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 автором2. 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 Fe
3+ 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
6. При взаимодействии лазерного излучения и электрического разряда с металлами возможно достижение в этих системах критического состояния при плотности потока мощности порядка 10
13 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
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.