«Составитель Волегов Ю.В. Челябинск – 2008 г. ОРГАНИЗАЦИЯ КАФЕДРЫ Кафедра «Общая и экспериментальная физика» была основана как кафедра физики № 2 29 июня 1965 года (приказ №261). Кафедре...»

Кафедра общей и

экспериментальной

Составитель Волегов Ю.В.

Челябинск – 2008 г.

ОРГАНИЗАЦИЯ КАФЕДРЫ

Кафедра «Общая и экспериментальная физика» была основана как

кафедра физики № 2 29 июня 1965 года (приказ №261). Кафедре поручили учебно-методическую работу по факультетам: автотракторному,

металлургическому, механико-технологическому, инженерностроительному, вечернему инженерно-строительному, вечернему при

ЧМЗ, в филиале г. Златоуста, в УКП г.г. Сима и Усть-Катава, а также по соответствующим специальностям заочного факультета. В связи с несостоявшимся конкурсом исполнять обязанности заведующего кафедрой временно поручили доценту кафедры, к.ф.-м.н. Нилову Анатолию Степановичу.

Сразу же с открытием кафедры были созданы учебные лаборатории:

«Механика», «Электромагнетизм», «Оптика» и демонстраторская.

Место первого расположения кафедры – ауд. 449/2; учебных лабораторий «Механика» – ауд. 451/2, «Электромагнетизм» – ауд. 457/2, «Оптика» – ауд. 456/2.

Утвержден списочный состав кафедры:

1. Баранов Евгений Тихонович 11. Максимова Александра Михайловна

2. Брин Исаак Ильич 12. Маскаев Александр Федорович

3. Власова Луиза Яковлевна 13. Нилов Анатолий Степанович

4. Гаряева Ирина Александровна 14. Позднев Владимир Павлович

5. Головачева Зоя Дмитриевна 15. Портнягин Иннокентий Иннокентьевич

6. Даниленко Галина Николаевна 16. Самойлович Юрий Захарович

7. Даниленко Владислав Ефимо- 17. Сидельникова Нина Васильевна вич

8. Дудина Людмила Константи- 18. Спасоломская Маргарита Валериановна новна

9. Епифанова Майя Филипповна 19. Сухина Галина Владимировна

10. Конвисаров Иван Яковлевич

УЧЕБНАЯ И УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

Коллектив кафедры ведёт занятия на факультетах: автотракторный, механико-технологический, архитектурно-строительный, аэрокосмический, коммерческий, сервиса и легкой промышленности, металлургический, вечерний при ЧМЗ, технологический вечерний при ЧТЗ, а также по соответствующим специальностям заочного факультета.

Преподаватели кафедры проводят лекционные, лабораторные и практические занятия. Лекции сопровождаются демонстрациями, которые позволяют наглядно продемонстрировать физические явления. Лабораторные работы проводятся в специально оборудованных аудиториях. Для организации самостоятельной работы студентов на кафедре разработана структура учебно-методических пособий для различных видов занятий: лекций, практических занятий и лабораторных работ. За годы работы сотрудниками кафедры издано более 300 учебно-методических пособий по всем разделам курса “Общая физика” для студентов всех форм обучения и абитуриентов.

По характеру изложения и структуре содержания можно выделить следующие типы учебных пособий:

1) конспекты лекций по всем разделам курса общей физики;

2) программированные учебные пособия для обучения и контроля знаний студентов на практических занятиях;

3) учебные пособия, содержащие задания, методические указания и элементы программированного контроля на лабораторных занятиях.

Большой вклад в создание учебно-методического комплекса внесли Гуревич С. Ю., Гамова Д. П., Дудина Л. К., Максутов И. А., Топольская Н.

Н., Топольский В. Г., Шахин Е. Л. и другие преподаватели кафедры.

Учебные пособия вышеназванных преподавателей неоднократно участвовали в смотрах-конкурсах вузовских изданий, проводимых в университете, и занимали призовые места.

В 2003 году на кафедре появился компьютерный класс, увеличивающий возможность самостоятельной работы студентов. В этом классе проводятся практические занятия по решению задач и зачёты. Разрабатываются программы для сдачи экзаменов и зачётов.

Кафедра занимается подготовкой абитуриентов: для них проводятся лекционные и практические занятия.

ОТЦЫ – КОМАНДИРЫ

–  –  –

В 1969 г. на кафедре физики №2 (ныне кафедра ОиЭФ) Буденковым Гравием Алексеевичем была организована научно-исследовательская лаборатория ультразвуковых измерений (НИЛУЗИ), которая явилась фундаментом формирования научной школы «Неразрушающий контроль объектов».

Буденков Гравий Алексеевич родился 19 марта 1935 года, окончил радиотехнический факультет Уральского политехнического института в 1957 году. Работал на предприятиях по производству радиолокационных станций, затем средств ультразвуковой дефектоскопии. Возглавлял научно-исследовательский отдел при всесоюзном научно-исследовательском институте неразрушающего контроля (ВНИИНК, г. Кишинев).

В 1967 году защитил диссертацию на соискание ученой степени кандидата технических наук «Использование поляризованных ультразвуковых волн для оценки напряжений в бетоне», получил право и начал руководство тремя аспирантами из ВНИИНКа. В 1968 году прошел по конкурсу на должность заведующего кафедрой физики №2 Челябинского политехнического института. В том же году он организовал лабораторию НИЛУЗИ для выполнения плановых научно-исследовательских работ института;

хоздоговорных работ кафедры с предприятиями; научных исследований аспирантов; студенческих научных работ.

Основные научные направления:

1. Ультразвуковой контроль качества материалов, изделий и сварных соединений.

2. Бесконтактные методы возбуждения и приема ультразвука.

3. Взаимное преобразование электромагнитных и акустических волн.

4. Аномалии электромагнитно-акустического преобразования в окрестности температур фазовых переходов второго рода.

Особенности научной школы Г.А. Буденкова в том, что первые шаги в направлении ее формирования сделаны во время его работы во ВНИИНКе, где были достигнуты первые существенные достижения в науке и технике (пп.1-4). В частности, им были разработаны и прошли межведомственные испытания первые раздельно-совмещенные пьезопреобразователи, получены зависимости скоростей распространения поляризованных поперечных и продольных волн от напряжений в металлах и пластмассах (1965 г.), впервые реализован эхо-импульсный вариант с использованием электромагнитно-акустических преобразователей (1967 г.), совместно с учениками Н.А. Глуховым и др. впервые экспериментально обнаружено резкое возрастание коэффициентов ЭМА-преобразования в районе точки Кюри в железе (1968 г.).

Основные из этих направлений с 1968 года продолжены на кафедре физики №2 ЧПИ с аспирантами и преподавателями кафедры (Петров Ю.В., Маскаев А.Ф., Волегов Ю.В., Гуревич С.Ю., Головачева З.Д., Каунов А.Д., Толипов Х.Б., Бойко М.С., Гальцев Ю.Г., Усов И.А., Гунтина Т.А., Акимов А.В., Хакимова Л.И., Квятковский В.Н.).

Г.А. Буденков заведовал кафедрой физики №2 с 1968 г. по 1983 г. За этот период его учениками подготовлено и защищено 8 кандидатских диссертаций: во ВНИИНКе (Авербух И.И., Глухов Н.А., Лончак В.А.), в ЧПИ (Петров Ю.В., Маскаев А.Ф., Волегов Ю.В., Квятковский В.Н.), в Белорусской АН (Кулеш А.П.).

В 1974 г. Г.А. Буденков защитил докторскую диссертацию: «Исследование различных способов излучения и приема ультразвуковых волн применительно к контролю горячих, быстродвижущихся изделий без специальной обработки поверхности». Степень доктора утверждена ВАК СССР в 1982 году.

С 1983 года Г.А. Буденков работает в Ижевском государственном техническом университете ИжГТУ профессором кафедры «Приборы и методы контроля качества». В 1985 году ему присвоено ученое звание профессора по специальности «Методы контроля в машиностроении», с 1997 года – действительный член отраслевой академии проблем качества, с 2001 г. – эксперт научно-технической сферы Государственного Учреждения Республиканского исследовательского научно-консультационного центра экспертизы (ГУ РИНКЦЭ) Министерства промышленности, науки и технологий Российской Федерации.

Гравий Алексеевич опубликовал около 180 печатных работ, из них более 60 статей в академических и зарубежных журналах, около 20 методических и учебных пособий, около 40 авторских свидетельств на изобретения, в том числе 4 Российских патента.

Буденков Г.А. является автором зарегистрированного открытия «Закономерность взаимного преобразования электромагнитных и упругих волн в ферромагнетиках» и зарегистрированной научной гипотезы «Гипотеза о зонах повышенной электромагнитной сейсмоактивности».

С 1983 года по настоящее время учениками Г.А. Буденкова защищено 5 кандидатских диссертации (Хакимова Л.И., Недзвецкая О.В., Булатова Е.Г., Котоломов А.В., Лебедева Т.Н.) и 2 докторских диссертации (Гуревич С.Ю., Недзвецкая О.В.).

Таким образом, к настоящему времени защищено 13 кандидатских и две докторские диссертации, Недзвецкая О.В. и Котоломов А.Ю. удостоены диплома и медали «Рентген-Соколов» Российско-Германского научного общества по неразрушающему контролю. Г.А. Буденковым совместно с учениками в 1996 году получен Грант Международного научного фонда Сороса и Правительства Российской Федерации.

В настоящее время Г.А. Буденков, не теряя связи со своими учениками в Челябинске, Кишиневе, Минске, активно работает с коллегами и аспирантами из России и дальнего зарубежья (Сирия) в области создания новых технологий акустического контроля протяженных объектов и дистанционного зондирования. Последние разработки внедрены на предприятиях Перми, Удмуртской Республики, находятся в стадии внедрения на предприятиях Ижевска (ОАО Ижсталь), Челябинска (ЧК), Серова (металлургический завод им. А.К. Серова), Дамаска (Сирия).

