Пори у конденсатах і композиційних системах - Автореферат

ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ імені В.Н. АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня доктора фізико-математичних наукРобота виконана у Національному технічному університеті “Харківський політехнічний інститут” Міністерства освіти і науки України. Член-кореспондент НАН України, доктор фізико-математичних наук, професор Неклюдов Іван Матвійович, Інститут фізики твердого тіла, матеріалознавства та технологій Національного наукового центру “Харківський фізико-технічний інститут”, директор. Доктор фізико-математичних наук, професор Косевич Вадим Маркович, Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут”, кафедра теоретичної та експериментальної фізики, завідувач кафедри. Доктор хімічних наук, професор Шилов Валерій Васильович, Інститут хімії високомолекулярних сполук, відділ молекулярної фізики полімерів, завідувач відділу. Захист відбудеться 3 липня 2002 р. о 14оо годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д64.051.03 Харківського національного університету ім.Створення нових матеріалів, які застосовуються в різних галузях сучасного виробництва, значною мірою повязано з проблемою пористості, що істотно впливає на фізичні властивості та службові характеристики матеріалів, причому в одних випадках пористість є головним структурним параметром, що визначає функціональне призначення матеріалу, а в інших вона є небажаним чинником, вплив якого необхідно мінімізувати. Тому програмування характеристик пор, як і прогнозування їх стабільності при експлуатації в умовах багатофакторних зовнішніх дій потребує системних досліджень генези пористості, специфіки її різновидів, механізмів та кінетики розвитку в кристалічних і в аморфних тілах. Зазначеній проблемі й присвячено дану роботу, що є наслідком узагальнення результатів цілеспрямованого вивчення процесів утворення і поведінки пор під дією зовнішніх чинників у конденсатах і композиційних матеріалах із застосуванням комплексу експериментальних методів, зокрема, "in situ"-досліджень. Пізнати генезу і дослідити закономірності процесів пороутворення у характерних аморфних і кристалічних конденсатах та композиційних системах у залежності від фізичних умов їх формування; встановити, за яких умов пористі структури набувають фрактальних ознак і як впливають ці умови на фрактальну розмірність пористих конденсатів та композиційних систем. Дослідити еволюцію пористих структур у конденсатах і композиційних системах під дією зовнішніх чинників - газонасичення, ізотермічного нагрівання, тривалих теплозмін, опромінення та механічного навантаження; встановити визначальні чинники, що впливають на процеси пороутворення у космосі, і характер залежності від них характеристик пористості матеріалів, які використовуються в аерокосмічній та в інших галузях техніки. пороутворення конденсат аморфний кристалічнийУ першому розділі “Загальні уявлення про генезу і поведінку пор у твердому тілі” оглядово розглянуто сучасні уявлення про вільний обєм та пористість матеріалів, морфологію і класифікації пор, поділ пористості за її генезою, способи локалізації фази “порожнечі” у твердому тілі в аморфному та кристалічному стані, роль пор як стоків для вакансій, характерні ознаки та механізми пороутворення, притаманні пористості при твердінні і кристалізації; дифузійно-вакансійному пороутворенню з урахуванням наявності атомів газу; деформаційній пористості, характерним її ознакам та механізмам утворення у пластичних та крихких матеріалах; пористості радіаційного походження; механізми пороутворення у конденсатах. Встановлено, що пори різної дисперсності є характерними структурними неоднорідностями конденсатів, формування структури яких безпосередньо повязано з пороутворення обумовленим, переважно, процесами газовиділення і газопоглинання, конкуренцією дифузійних і сорбційних процесів під час конденсації, співвідношенням ступеня переохолодження і швидкості осідання адатомів, орієнтувальною дією молекулярного потоку, структурним станом, хімічною активністю і топологією підкладки та відмінністю її теплової дилатації від конденсату. Інтенсивність процесів пороутворення значно зростає при збільшенні робочого тиску газів, коли формується розгалужена полімодальна пориста структура без вираженої орієнтації пор, дещо подібна до структури плівок, утвореної в результаті сполучення конденсації з молекулярного потоку із обємною конденсацією. У четвертому розділі “Термічна стабільність пористості конденсатів” розглянуто результати дослідження термічної чутливості і закономірностей поведінки пор під дією тривалого післяконденсаційного нагріву і теплозмін для побудови фізичної моделі прогнозування термічної стабільності плівок і покриттів у різному фазово-структурному стані.

Основний зміст роботи