируемой литературы
  • Технологии конструкционных наноструктурных материалов и покрытий / под общ. ред. П.А. Витязя и К.А. Солнцева. — Минск: Беларус. навука, 2011. — 282 с.
  • Технологические основы управления качеством машин / А.С. Васильев [и др.]. — М.: Машиностроение, 2003. — 256 с.
  • Хейфец, М.Л. Проектирование процессов комбинированной обработки / М.Л. Хейфец. — М.: Машиностроение, 2005. — 272 с.
  • Колмаков, А.Г. Использование концепций системного подхода при изучении деформации и разрушения металлических материалов / А.Г. Колмаков // Нелинейный мир. — 2006. — Т. 4, № 3. — С. 126–136.
  • Хейфец, М.Л. Развитие принципов физико-химического анализа для неравновесных процессов синтеза и применения материалов / М.Л.Хейфец // Докл. НАН Беларуси. — 2011. — Т. 55, № 4. — С. 100–105.
  • Неорганическая химия / гл. ред. И.П. Алимарин. — М.: Сов. энциклопедия, 1975. — 384 с.
  • Штейнберг, А.С. Репортаж из мира сплавов / А.С. Штейнберг. — М.: Наука, 1989. — 256 с.
  • Гиббс, Дж.В. Термодинамические работы / Дж.В. Гиббс; ред. пер. с англ. В.К. Семенченко. — М.; Л.: Гостехтеоретиздат, 1950. — 492 с.
  • Курнаков, Н.С. Введение в физико-химический анализ / Н.С. Курнаков. — 4-е изд., доп. — М.–Л.: АН СССР, 1940. — 564 с.
  • Горощенко, Я.Г. Физико-химический анализ гомогенных и гетерогенных систем / Я.Г. Горощенко. — Киев: Наук. думка, 1978. — 490 с.
  • Павлов, Н.Н. Теоретические основы общей химии: учеб. пособие для нехим. спец. вузов / Н.Н. Павлов. — М.: Высш. шк., 1978. — 303 с.
  • Научные основы материаловедения / сост. Б.Н. Арзамасов [и др.]. — М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1994. — 448 c.
  • Технологические и эксплуатационные методы обеспечения качества машин / под общ. ред. П.А. Витязя. — Минск: Беларус. навука, 2010. — 109 с.
  • Синергетические аспекты физико-химических методов обработки / Гордиенко А.И. [и др.]. — Минск: ФТИ; Полоцк: ПГУ, 2000. — 172 с.
  • Функциональные материалы на основе наноструктурированных порошков гидроксида алюминия / Витязь П.А. [и др.]. — Минск: Беларус. навука, 2010. — 183 с.
  • Иванова, В.С. Синергетика. Прочность и разрушение металлических материалов / В.С. Иванова. — М.: Наука, 1992. — 158 с.
  • Синергетика и фракталы в материаловедении / В.С. Иванова [и др.]. — М.: Наука, 1994. — 383 с.: ил.
  • Простые отношения в природе. Пропорциональность, инвариантность, подобие / П.Я. Кочина [и др.]. — М.: Наука, 1996. — 205 с.
  • Встовский, Г.В. Введение в мультифрактальную параметризацию структур материалов / Г.В. Встовский, А.Г. Колмаков, И.Ж. Бунин. — Ижевск: Регулярная и хаотическая динамика, 2001. — 116 с.
  • Mandelbrot, B.B. The Fractal Geometry of Nature / B.B. Mandelbrot. — New York: W.H. Freeman & Co., 1983. — 470 p.
  • Feder, J. Fractals / J. Feder. — New York: Plenum Press, 1988. — 310 p.
  • Концепция фрактала в материаловедении. Сообщение 1. Фрактальная параметризация структур материалов / И.Ж. Бунин [и др.] // Материаловедение. — 1999. — № 2. — С. 19–26.
  • Kolmakov A.G., Solntsev K.A., Vityaz’ P.A., Il’yushchenko A.F., Kheifets M.L., and Barinov S.M. Systematic Description of Nanomaterial Structure // Inorganic Materials: Applied Research. — 2013. — Vol. 4, No. 4. — Рp. 313–321.
  • Kolmakov A.G., Solntsev K.A., Vityaz’ P.A., Il’yushchenko A.F., Kheifets M.L., and Barinov S.M. Systematic Description of Nanomaterial Structure // Inorganic Materials: Applied Research. — 2013. — Vol. 4, No. 4. — Рp. 322–327.
  • Haken, Н. Advances Synergetics / Н. Haken. — 3rd ed. — Berlin: Springer, 1993. — 356 p.
  • Гленсдорф, П. Термодинамическая теория структуры, устойчивости и флуктуации / П. Гленсдорф, И. Пригожин; под ред. Ю.А. Чизмаджева; пер. с англ. Н.В. Вдовиченко, В.А. Онищука. — М.: Мир, 1973. — 280 с.
  • Концепция фрактала в материаловедении. Сообщение 2. Методология мультифрактальной параметризации / И.Ж. Бунин // Материаловедение. — 2000. — № 1. — С. 16–25.
  • Встовский, Г.В. Элементы информационной физики / Г.В. Встовский. — М.: МГИУ, 2002. — 260 с.
  • Кулак, М.И. Фрактальная механика материалов / М.И. Кулак. — Минск: Высш. шк., 2002. — 304 с.
  • Челидзе, Т.Л. Методы теории протекания в механике геоматериалов / Т.Л. Челидзе. — М.: Наука, 1987. — 136 с.
  • Клименко, С.А. Фрактальная параметризация структуры материалов, их обрабатываемость резанием и износостойкость режущего инструмента / С.А. Клименко, Ю.А. Мельнийчук, Г.В. Встовский. — Киев: Ин-т
    сверхтвердых материалов им. В.Н. Бакуля, 2009. — 184 с.
  • Многоуровневый системный физико-химический, мультифрактальный и вейвлет-анализ наноструктурных материалов / П.А. Витязь [и др.] // Механика машин, механизмов и материалов. — 2012. — № 1. — С. 53–64.
  • Аносов, В.Я. Основы физико-химического анализа / В.Я. Аносов, М.И. Озерова, Ю.Я. Фиалков. — М.: Наука, 1976. — 504 с.
  • Хейфец, М.Л. Анализ процессов самоорганизации при обработке металлов по диаграммам состояний физико-химических систем / М.Л.Хейфец // Докл. АН Беларуси. — 1995. — Т. 39, № 6. — С. 109–113.
  • Понтрягин, Л.С. Основы комбинаторной топологии / Л.С. Понтрягин. — 3-е изд. — М.: Наука, 1986. — 120 с.
  • Хейфец, М.Л. О самоорганизации процессов формирования свойств поверхностного слоя при комбинированных методах обработки металлов / М.Л.Хейфец // Докл. АН Беларуси. — 1995. — Т. 39, № 2. — С. 109–113.
  • Берже, П. Порядок в хаосе: О детерминистическом подходе к турбулентности / П. Берже, И. Помо, К. Видаль; пер. с франц. Ю.А. Данилова. — М.: Мир, 1991. — 368 с.
  • Шредер, М. Фракталы, хаос, степенные законы. Миниатюры из бесконечного рая / М. Шредер. — Ижевск: Регулярная и хаотическая динамика, 2001. — 528 с.