Петров Юрий Владимирович в 1975 г. защитил диссертацию «Исследование электромагнитного возбуждения и регистрации ультразвуковых волн, распространяющихся под углом к поверхности ввода», специальность 05.02.11 «Методы контроля материалов, деталей, узлов, изделий и сварных соединений». К.т.н. Петров Ю.В. имеет ученое звание доцента по кафедре физики, им разработаны электромагнитно-акустические преобразователи наклонных волн. Сотрудниками кафедры физики №2 ЧПИ разработаны и внедрены ряд установок для контроля качества промышленных изделий.

Основные из них: дефектоскопы для контроля деталей электроизоляторов, железнодорожных рельсов, сепараторов подшипников качения подвижного состава, осей колесных пар железнодорожных вагонов. Принимал участие в разработке и создании лазерного дефектоскопа для контроля металлов.

ЭМА дефектоскоп для контроля головок железнодорожных рельсов Маскаев Александр Федорович в 1976 г. защитил диссертацию «Электромагнитное возбуждение и регистрация ультразвука в ферромагнитных изделиях при высоких температурах», специальность 01.04.11 «Физика магнитных явлений». Им созданы датчики для возбуждения и регистрации продольных упругих волн в ферромагнитных изделиях в области температуры Кюри, совместно с сотрудниками кафедры физики №2 ЧПИ создан и внедрен бесконтактный толщиномер, позволяющий определять толщину стенок ферромагнитных труб, поверхность которых имеет температуру до 10000С, разработана и внедрена установка для контроля деталей, выполненных сваркой трением.

К.ф.-м.н. Маскаев А.Ф. имеет ученое звание доцента по кафедре физики, им опубликовано 46 научных работ, в том числе 8 авторских свидетельств на изобретения, 7 научно-методических работ.

Ультразвуковая установка для контроля деталей, сваренных трением Волегов Юрий Васильевич в 1977 г. защитил диссертацию «Исследование и разработка ультразвуковых методов и средств контроля качества клеевых соединений», специальность 05.11.13 «Приборы и устройства контроля веществ, материалов и изделий (для химических производств)». Им разработаны теоретические основы применения ультразвуковых интерференционных волн для контроля прочности клеевых соединений, проведены экспериментальные исследования выявления непроклеев в различных композиционных соединениях, разработаны электромагнитно-акустические преобразователи, нашедшие применение в дефектоскопии и толщинометрии. На основании проведенных исследований совместно с сотрудниками кафедры физики №2 ЧПИ разработаны и внедрены в промышленность ряд приборов для контроля качества клеевых соединений типа металл-неметалл: ДУИБ-1, ДУИБ-2, ДУИБ-3, ДЭМАКС-1, ДЭМАКС-3, приставки к дефектоскопам ДУК-66; разработан и внедрен способ контроля футеровки в футерованных трубах и трубопроводах; разработан и изготовлен макет лазерного дефектоскопа для контроля проводящих материалов.

К.т.н. Волегов Ю.В. имеет ученое звание доцента по кафедре физики, Настройка дефектоскопа им опубликовано 53 научных работы, из них: научных статей, тезисов докладов – 34, авторских свидетельств об изобретениях – 9, учебно-методических работ – 10.

Квятковский Владимир Николаевич в 1981 г.

защитил диссертацию «ультразвуковая толщинометрия изделий с шероховатой поверхностью при использовании ЭМА-преобразователей», специальность 05.02.11.

На основании теоретических и экспериментальных исследований им совместно с сотрудниками кафедры физики №2 ЧПИ разработан и внедрен в промышленность толщиномер ТЭМАЦ-1.

К.т.н. Квятковский В.Н. имеет ученое звание доцента по кафедре физики. Им опубликовано 23 печатных работы, в том числе 2 изобретения и 3 научно-методических работы.

Хакимова Ляля Ибрагимовна в 1989 г. защитила диссертацию «Исследование некоторых видов несплошностей в твердом теле с помощью высокочастотной дифракции», специальность 01.04.07 «Физика твердого тела».

К.ф.-м.н. Хакимова Л.И. имеет ученое звание доцента по кафедре физики. Она опубликовала 25 печатных работ, в том числе 2 авторских свидетельства на изобретение и 10 научно-методических работ.

С 1983 года научную школу в ЧПИ возглавил Гуревич Сергей Юрьевич. По его инициативе в 1988 году была создана вузовско-академическая лаборатория ультразвукового контроля совместного подчинения ЧПИ и Института физики металлов УрО АН СССР.

Гуревич Сергей Юрьевич родился в 1945 году. В 1967 году закончил с отличием Челябинский политехнический институт и в этом же году был зачислен в аспирантуру названного института, которую закончил в 1970 году с защитой кандидатской диссертации в срок аспирантской подготовки. С 1970 года по настоящее время работает в ЮжноУральском государственном университете (бывший ЧПИ, ЧГТУ) на кафедре физики в должности старшего преподавателя, доцента (с 1975 года), заведующего кафедрой (с 1983 года). С 1995 года по 1998 год в должности декана успешно руководил деятельностью автоматно-механического факультета, а затем деятельностью одного из крупнейших в ЮУрГУ механико-технологического факультета. В 1998 году назначен на должность проректора по учебной работе.

Областью научной деятельности Гуревича С.Ю. является разработка теории взаимодействия импульсных лазерных, электромагнитных и акустических полей в ферромагнитных металлах, находящихся при температуре магнитного фазового перехода (точка Кюри) и создание высокоскоростных методов и средств бесконтактного ультразвукового контроля качества металлоизделий. Он успешно руководит созданной по его инициативе вузовско-академической лабораторией акустики металлов совместного подчинения ЮУрГУ и ИФМ УрО РАН, которая выполняла научноисследовательские работы по программам СЭВ, ГКНТ СССР, АН СССР, ГКНО СССР, Минобразования РФ. Результаты НИР были рекомендованы к внедрению в производство межотраслевым экспертным советом при Совете Министров СССР. Им опубликовано 150 научных и учебнометодических работ, в том числе 18 зарубежных, сделано 16 изобретений.

Гуревич С.Ю. является участником ВДНХ, международных научнотехнических выставок в Варшаве (1988 год) и Брно (1989 год). В 1994 году избран действительным членом Нью-йоркской академии наук, имеет европейский сертификат специалиста по акустическим методам контроля качества металлоизделий. В 1995 году успешно защитил докторскую диссертацию по специальности «Физика магнитных явлений», в 1996 году ему присвоено ученое звание профессора. В 1995 году национальный аттестационный комитет РФ по неразрушающему контролю присвоил Гуревичу С.Ю.

высший уровень квалификации.

Гуревич С.Ю. является автором зарегистрированного открытия «Закономерность взаимного преобразования электромагнитных и упругих волн в ферромагнетиках» и зарегистрированной научной гипотезы «Гипотеза о зонах повышенной электромагнитной сейсмоактивности».

Подготовлен 1 доктор и 2 кандидата наук, в настоящее время он руководит подготовкой еще 2-х докторских диссертаций. Руководит научными работами по хоздоговорам с ГРЦ «КБ им. акад. В.П. Макеева», по грантам РФФИ, Минобразования РФ и единому заказ-наряду.

Опытно-промышленная установка Сирена-2 Толипов Хорис Борисович в 1991 г. защитил диссертацию «Возбуждение и прием ультразвуковых волн при неразрушающем контроле клеевых соединений», специальность 05.02.11.

На основании теоретических и экспериментальных исследований им совместно с сотрудниками кафедры физики №2 ЧПИ разработаны и внедрены в промышленность прибор ДЭМАКС и толщиномер ТЭМАЦ-1, а также приставка к дефектоскопу ДУК-66 для контроля клеевых соединений бесконтактным ультразвуковым методом.

К.т.н. Толипов Х.Б. имеет ученое звание доцента по кафедре физики, заканчивает работу над докторской диссертацией; им опубликовано 62 работы, в том числе 10 авторских свидетельств на изобретение, 22 учебно-методических работы.

Голубев Евгений Валерьевич в 2004 году защитил кандидатскую диссертацию «Особенности лазерной генерации волн Релея в ферромагнитных металлах в окрестности точки Кюри», специальность 01.04.07 – Физика конденсированного состояния.

К.ф.-м.н. Голубев Е.В. занимает должность доцента кафедры «Общей и экспериментальной физики». Он опубликовал 10 печатных работ, в том числе 2 учебно-методических пособия.

Последователи научной школы опубликовали около 80 учебных и учебно-методических пособий для обучения студентов. Студенты привлекались для выполнения научно-исследовательских работ, проводимых в лаборатории НИЛУЗИ и вузовско-академической лаборатории. Гуревич С.Ю. опубликовал учебное пособие для самостоятельной работы студентов «Физика» в 2-х томах. Он руководит аспирантурой «Методы контроля и диагностика в машиностроении», является заместителем председателя диссертационного совета Д212.298.04 при ЮУрГУ.

II. Научное направление: «Молекулярная спектроскопия»

В 1969 г. при кафедре физики №2 была создана лаборатория молекулярной спектроскопии. Инициатором её создания и первым руководителем была канд. ф-м наук Нахимовская Ленина Абрамовна.

В разные периоды времени в лаборатории работали: Гребнева В.Л., Крамер Л.Я., Мишина Л.А., Новак Р.И., Подзерко В.Ф., Проскурякова Н.С., Свиридова К.А., Скобелева Л.В., Худякова Л.П., Шахин Е.Л. и др.

В лаборатории успешно развивались вплоть до 1986 г. несколько направлений:

Низкотемпературные исследования 1.

спектров кристаллов и пересыщенных растворов ароматических соединений.

Исследование методами низкотемпературной термолюминисценции и ИКспектроскопии дефектов роста искусственных кристаллов кварца и корунда, и влияние их на пьезотехнические характеристики. Метод низкотемпературной люминесценции был успешно внедрён на предприятии, по заказу которого проводились эти исследования.

Прикладные работы, которые выполнялись в целях охраны окружающей среды по заказам промышленных предприятий. Эти работы были посвящены разработке и внедрению методов определения содержания вредных веществ, в том числе бенз(а)пирена, в выбросах и стоках промышленных предприятий г.Челябинска и области (ММК, ЧМЗ, ЧЭЗ, ЧЗТА, Златоустовский металлургический завод, Верхне-Уфалейский никелевый комбинат и др.) С научными докладами сотрудники кафедры выступали на Международных, Всесоюзных конгрессах, съездах и конференциях. Опубликовано более 100 работ и защищены 2 кандидатские диссертации, выполнено более 10 дипломных работ.

