ChemNet
 
Химический факультет МГУ

Образовательная программа Химического факультета МГУ
Спецкурсы кафедры "Коллоидная химия"

Физико-химическая механика

Программа спецкурса

1. Задачи физико-химической механики.
Вещество и материал. Управление процессами получения материалов, формирования, обработки и разрушения твердых тел и материалов с заданными свойствами и структурой как фундаментальная научная проблема.
Процессы образования порошков, дисперсных систем и структур в них. Механическое измельчение; роль активных сред. Высокотемпературное упруго-деформационное измельчение полимеров. Основы механохимии. Химические методы получения дисперсий; управление формой и размером частиц дисперсной фазы. Особенности наноструктур. Золь-гель переходы. Коагуляционное и конденсационно-кристаллизационное структурообразование. Процессы спекания: закономерности, механизмы и кинетика. Механические свойства и реологические характеристики дисперсных структур.
Методы обработки и формирования необходимых механических свойств конструкционных материалов: механическая и термомеханическая обработка, упрочнение, дисперсионное твердение, азотирование и др. Композиционные материалы. Обработка поверхности.
Элементы физико-химической гидродинамики.

2. Прочность идеальных и реальных твердых тел.

Теоретическая прочность бездефектных твердых тел. Связь прочности, упругих постоянных и поверхностной энергии с характеристиками межатомных взаимодействий. Роль дефектов структуры в процессе разрушения. Связь прочности и поверхностной энергии реальных твердых тел. Теория Гриффитса. Критический размер трещины разрушения. Механизмы докритического роста трещин.
Разрушение и долговечность материалов; методы испытаний и характеристики. Физико-химическая механика трения и износа.

3. Эффект Ребиндера: термодинамические, кинетические и структурные условия проявления эффекта.

Определение эффекта Ребиндера. Формы его проявления. Термодинамические условия понижения прочности твердых тел в присутствии жидких сред. Связь прочности с теплотой смешения. Понижение прочности в бинарных металлических системах, описываемых фазовыми диаграммами различного типа. Конкретные примеры адсорбционного понижения прочности твердых тел различной природы.
Зависимость степени проявления эффекта Ребиндера от температуры и скорости деформации. Понятие о кинетической теории разрушения (уравнение Журкова). Структурные факторы (роль дефектов структуры: микротрещин, границ зерен, дислокаций). Введение в теорию дислокаций. Типы дислокаций и дислокационные механизмы пластической деформации кристаллов.

4. Межзеренное внедрение жидкостей в поликристаллы.

Границы зерен в поликристаллах. Зависимость энергии границ от разориентировки зерен. Специальные границы. Связь между углами в тройных стыках зерен и энергиями границ (c оотношение Херринга). Метод экспериментального определения параметров распределения межзеренных энергий в поликристаллах. Термодинамическое условие межзеренного смачивания (y равнение Гиббса – Смита). Влияние напряженного состояния и температуры на межзеренное смачивание. Условие образования связной сети смоченных границ. Элементы теории перколяции: типы задач, порог перколяции, критические индексы, коррелированные задачи. Области приложений перколяционных моделей в коллоидной химии и физико-химической механике. Понятие о фракталах. Определение фрактальной размерности.

5. Пластифицирование твердых тел поверхностно-активными средами.
Механизмы ползучести кристаллов в присутствии жидкой фазы. Дислокационные механизмы пластифицирования твердых тел поверхностно-активными средами. Эффект Иоффе. Рекристаллизационная ползучесть как форма эффекта Ребиндера. Структура жидких межзеренных прослоек. Параметры в уравнениях скорости деформации по механизму рекристаллизационной ползучести. Влияние состава раствора на скорость рекристаллизационной ползучести. Рекристаллизационная ползучесть – основной механизм медленной деформации горных пород.

6. Особенности смачивания в высокотемпературных металлических системах.
Методология измерения краевого угла в высокотемпературных системах. Факторы, затрудняющие измерение равновесного краевого угла смачивания. Кинетика растекания в металлических системах: режимы течения. Удельная свободная энергия границ раздела; экспериментальные методы измерения. Особенности смачивания и травления границ зерен в металлических системах. Оценка энергетических характеристик границ раздела в рамках локально-координационного приближения и теории регулярных растворов.

Рекомендуемая литература
1. П. А. Ребиндер. Избранные труды. Физико-химическая механика. «Наука», М., 1970.
2. В. Р. Регель, А. И. Слуцкер, Э. Е. Томашевский. Кинетическая природа прочности твердых тел. « Наука », М., 1974.
3. D. Stauffer. Introduction to percolation theory. «Taylor & Francis». London and Philadelphia. 1985.
4. В. Ю. Траскин, З. Н. Скворцова. Эффект Ребиндера в геодинамических процессах в сб. «Флюиды и геодинамика», «Наука», М., 2006.
5. Е. Федер. Фракталы. «Мир». М., 1992.
6. Б. Д. Сумм, Ю. В. Горюнов. Физико-химические основы смачивания и растекания. «Химия», М., 1976.

Программа составлена
проф. Перцовым А. В, в. н. с. Траскиным В. Ю.
в. н. с. Скворцовой З. Н., ст. н. с. Проценко П. В.




Сервер создается при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований
Не разрешается  копирование материалов и размещение на других Web-сайтах
Вебдизайн: Copyright (C) И. Миняйлова и В. Миняйлов
Copyright (C) Химический факультет МГУ
Написать письмо редактору