главная страница    оглавление


ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Материалы получаются в системе «физическое воздействие – исходное вещество (прекурсор) – релаксационные физико-химические процессы преобразования прекурсоров – требуемый материал». Обычно управление процессом создания материалов заключается в изменении параметров физического воздействия и состава прекурсоров. Параметры воздействия ограничиваются природой и методом воздействия.

В последнее время в качестве прекурсоров часто используются многоэлементные и многофазные исходные вещества (получение высокотемпературных сверхпроводников, прямая переработка минерального сырья
и т.д.). Изменение их состава путем перебора – многопараметрическая задача, требующая больших материальных и временных затрат.

«Релаксационный» принцип управления свойствами сложных физико-химических систем можно сформулировать таким образом. В случае, когда времена релаксации много больше длительности физического воздействия, существует возможность управления выходом химических форм, фаз и, как следствие, свойствами веществ (материалов), используя сведения о механизмах релаксации в неравновесных конденсированных системах на физико-химической стадии релаксационных процессов (в том числе и в процессе эксплуатации). Такая возможность и продемонстрирована в данной работе на ряде разномасштабных объектов. Сформулированный автором принцип является общей закономерностью физико-химического материаловедения - как науки о принципах создания материалов с заданными свойствами [3].

 

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

 

1. Для понимания природы релаксационных эффектов в гетерогенной конденсированной физико-химической системе применимы данные о локальных химических, фазовых и пространственных неоднородностях, являющихся следствием внешних физических воздействий. Идентификация локальных неоднородностей проведена при последовательном использовании методологии комплексного неразрушающего исследования с приоритетным использованием мессбауэровской спектроскопии. Необходимым инструментом изучения таких систем являются разработанные автором
и реализованные на ПЭВМ базы данных, ориентированные на мессбауэровский анализ сплавов, минералов и композитов.

2. Экспериментально выявлены зависимости релаксационных эффектов от свойств, как матрицы (ионитов), так и окружающей среды (адсорбатов) на основе данных о формах существования атомов, после ядерных превращений на границе раздела фаз. Обнаружено, что матрица оказывает
на систему стабилизирующее действие. Продемонстрирована возможность управления качественным и количественным выходом химических форм атомов после самооблучения на физико-химической стадии релаксационных процессов.

3. Существует зависимость между радиохимическими и радиационно-химическими параметрами систем, которая проявляется в экспериментально обнаруженной корреляции между выходом ионов Fe3+ после электронного захвата в атомах 57Со2+, сорбированных на катионите в условиях наполнения его различными акцепторами электронов, и реакционной способностью гидратированного электрона по отношению к ним. Получено аналитическое выражение корреляции, что дает возможность применять эмиссионную мессбауэровскую спектроскопию для изучения свойств сольватированного электрона.

4. При электроискровом воздействии формирование поверхностного слоя в изученных системах происходит, в основном, за счет перемешивания и взаимной диффузии вещества, находящегося в жидкой фазе. При этом коэффициенты взаимной диффузии (10-9- 10-8 м2/с) на несколько порядков превышают их величину для изобарно-изотермических процессов.

5. Впервые обнаруженный при электрофизическом воздействии
в диффузионной зоне покрытия эффект «концентрационное расслоение» железа и хрома в виде последовательности фаз с брутто-формулами Fe
3Cr, FeCr, Fe4Cr, Fe2Cr от покрытия (FeCr2) к основе (сталь Х12Ф1) интерпретирован автором как результат самоорганизации вещества на «микроуровне»
в неравновесной диссипативной системе на физико-химической стадии релаксации.

6. При взаимодействии лазерного излучения и электрического разряда с металлами возможно достижение в этих системах критического состояния при плотности потока мощности порядка 1013 Вт/м2, а длительности импульса - порядка микросекунд. На этой основе предложен модифицированный критерий эрозионной стойкости материалов, который можно использовать для качественной оценки начала их разрушения при указанных воздействиях.

7. При оценке степени неравновесности разномасштабных систем, возникающих в результате внешних воздействий на вещество, выявлено, что одна и та же физико-химическая система может рассматриваться как равновесная, так и сильнонеравновесная в зависимости от выбора внутренних параметров.

8. На основе термических и механохимических экспериментов определена зависимость фазообразования в гетерофазных многоэлементных системах от структурных факторов на «макроуровне». Предложен механизм структурно-химической релаксации таких систем, в котором стадия частичной аморфизации в твердом состоянии является промежуточной.

9. Концептуальный критерий выбора прекурсоров для получения высокодисперсных веществ заключается в необходимости использования химических соединений с летучими компонентами (кристаллогидраты, гидроксиды, карбонаты, хлориды и др.), а также в деструктурированном состоянии. В частности, предложено использовать частично аморфизованные базальтовые пирокластику и лавы для получения нового износостойкого материала методом порошковой металлургии. Полученный материал защищен охранным свидетельством.

На основе приведенных выше положений можно заключить, что
физикохимия неравновесных конденсированных систем
является перспективным направлением современного естествознания, необходимым для понимания фундаментальных закономерностей получения и стабилизации гетерофазных веществ в качестве материалов.


В заключение выражаю глубокую признательность профессору Верхотурову А.Д. за внимание к работе. Автор признателен академику РАН Ю.А. Косыгину и к.г.-м.н. В.А. Попеко за поддержку физико-химических исследований, проводившихся нами в Институте тектоники и геофизики ДВО РАН. Автор благодарит д.х.н. В.И. Белеванцева, д.т.н. В.В. Виноградова, д.ф.-м.н. Б.С. Задохина, д.т.н. А.И. Кондратьева, д.х.н. В.А. Титова,
к.г.-м.н. А.И. Цюрупу, к.х.н. Н.В. Лебухову, к.ф.-м.н. Ю.М. Криницына,
к.ф.-м.н. С.А. Пячина, а также коллег Н.С. Овсянникова, В.Г. Липатова, И.Г. Цоя и Н.И. Макаренко за плодотворные дискуссии по теме диссертации. Автор благодарен всему коллективу лаборатории аналитического материаловедения Института материаловедения ДВО РАН, без самоотверженной работы которого в условиях постперестроечных реформ не могла быть сохранена аналитическая база, на которой получены экспериментальные результаты лежащие в основе данной работы.

Автор особо благодарен своим родителям Евгению Алексеевичу
и Ольге Андреевне Аблесимовым, без моральной и материальной поддержки, которых не была бы завершена эта работа.

Сайт создан в системе uCoz