В 1978 г Мишина Людмила Андреевна защитила кандидатскую диссертацию по теме «Спектральное исследование пересыщенных твердых растворов ароматических соединений в Нпарафинах». Специальность 01.04.05 «Оптика»

Гребнева Вероника Львовна в 1978 г защитила кандидатскую диссертацию по теме «Электронные и вибронные состояния молекул и кристаллов соединений с бифенильной основой». Специальность 01.04.05 «Оптика». Опубликовано 24 научных и 12 учебнометодических работ.

III. Научное направление: «Процессы фазо- и кристаллообразования в дисперсных, в том числе наноразмерных, оксидных системах на основе р- и 3d- металлов: теория и практика»

Научный руководитель – д.х.н., проф. Клещев Дмитрий Георгиевич.

В работе принимает активное участие д.х.н., профессор Толчев Александр Васильевич.

В рамках научного направления получены следующие основные результаты:

а) Выявлены закономерности и разработаны физико-химические модели формирования дисперсных в том числе гидратированных, оксидных систем (ОДС) р- и 3d- металлов (Zn, А1, Mn(III), Со(III), Fе(II, III), Sn(IV), Тi(IV), Sb(V)) и их последующих фазовых и химических превращений в различных по составу дисперсионных средах: газы, растворы электролитов, расплавы солей. Выявлены основные факторы, влияющие на кинетику превращений ОДС, фазовый и дисперсный состав формирующейся равновесной фазы;

б) Установлено, что кинетика превращения ОД С, дисперсный и фазовый состав образующегося продукта при прочих одинаковых параметрах (температура, давление и др.) в значительной степени зависят от состава дисперсной среды. В частности, в реакционно-инертных средах химические превращения ОДС осуществляются по механизму топохимических твердофазных реакция (ТПХР), лимитирующегося диффузионными процессами, а фазовые превращения – по механизму «растворения–осаждения» (РОМ), который в качестве элементарных включает процессы растворения кристаллов исходной неравновесной фазы, формирования зародышей равновесной фазы, переноса кристалло-образующего вещества и его встраивания в поверхностный слой зародышей. В реакционно-активных по отношению к ОДС дисперсионных средах как фазовые, так и химические превращения реализуются по механизму РОМ и сопровождаются массообменом между твердой фазой и дисперсионной средой;

в) Для растворов электролитов установлена корреляция между интенсивностью массообмена и кинетикой превращений неравновесных ОДС. Рассмотрены реакции, протекающие по границе «раствор – кристалл», возможный состав и конфигурация кристаллообразующих комплексов, элементарные реакции при встраивании комплексов в разные грани растущего кристалла;

г) На основе выявленных закономерностей разработаны экологически чистые технологические процессы синтеза монодисперсных оксидов алюминия, железа (II,III), титана (IV) и др.

IV. Научное направление: «Физико-химические процессы и технология газификации при сжигании твердых топлив»

Научный руководитель – д.т.н., проф. Кузнецов Геннадий Федорович В рамках представляемой темы была проведена серия работ, связанных со сжиганием твердого топлива в потоке, большая часть которых относилась к различным слоям (кипящим, циркулирующим, фонтанирующим, вихревым). Была установлена перспективность процесса сжигания с предварительной газификацией в слое. Исследования, проведенные на нескольких экспериментальных установках, позволили определить основные закономерности газификации частиц челябинского бурого угля, условия взаимодействия частицы в потоке, а также превращения в ее минеральной части.

В процессе отработки для закономерностей газификации был получен ряд экспериментальных и теоретических закономерностей, позволяющих получать оптимальные режимы газификации, которые были подтверждены в максимально приближенных к промышленным условиям тепловых электрических станций на опытно-промышленной установке с дожиганием в топке действующего котла.

В процессе испытаний были получены результаты, которые позволили перейти к принципиально новой схеме двухступенчатой газификации частиц дробленого угля. Схема была проверена на модели, показала высокие эксплуатационные результаты. Она наиболее эффективна при работе на различных видах твердого топлива, традиционно сжигание которых в пылевом факеле представляет значительные трудности (например, угли, содержащие малое количество летучих веществ, углеродосодержащие отходы).

В других работах группа исследователей и разработчиков, среди которых ведущим является к.т.н., ст.н.с. Осинцев В.В., занимается совершенствованием рабочего топочного процесса, используя закономерности выгорания частиц в пылеугольном факеле и аэродинамики топки существующих котлов, оптимизации работы существенно улучшенных горелочных устройств. Изменение качества твердого топлива требует постоянной работы применительно к широкому перечню элементов технологии котельных агрегатов и не только в части процесса горения.

Результаты разработок представленного здесь направления опубликованы в трех монографиях, в трудах Минского международного Форума, Симпозиума по горению и взрыву, сборниках, в журналах «Известия Вузов» (серия физика), «Теплоэнергетика», «Электрические станции» и др., всего более чем 100 публикаций, в том числе 53 авторских свидетельства и патента.

V. Научное направление: «Инфранизкочастотные флуктуации проводимости тонких металлических плёнок»

Научный руководитель: к.ф.-м.н., доц. Шульгинов Александр Анатольевич Проводимость тонких металлических плёнок подвержена флуктуациям разных временных масштабов, обусловленных внутренними и внешними причинами. В настоящее время в разных странах продолжаются исследования низкочастотных шумов проводимости металлов, полупроводников и контактов между ними. Однако, практически отсутствуют работы по исследованию нестационарных флуктуаций в различных системах в инфранизкочастотной области (ниже 0,01 Гц). Возможно, что именно эти флуктуации приводят к разрушению тонкоплёночных резисторов в микросхемах. Работы профессора Р. Нельсона директора GCP (Global Consciousness Project), а также исследования профессора С.Э. Шноля доказывают, что подобные явления в разных физических системах могут происходить под воздействием космофизических факторов. Наши исследования основаны на этих идеях. Мы выбрали тонкие металлические плёнки как одни из наиболее удобных объектов для исследования инфранизкочастотных флуктуаций, поскольку у коллектива имеются возможности создавать плёнки заданного состава, толщины и качества, а также контролировать их параметры. Сами редкие флуктуации могут нести информацию как о самой плёнке, так и о внешних глобальных факторах. В рамках данного проекта предполагается ответить на два вопроса: во-первых, существуют ли особенности инфранизкочастотных флуктуаций у плёнок разного состава и качества поверхности? В настоящее время подробно исследованы энергетические и спектральные характеристики шумов проводимости плёнок. Цель исследования заключается в том, чтобы найти информационные характеристики флуктуаций проводимости, которыми каждый металл отличается от другого. Во-вторых, существует ли корреляция между флуктуациями проводимости и флуктуациями земного магнитного и электрического полей?

Коллектив занимается проблемой исследования флуктуаций проводимости веществ 4 года. В течение этого времени были получены следующие основные результаты:

1. Разработан и реализован алгоритм обработки флуктуаций, включающий в себя спектральный и вейвлет-анализ с целью выделения информативных характеристик низкочастотных шумов.

2. Зарегистрирован фликкер-шум сопротивления пермаллоевой ленты, который во много раз превосходит шумы сопротивления неферромагнитных металлов. Подтверждена гипотеза, что фликкер-шум сопротивления ферромагнетиков вызван магниторезистивным эффектом, возникающим в собственном неоднородном магнитном поле ферромагнетика.

3. Доказано, что фликкер-шум проводимости ферромагнитной ленты при температуре магнитного фазового перехода вызван разрушением и формированием доменов.

4. Определены основные характеристики флуктуаций проводимости кобальта и серебра. Доказано, что параметры флуктуаций проводимости этих плёнок не имеют статистически достоверной корреляции с индексами геомагнитной активности.

Проект поддержан РФФИ. Грант №04-02-96045, конкурс р2004урал_а.

Участники проекта: сотрудники кафедры О и ЭФ доцент, к.т.н. Петров Ю.В., ст. преподаватель Прокопьев К.В. и доцент кафедры технологии приборостроения, к.т.н. Забейворота Н.С.

VI. Научное направление: « Разработка и экспериментальное подтверждение гипотезы прямого спаривания электронов»

Научный руководитель – к.т.н., доцент Андрианов Борис Андреевич

Два электрона с противоположно направленными спинами способны к прямому спариванию путём туннелирования через кулоновский потенциальный барьер в область доминирующих значений энергии их спин-спинового взаимодействия. Наиболее благоприятные условия для такого спаривания достигаются при высокой поверхностной плотности отрицательного заряда, в особенности, на металлических остриях. Размеры пары определяются геометрией потенциальной ямы в энергии электронэлектронного взаимодействия и составляют величину порядка классического радиуса электрона (2.8·10 -15 м).

Отклик пары на внешнее постоянное электрическое поле состоит в её вращении в плоскости, ортогональной вектору его напряжённости. Коэффициент пропорциональности («гироэлектрическое отношение») между частотой вращения пары и напряжённостью электрического поля оценен теоретически. Вращение электронных спиновых магнитных моментов приводит к появлению добавочного внутреннего электрического поля, которое полностью компенсирует внешнее поле и вызывает трансляционное движение центра масс пары в равновероятных направлениях в плоскости её вращения, так что пара стремится вытолкнуться из внешнего поля вдоль эквипотенциальной поверхности. Такое движение является электрическим аналогом эффекта Мейсснера-Оксенфельда и впервые наблюдалось российским профессором Николаем Павловичем Мышкиным в 1899 г.

Весомым экспериментальным доказательством концепции 3.

прямого спаривания электронов служит обнаруженное автором явление резонансного поглощения энергии переменного электрического поля структурными продуктами коронного разряда на отрицательно заряженном острие. Оно происходит при частоте, связанной с напряжённостью постоянного электрического поля (при его небольших значениях) линейной зависимостью. Экспериментально измеренный коэффициент пропорциональности в этой линейной зависимости почти совпадает с теоретическим. Следовательно, частота резонансного поглощения энергии переменного электрического поля очень близка к гипотетической частоте вращения электронной пары в приложенном постоянном электрическом поле. Такая близость является серьёзным аргументом в пользу разработанной гипотезы.

Своеобразная реакция спаренных электронов на внешнее электрическое поле приводит к их ускользанию и «скрытности» от наблюдателей. Это объясняет почему спаренные электроны до сих пор находились за порогом осознаваемой реальности и затрудняет оценку масштабов их возможного участия во множестве природных процессов и явлений. Среди них прежде всего следует упомянуть шаровую молнию, чьи аномальные электрические свойства, в особенности, конфайнмент отрицательного электрического заряда, находят с таких позиций наиболее непротиворечивое объяснение.

Поскольку размеры пары одного порядка с размерами ядер, не 5.

будет неожиданным, если дальнейшие исследования покажут способность спаренных электронов принимать участие в «холодных» ядерных реакциях, которые медленно и незаметно протекают в различных средах, включая, возможно, даже живую материю.

Работа выполняется по собственной инициативе автора без какойлибо сторонней поддержки.

–  –  –

Научный руководитель – д.х.н., проф. Викторов Валерий Викторович Грант Сороса. Гранты РФФИ. Гранты губернатора Челябинской области Результаты работы опубликованы в отечественных и зарубежных журналах, получены авторские свидетельства, патенты. Всего более 120 публикаций.

Открыта аспирантура по двум специальностям: физическая химия и химия твердого тела.

Профессор Викторов В.В. – председатель специализированного совета по защите кандидатских диссертаций по химии твердого тела и физике конденсированного состояния.

НАУЧНЫЕ СОТРУДНИКИ, ИНЖЕНЕРНЫЙ СОСТАВ, ЛАБОРАНТЫ

–  –  –

Шульгинов Александр Анатольевич доцент, к.ф.-м.н.

Учебно-вспомогательный персонал:

Гунтина Татьяна Александровна – техник 1.

Карасев Олег Викторович – зав. лабораториями 2.

Митрясова Екатерина Дмитриевна – ст. лаборант 3.

Никитина Татьяна Николаевна – ст. лаборант 4.

Русин Владимир Геннадьевич – уч. мастер 5.

Шемякина Марина Владимировна – ст. лаборант 6.

Похожие работы:

«Электронный архив УГЛТУ Т.С. Выдрина ХИМИЯ И ФИЗИКА ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ Екатеринбург Электронный архив УГЛТУ МИНОБРНАУКИ РОССИИ ФГБОУ ВПО «УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра технологии переработки пластмасс Т.С. Выдрина ХИМИЯ И ФИЗИКА ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ Методические указания для выполнения лабораторного практикума по дисциплине «Химия и физика высокомолекулярных соединений» студентами очной, заочной и ускоренной форм обучения по направлениям...»

«В. А. Гуртов Твердотельная электроника Учебное пособие Издание второе, исправленное и дополненное Рекомендовано Учебно-методическим объединением по классическому университетскому образованию в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению бакалавров, магистров 010700 «ФИЗИКА» и специальностям 010701 «ФИЗИКА» Москва 2005 ББК УДК 539. Г УДК 539.Рецензенты: Кафедра микроэлектроники Московского инженерно-физического института (государственного...»

« анализа типичных затруднений выпускников при выполнении заданий ЕГЭ) Москва, 2014 Контрольные измерительные материалы ЕГЭ по физике предназначены для оценки уровня освоения выпускниками Федерального компонента государственного стандарта среднего (полного) общего образования (базовый и профильный уровни). Поскольку в основе конструирования...»

«Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова Физический факультет Кафедра общей физики Лабораторный практикум по общей физике (электричество и магнетизм) С.А. Киров, С.В. Колесников, А.М. Салецкий, Д.Э. Харабадзе Лабораторная работа № 323 Изучение pn-перехода и выпрямительных схем на полупроводниковых диодах U U t t C МОСКВА 2015 –2– Общий физический практикум (электричество и магнетизм) С.А. Киров, С.В. Колесников, А.М. Салецкий, Д.Э. Харабадзе Изучение pn-перехода и...»

« ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Институт физики и химии Кафедра органической и экологической химии Паничев Сергей Александрович ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ ПРАКТИКА Учебно-методический комплекс. Рабочая учебная программа для студентов очной формы обучения по направлению 020100.68 «Химия», магистерская программа «Химия нефти и экологическая...»

« Физика Солнца и солнечно-земных связей Под редакцией профессора М. И. Панасюка Учебное пособие Москва Университетская книга УДК 551.5:539.104(078) ББК 22.3877 М6 Научный редактор профессор М. И. Панасюк На первой странице обложки: логотипы двух российских спутников для исследования Солнца - КОРОНАС-Ф (слева) и КОРОНАС-ФОТОН. Мирошниченко Л....»

«Министерство образования и науки Республики Бурятия Муниципальное образование «Закаменский район» МАОУ « Ехэ-Цакирская средняя общеобразовательная школа» Аттестационные материалы ПОРТФОЛИО на первую квалификационную категорию ФИО Соктоев Дамдин Цырендоржиевич Должность учитель физики Имеющаяся категория первая Заявленная категория первая 2014 г. Содержание портфолио Раздел I. Общие сведения об учителе 1.1. Сведения об аттестуемом... 1.2. Повышение квалификации..6 1.3. Награды, сертификаты,...»

«Содержание 1. Общие положения 1.1. Основная образовательная программа (ООП) бакалавриата, реализуемая вузом по направлению подготовки 050100.62 Педагогическое образование и профилю подготовки Физика и Математика 1.2. Нормативные документы для разработки ООП бакалавриата по направлению подготовки 050100.62 Педагогическое образование 1.3. Общая характеристика вузовской основной образовательной программы высшего профессионального образования (ВПО) (бакалавриат) 1.4 Требования к абитуриенту 2....»

«ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ФАКУЛЬТЕТ ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИХ И ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК УТВЕРЖДАЮ Декан ФФМЕН дтн, профессор Перелыгин Ю.П. «_»_2014 г. ОТЧЕТ ОБ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЙ, НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ, ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКОЙ И ВОСПИТАТЕЛЬНОЙ РАБОТЕ КАФЕДРЫ «ГЕОГРАФИЯ» ЗА 2010 2014 ГГ. Пенза 2014 год Информация о заведующем кафедрой «География» Симакова Наталья Анатольевна – кандидат географических наук, доцент 1. Стаж педагогической работы 29 лет, в том числе в ПГУ – 28 лет 2....»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Оренбургский государственный университет Университетская физико-математическая школа С.Н. Летута, А.А. Чакак ФИЗИКА Выпуск 6 Молекулярная физика Рекомендовано к изданию Ученым советом федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Оренбургский государственный университет в качестве...»

«ЛИСТ СОГЛАСОВАНИЯ от 15.06.2015 Рег. номер: 2682-1 (15.06.2015) Дисциплина: Философия 16.03.01 Техническая физика/4 года ОДО; 03.03.03 Радиофизика/4 года ОДО; 03.03.02 Учебный план: Физика/4 года ОДО Вид УМК: Электронное издание Инициатор: Пупышева Ирина Николаевна Автор: Пупышева Ирина Николаевна Кафедра: Кафедра философии УМК: Физико-технический институт Дата заседания 01.06.2015 УМК: Протокол заседания УМК: Дата Дата Результат Согласующие ФИО Комментарии получения согласования согласования...»

« МУСИН Р.Х., СУНГАТУЛЛИН Р.Х., ПРОНИН Н.В., ФАТТАХОВ А.В., СИТДИКОВ Р.Н.,РАВИЛОВА Н.Н., ЧЕРВИКОВ Б.Г., СЛЕПАК З.М., КАРИМОВ К.М.УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ ПО ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ПРАКТИКЕ ДЛЯ БАКАЛАВРОВ Казань – 2015 УДК 550 ББК Д Печатается по решению учебно-методической комиссии Института геологии и нефтегазовых технологий протокол №9 от 30...»

«Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Инжавинская средняя общеобразовательная школа» Рассмотрена и рекомендована УТВЕРЖДАЮ методическим советом Директор школы Ю.В.Котенев Протокол № от _2014г Приказ № от 2014г РАБОЧАЯ ПРОГРАММА элективного курса по физике «Избранные вопросы физики» для 10-11 класса на 2014-2015 учебный год Составитель: Маркина М. В. учитель физики 2014г Пояснительная записка Программа элективного курса составлена с учетом требований государственного...»

«ЛИСТ СОГЛАСОВАНИЯ от 18.06.2015 Рег. номер: 2829-1 (16.06.2015) Дисциплина: Математический анализ Учебный план: 03.03.02 Физика/4 года ОДО Вид УМК: Электронное издание Инициатор: Слезко Ирина Викторовна Автор: Слезко Ирина Викторовна Кафедра: Кафедра математического моделирования УМК: Физико-технический институт Дата заседания 11.12.2014 УМК: Протокол №3 заседания УМК: Дата Дата Результат Согласующие ФИО Комментари получения согласования согласования Зав. кафедрой Татосов Алексей Рекомендовано...»

«МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ГИМНАЗИЯ № 39 «КЛАССИЧЕСКАЯ» ГОРОДСКОГО ОКРУГА ТОЛЬЯТТИ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ПО ФИЗИКЕ 7 класс Количество часов: Общее: 68 часов В неделю: 2 часа УМК: Программа. Программа. Физика. 7-9 классы. / А.В.Перышкин: М.: Дрофа, 2012. 2 часа в неделю Учебники. Физика. 7 кл.: учебник для общеобразоват. учреждений: в 2 ч / А.В.Перышкин. 3-е изд., доп. -М.: Дрофа, 2014. Составитель:Краснослободцева Л.В., учитель физики. 20142015 уч.год Пояснительная...»

«Бюллетень новых поступлений за май 2015 года КолИндекс Наименование во Высшая математика: учебник / К. В. Балдин, В. Н. Башлыков, В. И. В 11 Джеффаль [и др.]. Москва: Тезаурус, 2013. 408с. : ил., табл. ISBN 1. 1 В 937 978-5-98421-192-5 (в обл.) : 562-77р. Киселев А. П. Арифметика: учебник / А. П. Киселев; перераб. А. Я. Хинчина. В 13 Москва: ФИЗМАТЛИТ, 2013. 168с. (Библиотека физикоК 44 математической литературы для школьников и учителей). ISBN 5в пер.) : 258-72р. Стюарт Д. Е. Динамика...»

«РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Институт физики и химии Кафедра неорганической и физической химии Т.М. Бурханова ФИЗИКО-ХИМИЯ ТВЕРДОГО ТЕЛА Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления 020100.68 «Химия», магистерская программа «Физико-химический анализ природных и технических систем в макрои...»

«Югорский физико-математический лицей А.Б. Ильин Варианты заданий по физике физико-математических турниров 2009-2015 гг. Учебно-методическое пособие Ханты-Мансийск А.Б. Ильин Варианты заданий по физике физико-математических турниров 2009-2015 гг.: Учебно-методическое пособие. ХантыМансийск: Югорский физико-математический лицей, 34 с. В пособии представлены варианты заданий с решениями по физике Окружных физико-математических турниров, которые проводились Югорским физико-математическим...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Тверской государственный технический университет Кафедра прикладной физики Физический практикум Часть 4 Методические указания к лабораторным работам по квантовой оптике, атомной и ядерной физике Тверь 2013 УДК 531 (075.8) ББК 22.3я7 Алексеев, В.М. Физический практикум. Часть 4: метод. указания к лабораторным работам по квантовой оптике, атомной и ядерной физике / под ред. В.М. Алексеева. Тверь: ТвГТУ, 2013. 52 с. Составители: В.М. Алексеев,...»

2016 www.сайт - «Бесплатная электронная библиотека - Методички, методические указания, пособия»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам , мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.

«Министерство образования Российской Федерации Южно-Уральский государственный университет Кафедра физического металловедения и физики...»

Министерство образования Российской Федерации

Южно-Уральский государственный университет

Кафедра физического металловедения и физики твёрдого тела

В.Г. Ушаков, В.И. Филатов, Х.М. Ибрагимов

Выбор марки стали

и режима термической обработки

деталей машин

Учебное пособие для студентов-заочников

машиностроительных специальностей

Челябинск

Издательство ЮУрГУ

УДК 669.14.018.4 (075.8) + (075.8)

Ушаков В.Г., Филатов В.И., Ибрагимов Х.М. Выбор марки стали и режима термической обработки деталей машин: Учебное пособие для студентов-заочников машиностроительных специальностей.

– Челябинск:

Изд-во ЮУрГУ, 2001. – 23 с.

Учебное пособие по курсу «Материаловедение» предназначено для студентов-заочников, выполняющих контрольную работу по выбору материалов для деталей машин и инструментов и режимов их термической обработки.

Ил. 5, табл. 4, список лит. – 12 назв.

Одобрено учебно-методической комиссией физико-металлургического факультета.

Рецензенты: доц., к.т.н. Р.К. Галимзянов и к.т.н. Д.В. Шабуров.

© Издательство ЮУрГУ, 2001.

Введение Из всех известных в технике материалов лучшее сочетание прочности, надёжности и долговечности имеет сталь, поэтому она является основным материалом для изготовления ответственных изделий, подвергающихся большим нагрузкам. Свойства стали зависят от её структуры и состава. Совместное воздействие термической обработки, которая изменяет структуру, и легирования - эффективный способ повышения комплекса механических характеристик стали.

Выбор стали для изготовления той или другой детали и метод её упрочнения определяется в первую очередь условиями работы детали, величиной и характером напряжений, возникающих в ней в процессе эксплуатации, размерами и формой детали и т.д.

1. Выбор марки стали для деталей машин При выборе марки стали для конкретной детали конструктор должен учитывать требуемый уровень прочности, надёжности и долговечности детали, а также технологию её изготовления, экономию металла и специфические условия службы детали (температура, окружающая среда, скорость нагружения и т.п.).

Единых принципов при выборе марки стали пока не разработано, поэтому каждый конструктор выполняет эту задачу в зависимости от своего опыта и знаний; вследствие этого при выборе марки стали случаются и ошибки, что может привести к нежелательным последствиям.

Решая эту задачу, прежде всего, необходимо знать форму, размеры и условия работы детали. Предположим, что чисто конструктивно оптимальное решение найдено. Если сила, воздействующая на деталь, известна, томожно определить уровень напряжений в наиболее опасных сечениях детали (чем сложнее конфигурация изделия, тем точность такого расчёта меньше). Так как модули упругости для всех сталей практически одинаковы (Е~2105 МПа, G~0,8105 МПа), то во многих случаях можно подсчитать упругую деформацию при максимальной нагрузке. При невозможности проведения таких расчётов необходимо провести натурные испытания. Если эта деформация находится в допустимых пределах, то следует перейти к основному вопросу – выбору марки стали, а если нет, то необходимо изменить конфигурацию детали: увеличить сечение, ввести рёбра жесткости и др. Следует помнить, что путём подбора марки стали упругую деформацию уменьшить практически невозможно. После этого следует перейти к оценке прочности, надёжности и долговечности детали.

Прочность характеризует сопротивление металла пластической деформации. В большинстве случаев нагрузка не должна вызывать остаточную пластическую деформацию выше определённого значения. Для многих деталей машин (за исключением пружин и других упругих элементов остаточной деформацией, меньшей 0,2 %, можно пренебречь, то есть, условный предел текучести (0,2) определяет для них верхний предел допустимого напряжения .

Надёжность - это свойство материала противостоять хрупкому разрушению. Деталь должна работать при соблюдении условий, предусмотренных проектом (напряжение, температура, скорость нагружения и т.п.) и преждевременный её выход из строя свидетельствует о том, что она выполнена не из того металла, были нарушения технологии её изготовления или допущены серьёзные ошибки в расчётах прочности и т.д.

Но в процессе эксплуатации возможны кратковременные отклонения некоторых параметров от пределов, установленных проектом, и если при этом деталь выдержала экстремальные условия, то она надёжна. Следовательно, надёжность зависит от температуры, скорости деформации и других выходящих за пределы расчёта параметров.

Долговечность – это свойство материала сопротивляться развитию постепенного разрушения, и она оценивается временем, в течение которого деталь может сохранять работоспособность. Это время не бесконечно, т.к. в процессе эксплуатации могут изменяться свойства материала, состояние поверхности детали и т.п. Другими словами, долговечность характеризуется сопротивлением усталости, износу, коррозии, ползучести и другим воздействиям, которые определяются временными показателями.

1.1. Определение допустимого напряжения Показателем, наиболее обобщённо характеризующим прочность материала, является условный предел текучести 0,2, определённый на гладком образце при одноосном растяжении. В этом случае сталь имеет наиболее низкие значения 0,2 (при вязком разрушении), чем при других видах нагружения. Рассмотрим такой пример. Имеем 3 стали с разными значениями условного предела текучести: 0,2 0,2 0,2 (рис.1). Выясним, будет ли экономия материала, если вместо стали 1 применить более прочную сталь 3. Это целесообразно, если могут быть использованы напряжения, равные 0,2, а это возможно, если допустима возникающая при таком напряжении деформация, равная l3. Если же при эксплуатации детали допустима деформация не более чем l1, то при напряжениях, больших `0,2, размеры детали выйдут за допустимые пределы. Следовательно, в этом случае замена стали 1 сталью 3 не эффективна.

Таким образом, степень допустимой деформации (упругой и пластической) определяет и допустимый уровень напряжения, что является основным для выбора марки стали по прочности.

Данные ГОСТа (гарантируемые механические свойства) могут быть заложены в расчёты прочности деталей машин, если сталь на машиностроительных заводах не подвергается обработке, приводящей к изменению её структуры (холодная или горячая пластическая деформация, термическая обработка и т.п.), т.е. свойства металла в исходном состоянии и в изделии остаются неизменными.

Рис.1. Начальный участок диаграммы деформации в координатах l3 3 «Условное растягивающее 0,2 """ напряжение () – абсолютное удl2 линение(l)» трёх сталей (1,2,3), 2 где 0,2 "" Р =, Р – растягивающая нагрузка l1 1 F0 0,2 " в данный момент испытания, F0 – начальная площадь поперечного сечения образца;

l = li – l0, li – длина образца на расчётном участке в данный момент испытания, а l0 – начальная расчётная длина образца

l 0,2% l0

При повышении температуры отпуска от 200 до 6000С условный предел текучести углеродистых сталей с 0,2%С уменьшается от 1200 до 600 МПа, а сталей с 0,4%С – от 1600 до 800 МПа , следовательно, варьированием температуры отпуска можно изменить прочностные свойства стали примерно в 2 раза.

Однако в общем случае не следует стремиться к получению прочности выше необходимой, т.к. при этом, как правило, снижается вязкость стали, т.е. уменьшается надёжность стали как конструкционного материала. Другими словами, большой запас прочности, достигаемый применением более прочных материалов, - не гарантия надёжности, скорее наоборот.

1.2. Обеспечение надёжности Случаи неожиданных разрушений наблюдаются нередко при напряжениях в 2…4 раза меньших, чем допустимые, и ещё в большее число раз меньших, чем 0,2. При этом возможна лишь незначительная упругая деформация и практически полное отсутствие пластической. Как же объяснить это противоречие?

Работа разрушения А = Аз+Ар, где Аз – работа, затраченная на зарождение трещины;

Ар – работа микропластической деформации в устье растущей трещины.

Любой поверхностный дефект приводит к уменьшению Аз, и могут наблюдаться случаи, когда Аз = 0 (внутренние дефекты менее существенны, т.к. наибольшие напряжения сосредотачиваются на поверхности детали). В этом случае только Ар материала определяет надёжность детали.

Для оценки надёжности материала чаще всего используют следующие параметры :

1) KCU =, где S0 – площадь поперечного сечения ударного образца в S0 месте надреза радиусом 1 мм и глубиной 2 мм;

2) KCT =, где Sнетто – площадь поперечного сечения ударного образSнетто ца, в котором перед испытанием наведена усталостная трещина глубиной 1 мм;

3) порог хладноломкости;

4) критерий Ирвина (К1с).

Ударная вязкость KCU оценивает работоспособность материала в условиях ударного нагружения при комнатной температуре при наличии в металле U – образного концентратора напряжения. Параметр KCT характеризует работу развития трещины в этих же условиях нагружения и оценивает способность материала тормозить начавшееся разрушение. Если материал имеет KCT = 0, то это означает, что процесс его разрушения идёт за счёт упругой энергии системы «образец – нож маятника копра».

Такой материал хрупок, эксплуатационно ненадёжен. И, наоборот, чем больше параметр KCT, определённый при рабочей температуре, тем выше надёжность материала в условиях эксплуатации.

Порог хладноломкости характеризует влияние снижения температуры на склонность материала к хрупкому разрушению. Его определяют по результатам испытаний образцов с надрезом при понижающейся температуре. Сочетание при таких испытаниях ударного нагружения, надреза и низких температур – основных факторов, способствующих охрупчиванию, важно для оценки поведения материала при эстремальных условиях эксплуатации.

На переход от вязкого разрушения к хрупкому указывают изменения строения излома и резкое снижение ударной вязкости (рис.2), наблюдаемое в интервале температур (tв – tн). Строение излома изменяется от волокнистого матового при вязком разрушении (tиспыт. tв, где tв– верхний порог хладноломкости), до кристаллического блестящего при хрупком разрушении (tиспыт. tн, где tн– нижний порог хладноломкости). Порог хладноломкости обозначают интервалом температур (tв – tн), либо одной температурой t50, при которой в изломе образца сохраняется 50% волокнистой составляющей и величина KCU снижается на половину.

О пригодности материала для работы при заданной температуре судят по температурному запасу вязкости, равному разности температуры эксплуатации и t50. При этом, чем ниже температура перехода материала в хрупкое состояние по отношению к рабочей температуре, тем больше температурный запас вязкости и выше гарантия от хрупкого разрушения.

–  –  –

Следует отметить, что влияние примесей на порог хладноломкости стали наиболее сильно проявляется при их содержании до ~ 0,05%. При большей концентрации примесей интенсивность их влияния резко снижается. Обычно количество вредных примесей в стали составляет тысячные или десятитысячные доли процента. Наиболее значительно из них на температуру хладноломкости влияет кислород. Поэтому способ раскисления и вакуумная обработка - очень важные металлургические приёмы повышения качества стали, т.к. они приводят к снижению содержания кислорода и азота в стали.

Помимо чистоты стали на порог хладноломкости влияют и структурные факторы, в частности, размер зерна: чем оно крупнее, тем t50 выше.

Измельчить зерно можно путём проведения термической обработки. Поэтому при выборе марки стали необходимо решить, что в данном конкретном случае более целесообразно: получить сталь более высокой чистоты и удовлетвориться свойствами металла, полученными в состоянии поставки, или ориентироваться на термическую обработку. Для сталей, применяющихся в высокопрочном состоянии (0,2 = 1400…1800 МПа), необходимо использование всех способов повышения их надёжности.

Высокопрочные стали являются уже не столь надёжными, т.к. они полностью вязко не разрушаются, а имеют хрупко-вязкий излом, однако их также необходимо оценить с точки зрения надёжности. При этом следует иметь в виду, что они обычно применяются для тонких деталей, а с уменьшением толщины (10 мм) t50 резко понижается. В этом случае целесообразно воспользоваться критерием Ирвина G1c (интенсивность напряжений в устье трещины). Величина его зависит от силы, необходимой для продвижения вершины трещины на единицу длины. По своему смыслу и размерности (Н/м или Нм/м2) критерий G1c аналогичен удельной работе распространения трещины (КСТ, Нм/м2 или Дж/м2).

При расчётах пользуются коэффициентом интенсивности напряжений:

К1с= Е G1c, МПам1/2. Высокопрочные материалы, как показал А.Гриффитс, потому и являются не надёжными, что они при хрупком и хрупко-вязком разрушении чрезвычайно чувствительны к различным дефектам. Следовательно, не идеальная прочность такого материала, которая равна теоретической (для стали 20.000 МПа), а величина дефекта (длина трещины) определяет допустимую нагрузку. Поэтому для высокопрочных материалов допустимы не почти мифические свойства прочности идеального материала, а размер дефекта и способность к затуплению трещины (косвенно характеризуемая значением К1с), что и определяет допустимую нагрузку (рис.3).

Как видно из рис.3, при = 200 МПа дефект длиной 6 мм безопасен. При таком дефекте разрушение произойдёт при = 260 МПа, если К1с= 31,5 МПам1/2 и при 500 МПа, если К1с= 57,0 МПам1/2, хотя условный предел текучести в обоих случаях может быть и одинаковым.

Таким образом, для сталей, разрушающихся вязко, выбор материала основан на соответствии рассчитанных напряжений и условного предела текучести при условии обеспечения удовлетворительного запаса вязкости, гарантирующего малую вероятность хрупкого разрушения. Для сталей же со смешанным или хрупким разрушением выбор напряжений определяется значениями К1с и предельным размером дефекта. К сожалению, не накоплены ещё данные по К1с, а методы обнаружения (измерения) дефектов, особенно внутренних, недостаточно отработаны.

1.3. Обеспечение долговечности Для большинства деталей машин их выход из строя в основном связан с двумя видами повреждений – износом и усталостью.

Износ представляет собой постепенное удаление с поверхности детали частиц металла. Чем выше твёрдость металла, тем меньше износ, хотя отдельные характеристики структуры (например, включения карбидов) или свойств (способность к наклёпу) могут внести определённый, а иногда и существенный вклад в сопротивление изнашиванию. Следовательно, способы повышения поверхностной твёрдости (поверхностная закалка или химико-термическая обработка – цементация, азотирование, цианирование и другие процессы) приводят, разумеется, в разной степени, к повышению износостойкости.

Усталостное разрушение состоит из трёх этапов:

– зарождение усталостной трещины;

– распространение трещины;

– долом детали (окончательное разрушение).

Распространение трещины и долом могут протекать по двум различным механизмам – вязкому и хрупкому (второй значительно быстрее первого). Это ещё раз свидетельствует о том, что сталь, испытывающая длительное воздействие повторно-переменных (циклических) напряжений, должна также иметь достаточный запас вязкости.

Усталостная трещина зарождается на поверхности детали в результате воздействия растягивающих напряжений. При наличии концентраторов напряжений растягивающие напряжения вокруг них повышаются, что и способствует более быстрому возникновению зародышевой трещины усталости. Наоборот, при наличии на поверхности детали остаточных сжимающих напряжений, действующие растягивающие напряжения уменьшаются и, следовательно, затрудняется образование зародышевой усталостной трещины.

Общий принцип повышения усталостной прочности металла состоит в том, что на поверхности детали создаётся слой с остаточными напряжениями сжатия за счёт поверхностного наклёпа, поверхностной закалки, химико-термической обработки и некоторых других менее распространённых способов поверхностного упрочнения. Так как эти слои обладают высокой твёрдостью, то указанные виды обработки приводят к повышению не только усталостной прочности, но и износостойкости.

Обеспечение таких параметров долговечности, как коррозионная стойкость, жаропрочность и др. в данном пособии не рассматривается.

1.4. Технологические и экономические требования Кроме необходимого комплекса механических свойств, к конструкционным сталям предъявляются и технологические требования, суть которых в том, чтобы трудоёмкость изготовления деталей из них была минимальной. Для этого сталь должна обладать хорошей обрабатывае мостью резанием и давлением, свариваемостью, способностью к литью и т.д. Эти свойства зависят от её химического состава и правильного выбора режимов предварительной термической обработки.

Наконец, к материалам для деталей машин предъявляются и экономические требования. При этом надо учитывать не только стоимость стали, но и трудоёмкость изготовления детали, её эксплуатационную стойкость в машине и другие факторы. В первую очередь нужно стремиться выбрать более дешёвую сталь, т.е. углеродистую или низколегированную. Выбор дорогой легированной стали оправдан только в том случае, когда за счёт повышения долговечности детали и уменьшения расхода запасных частей достигается экономический эффект.

Следует иметь в виду, что легирование стали должно быть рациональным, т.е. обеспечивать необходимую прокаливаемость. Введение легирующих элементов сверх этого, помимо удорожания стали, как правило, ухудшает её технологические свойства и повышает склонность к хрупкому разрушению.

1.5. Заключение Как было отмечено выше, нет чётких единых принципов выбора марок сталей для изготовления деталей машин, т.е. немаловажную роль в этом процессе играет субъективный фактор. Это во многом связано ещё и с тем, что изложенные выше требования к материалу нередко противоречивы. Так, например, более прочные стали менее технологичны, т.е.

труднее поддаются обработке резанием, холодной объёмной штамповке, сварке и т.д. Решение обычно компромиссно между указанными требованиями. Например, в массовом машиностроении предпочитают упрощение технологии и снижение трудоёмкости изготовления детали некоторой потере свойств. В специальных же отраслях машиностроения, где проблема прочности (или удельной прочности) играет решающую роль, выбор стали и последующая технология её термической обработки должны рассматриваться только из условия достижения максимальных эксплуатационных свойств. При этом не следует стремиться к излишне высокой долговечности данной детали по отношению к долговечности самой машины.

Выбор материала обычно осуществляется на основании сравнительного анализа 2…3 марок сталей, из которых изготавливаются аналогичные детали других моделей машин.

Приступая к этой работе, вначале необходимо выяснить, какие нагрузки испытывает деталь. Если это напряжения растяжения или сжатия и они более или менее равномерно распределены по сечению, то деталь должна иметь сквозную прокаливаемость. Поэтому с увеличением сечения детали следует применять и более легированные стали. В табл. 2 приведены в качестве примера значения критического диаметра прокаливаемости Д95 (95% мартенсита) некоторых сталей в зависимости от легирования .

Таблица 2 Критический диаметр некоторых сталей № Критический диаметр Д95 (мм) п/п при закалке:

Сталь ____________________________________

в воде в минеральном масле 2 40Х 30 5 3 40ХН 50 35 4 40ХНМ 100 75 Например, для изготовления детали диаметром 30 мм можно рекомендовать сталь 40Х (или другую сталь, имеющую такую же прокаливаемость), закалённую в воде. Если конфигурация детали сложная и охлаждение в воде приводит к значительной деформации, то вместо воды в качестве закалочной среды следует применять минеральное машинное масло, а вместо стали 40Х – сталь 40ХН. В том же случае, когда деталь испытывает только изгибающие или крутящие нагрузки, её сердцевина не подвергается воздействию напряжений, поэтому прокаливаемость стали не имеет такого важного значения.

У многих деталей машин (валов, шестерён и т.д.) поверхность в процессе эксплуатации подвергается истиранию и в то же время на них воздействуют динамические (чаще всего ударные) нагрузки. Для успешной работы в таких условиях поверхность детали должна иметь высокую твёрдость, а сердцевина быть вязкой. Такое сочетание свойств достигается правильным выбором марки стали и последующим упрочнением её поверхностных слоёв.

Для изготовления подобных деталей можно применять различные группы сталей и способы их поверхностного упрочнения:

а) малоуглеродистые стали (С0,3%) и подвергнуть их цементации (нитроцементации), закалке и низкому отпуску;

б) среднеуглеродистые стали (40, 45, 40Х, 45Х, 40ХН и др.), упрочняемые поверхностной закалкой с последующим низким отпуском;

в) среднеуглеродистые легированные стали (38Х2МЮА и др.), которые подвергают азотированию.

В этом случае очень часто определённые требования предъявляют и к сердцевине деталей, в первую очередь, по прочности. В качестве примера в табл. 3 приведены структура и условный предел текучести сердцевины деталей диаметром 20 мм некоторых сталей после цементации, закалки и низкого отпуска .

–  –  –

Выше отмечалось, что возникающие усилия и габаритные размеры детали в большинстве случаев известны заранее, следовательно, известны и рабочие напряжения. Фактически, за исключением отдельных случаев, о которых речь будет идти ниже, уровень напряжений для стальных изделий должен находиться в пределах 1600…600 МПа (в таких примерно пределах изменяется 0,2 при повышении температуры отпуска от 200 до 650 0С большинства конструкционных сталей). В реальных изделиях напряжения должны быть в 1,5 … 2 раза ниже (так называемый запас прочности).

Табличных данных, которыми обычно пользуются конструкторы, недостаточно для правильного выбора материала. Такую работу должны осуществлять совместно конструктор и металловед: конструктор сообщает условия работы и геометрию детали, а металловед выбирает материал, наиболее пригодный для этих целей.

2. Выбор режима окончательной термической обработки деталей машин Механические свойства стали определяются не только её составом, но зависят и от её строения (структуры). Поэтому целью термической обработки является получение необходимой структуры, обеспечивающей требуемый комплекс свойств стали. Различают предварительную и окончательную термическую обработки. Предварительной термической обработке подвергают отливки, поковки, штамповки, сортовой прокат и другие полуфабрикаты. Она проводится для снятия остаточных напряжений, улучшения обрабатываемости резанием, исправления крупнозернистой структуры, подготовки структуры стали к окончательной термической обработке и т.п. Если предварительная термическая обработка обеспечивает требуемый уровень механических свойств, то окончательная термическая обработка может и не проводиться.

При выборе упрочняющей обработки, особенно в условиях массового производства, предпочтение следует отдавать наиболее экономичным и производительным технологическим процессам, например, поверхностной закалке при глубинном индукционном нагреве, газовой цементации, нитроцементации и т.д.

Как известно, конструкционные стали общего назначения делятся на две группы:

Низкоуглеродистые (С= 0,10 – 0,25%) и

Среднеуглеродистые (С= 0,30 – 0,50%).

Низко- или малоуглеродистые стали подвергают цементации или нитроцементации с последующей обязательной закалкой и низким отпуском. Поэтому их чаще называют цементуемыми. Эти стали применяют для изготовления деталей машин, у которых поверхность в результате трения подвергается износу и одновременно на них действуют и динамические нагрузки. Для успешной работы в этих условиях поверхностный слой детали должен иметь твёрдость HRC 58 … 62, а сердцевина обладать высокой вязкостью и повышенным пределом текучести при твёрдости HRC 30 … 42.

При выборе вида химико-термической обработки следует иметь в виду, что нитроцементация имеет ряд преимуществ по сравнению с цементацией : процесс проводится при более низкой температуре (840 … 860 0С вместо 920 … 930 0С), получаются меньшие деформации и коробление изделий, диффузионный слой обладает более высоким сопротивлением износу и коррозии. Однако глубина нитроцементованного слоя должна быть в пределах 0,2 … 0,8 мм, т.к. при большей глубине в поверхностном слое детали появляются дефекты. Поэтому нитроцементации подвергают детали сложной формы, склонные к короблению, у которых глубина упрочнённого слоя должна быть до 1 мм. Если же по условиям работы детали глубина слоя должна быть более 1 мм, то следует отдать предпочтение газовой цементации.

Окончательные свойства цементованных деталей достигаются в результате последующей термической обработки, состоящей из закалки и низкого отпуска. Этой обработкой можно исправить структуру и измельчить зерно сердцевины и цементованного слоя, неизбежно увеличивающегося во время длительной выдержки (до10 … 11час) при высокой температуре цементации, получить высокую твёрдость на поверхности и хорошие механические свойства сердцевины детали. В большинстве случаев, особенно для наследственно-мелкозернистых сталей, применяют закалку с 820 … 850 0С, т. е. выше критической точки Ас1 сердцевины.

Это обеспечивает получение максимальной твёрдости на поверхности детали и частичную перекристаллизацию, и измельчение зерна сердцевины. После газовой цементации часто применяют закалку без повторного нагрева, а непосредственно из цементационной печи после подстуживания деталей до 840 … 860 0С. Такая обработка уменьшает коробление обрабатываемых изделий, но не исправляет структуру. Поэтому непосредственную закалку применяют только для наследственномелкозернистых сталей. Ответственные детали иногда подвергают двойной закалке: первая с 880 … 900 0С (выше Ас3 сердцевины) для исправления структуры сердцевины; вторая с 760 … 780 0С – для придания поверхности детали высокой твёрдости.

Недостатки такой обработки:

сложность процесса, повышенное коробление, возможность окисления и обезуглероживания. В результате закалки поверхностный слой приобретает структуру высокоуглеродистого мартенсита и 15 … 20% остаточного аустенита, иногда может быть небольшое количество избыточных карбидов.

После нитроцементации чаще применяют закалку непосредственно из печи с подстуживанием до 800 … 825 0С.

Заключительной операцией термической обработки цементованных (нитроцементованных) деталей является низкий отпуск при 160 …180 0С, который снимает напряжения и переводит мартенсит закалки в поверхностном слое в отпущенный мартенсит. Структура сердцевины в зависимости от размеров сечения и прокаливаемости детали может быть разная: феррит + перлит, нижний бейнит или малоуглеродистый мартенсит с небольшим количеством остаточного аустенита.

После закалки высоколегированных сталей в структуре цементованного слоя сохраняется большое количество остаточного аустенита (до 60 % и более), снижающего твёрдость, и, следовательно, износоустойчивость детали. Для его разложения после закалки проводят обработку холодом, но чаще – высокий отпуск при 630 … 640 0С, после чего следует повторная закалка с пониженной температуры (760 … 780 0С) и низкий отпуск.

Среднеуглеродистые конструкционные стали применяют для изготовления деталей машин, к которым предъявляются высокие требования по пределу текучести, пределу выносливости и ударной вязкости. Такой комплекс механических свойств достигается в результате улучшения, т.е.

закалки с высоким отпуском. Поэтому среднеуглеродистые стали называют также улучшаемыми. Структура стали после улучшения – сорбит отпуска. Закалка с высоким отпуском создаёт наилучшее соотношение прочности и вязкости стали, уменьшает чувствительность к концентраторам напряжений, увеличивает работу развития трещины и снижает температуру верхнего и нижнего порогов хладноломкости.

Высокие механические свойства после улучшения возможны лишь при обеспечении требуемой прокаливаемости, поэтому она служит важнейшей характеристикой при выборе этих сталей. Кроме прокаливаемости в таких сталях важно получить мелкое зерно (не менее 5 балла) и не допустить развития отпускной хрупкости.

Улучшенная сталь имеет невысокую износостойкость. Для её повышения, если это требуется по условиям работы детали, применяют поверхностную закалку, а в ответственных случаях – азотирование.

Особые классы конструкционных сталей (рессорно-пружинные, шарикоподшипниковые, коррозионно-стойкие, жаропрочные и др.) в данном пособии не рассматриваются.

3. Пример выполнения контрольной работы №2 по курсу «Материаловедение»

В процессе изучения курса «Материаловедение» студентызаочники выполняют две контрольные работы, из которых первая охватывает основные разделы предмета, а вторая ставит целью применить полученные при изучении данной дисциплины знания для решения конкретных задач по выбору материалов для деталей машин и инструментов и режимов их термической обработки. Однако, учитывая, что для этого необходимы знания из других учебных курсов (сопротивления материалов, деталей машин и др.), которые ещё не изучались, а также тот факт, что на практике выбор материала осуществляют, как правило, совместно конструктор и металловед, в контрольной работе №2 задача несколько упрощена: наряду с названиями детали и изделия предложена и марка стали для её изготовления. Поэтому студенту требуется не выбрать, а обосновать предложенную для данной детали марку стали, исходя из анализа условий работы детали, дать характеристику указанной стали, назначить режимы её термической обработки для получения требуемых свойств, описать микроструктуру и привести механические характеристики после этой обработки. Наряду с этим, необходимо указать и другие марки сталей, из которых изготавливают аналогичные детали иных моделей машин, и их типовую термическую обработку.

При работе над контрольной работой №2 следует пользоваться справочниками и другой технической литературой.

Задача. Какую из имеющихся на заводе сталей: Ст4сп, 45 или 40ХН рационально использовать для изготовления шатуна двигателя внутреннего сгорания (ДВС) двутаврового сечения с наибольшей толщиной 20 мм? Нужна ли термическая обработка выбранной стали и если нужна, то какая? Дать характеристику микроструктуры и привести механические свойства стали после окончательной термообработки.

3.1. Анализ условий работы детали и требования, предъявляемые к материалу Шатун двигателя внутреннего сгорания предназначен для превращения возвратно-поступательного движения поршня через поршневой палец, соединённый с верхней головкой шатуна, во вращательное движение коленчатого вала двигателя, также соединённого с ним посредством нижней головки через осевой шарнир. Отсюда может быть проведён силовой анализ условий работы шатуна. Шатун ДВС как балка работает на чистое сжатие. Максимальное усилие сжатия шатуна (Рш) определяется произведением максимальной силы давления (pmax) сгоревших газов на днище поршня и площади днища поршня (Fn), т.е.

Рш = pmax Fn.

Характер силового воздействия на стержень шатуна во время работы ДВС меняется в соответствии с изменением назначения отдельной стадии рабочего цикла двигателя. В четырёхтактных ДВС рабочий цикл состоит из нескольких стадий, основными из которых являются всасывание, сжатие, сгорание, расширение (рабочий ход) и выпуск. При всасывании шатун работает, в основном, на растяжение, а при сжатии, рабочем ходе и выпуске – на сжатие и продольный изгиб. При этом в районе поршневой головки шатуна температура может достигать 100…150 0С, а давление на поршень при сгорании топливной смеси – 4,0 … 5,5 МПа в карбюраторных двигателях и 9 …14 МПа – в дизельных .

Из приведённого анализа особенностей эксплуатации шатуна следует, что он работает в сложных условиях.

Для достижения требуемой его надёжности целесообразно предусмотреть:

– необходимую жёсткость, т.е. высокое сопротивление упругим деформациям от приложенных наибольших нагрузок для исключения недопустимых искажений, нарушающих нормальную работу шатунных подшипников;

– достаточную конструктивную прочность с учетом всех приложенных постоянных и циклических нагрузок, включая периодические перегрузки, связанные с допустимой в эксплуатации сменой режимов работы двигателя;

– стабильность работы во времени или сопротивление остаточным деформациям и изнашиванию опорных поверхностей от рабочих воздействий в течение всего срока службы или заданных межремонтных периодов .

На основании расчётов конструктор определил, что сталь, из которой будет изготовлен данный шатун, должна иметь предел текучести (0,2) не менее 800 МПа, а ударная вязкость (KCU) её при этом должна быть не менее 0,7 МДж/м2 (7 кГм/см2).

–  –  –

Сталь марки Ст4сп по ГОСТ 380 - 94 имеет в состоянии поставки в= 420…540 МПа, 0,2 = 240…260 МПа, т.е. значительно меньше 800 МПа.

У стали 45 после нормализации, т.е. в состоянии поставки, в 610 МПа, 0,2 360 МПа , что тоже ниже требуемого значения.

Сталь 40XН в состоянии поставки (после отжига) по ГОСТу 4543–71 имеет твёрдость не более НВ2070 МПа (207 кГ/мм2). Между в и НВ сталей существует приближённая зависимость НВ 3,5 в . Следовательно, у стали 40ХН в 600 МПа, а 0,2 400 МПа, т.к. отношение 0,2/в для отожжённой легированной стали не превышает 0,5…0,6 .

Таким образом, ни одна из этих сталей в состоянии поставки не имеет 0,2 800 МПа, поэтому для получения требуемой величины предела текучести шатун необходимо подвергнуть термической обработке.

Для низкоуглеродистой стали Ст4сп улучшающее влияние термической обработки незначительно. Кроме того, эта сталь имеет повышенное содержание фосфора, который снижает ударную вязкость и повышает порог хладноломкости (каждые 0,01% Р сдвигают его на 20-25 0С в сторону положительных температур). Поэтому для такой ответственной детали, как шатун двигателя, применение стали обыкновенного качества недопустимо. Остаются стали 45 и 40ХН.

Для получения требуемых свойств и, в частности, ударной вязкости не менее 0,7 МДж/м2, требуется провести улучшение, т.е. закалку с высоким отпуском. Для получения однородных свойств по всему сечению детали улучшаемые стали должны обладать полной, т.е. сквозной прокаливаемостью. Сталь 45 имеет критический диаметр при закалке в воде Д90 = 10мм, Д50 = 15мм (90% и 50% мартенсита в центре детали соответственно), а у стали 45ХН Д90 = 20мм, Д50 = 35мм даже при охлаждении в масле . Таким образом, углеродистая сталь 45 не будет иметь требуемых свойств по всему сечению шатуна толщиной 20 мм, поэтому данный шатун необходимо изготовить из стали 40ХН.

3.3. Характеристика стали 40ХН

Химический состав стали приведён в табл. 4. Критические точки:

Ас1= 7100С, Ас3= 7600С, Мн = 3400С . Сталь легирована хромом и никелем. Оба элемента растворяются в феррите и упрочняют его. При этом хром несколько снижает вязкость феррита, а никель повышает её. Важное значение имеет влияние легирующих элементов на порог хладноломкости. Наличие хрома в стали способствует некоторому повышению порога хладноломкости, тогда как никель его интенсивно снижает (при содержании в стали 1% никеля порог хладноломкости снижается на 60 …80 0С), уменьшая тем самым, склонность стали к хрупкому разрушению. Поэтому никель является наиболее ценным легирующим элементом.

Основная цель легирования конструкционной стали – повышение её прокаливаемости. Оба названные элементы снижают критическую скорость закалки и увеличивают прокаливаемость стали.

Таким образом, хромоникелевые стали обладают достаточно высокой прокаливаемостью, хорошей прочностью и вязкостью. Поэтому их применяют для изготовления крупных деталей сложной конфигурации, работающих при динамических нагрузках.

На рис. 4 приведена диаграмма распада переохлаждённого аустенита стали 40ХН в изотермических условиях, а влияние температуры отпуска на механические свойства этой стали представлено на рис.5 .

–  –  –

В качестве закалочной среды следует применить минеральное машинное масло, в котором скорость охлаждения в интервале температур наименьшей устойчивости переохлаждённого аустенита (650 … 550 0С) составляет примерно 150 0/с, что больше Vкр. данной стали. В нижнем, мартенситном интервале температур масло охлаждает с небольшой скоростью (20… 30 0/с) , что уменьшает вероятность образования закалочных дефектов. После закалки структура стали по всему сечению шатуна состоит из мартенсита и ~ 3 …5 % остаточного аустенита.

Для получения требуемых механических свойств и уменьшения внутренних напряжений, возникших при закалке, сталь подвергают отпуску. С повышением температуры отпуска прочностные свойства конструкционной стали уменьшаются, а её пластичность и вязкость возрастают.

Для получения 0,2800 МПа и KCU0,7 МДж/м2 температура отпуска стали 40ХН должна быть 600 0С (рис.5). В связи с тем, что хромоникелевые стали склонны к обратимой отпускной хрупкости, охлаждение шатунов из стали 40ХН до комнатной температуры при отпуске следует проводить ускоренно, например в масле.

Таким образом, окончательной термической обработкой шатуна ДВС из стали 40ХН является улучшение, т.е. сталь закаливают от температуры 820 0С в минеральном машинном масле и проводят высокий отпуск при температуре 600 0С с охлаждением также в масле.

После такой термической обработки структура стали по всему сечению шатуна представляет собой сорбит отпуска, а механические свойства будут не менее :

Предел прочности – 1100 МПа,

Предел текучести – 800 МПа,

Относительное удлинение – 20%,

Относительное сужение – 70%,

Ударная вязкость – 1,5 МДж/м2,

Порог хладноломкости:

tверх = – 40 0С, tнижн = – 130 0С.

Указанный комплекс механических свойств обеспечит заданную работоспособность шатуна двигателя внутреннего сгорания.

Литература

1. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя в 3-х томах.

–7-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1992.–Т.1 – 816 с.

2. Новиков И.И. Теория термической обработки: Учебник для вузов.– 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Металлургия, 1986. – 480 с.

3. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение: Учебник для высш.

техн. учеб. завед. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1990. 528 с.

4. Гуляев А.П., Металловедение: Учебник для вузов. 6-е изд., перераб.

и доп. М.: Металлургия, 1986. 544 с.

5. Материаловедение: Учебник для высш. техн. учеб. завед.2-е изд., испр. и доп. / Б.Н Арзамасов, И.И Сидорин, Г.Ф. Косолапов и др. ; Под общей ред. Б.Н.Арзамасова М.: Машиностроение, 1986. 384 с.

6. Качанов Н.Н. Прокаливаемость стали.–2-е изд., перераб. и доп. – М.:

Металлургия, 1978. – 192 с.

7. Термическая обработка в машиностроении: Справочник / Под ред.

Ю.М. Лахтина и А.Г. Рахштадта – М.: Машиностроение, 1980. – 784 с.

8. Смирнов М.А., Счастливцев В.М., Журавлёв Л.Г. Основы термической обработки стали: Учебное пособие. – Екатеринбург: УрО РАН, 1999. – 496 с.

9. Двигатели внутреннего сгорания: Теория поршневых и комбинированных двигателей: Учебник для втузов по специальности «Двигатели внутреннего сгорания» – 4-е изд., перераб. и доп. – Д.Н. Вырубов, Н.А.

Иващенко, В.И. Ивин и др.; Под ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова.– М.:

Машиностроение, 1983. – 372 с.

10. Двигатели внутреннего сгорания: Конструирование и расчёт на прочность поршневых и комбинированных двигателей: Учебник для студентов втузов, обучающихся по специальности «Двигатели внутреннего сгорания» – 4-е изд., перераб. и доп. – Д.Н. Вырубов, С.И. Ефимов, Н.А. Иващенко, и др.; Под ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова. М.: Машиностроение, 1984. – 384 с.

11. Журавлев В.Н., Николаева О.И. Машиностроительные стали: Справочник.4-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1992. 480 с.

12. Геллер Ю.А., Рахштадт А.Г. Материаловедение: Учебное пособие для высш. учеб. завед. 6-е изд. перераб. и доп. М.: Металлургия, 1989.

Введение ……………………………………………………………….. 3

1. Выбор марки стали для деталей машин ………………………….. 3

1.1 Определение допустимого напряжения …………………………. 4

1.2 Обеспечение надёжности ………………………………………….. 5

Тв5.179.045РЭ Оглавление Введение Технико-эксплуатационные характеристики 2.1Условия эксплуатации 2.2Технические данные 3 Комплектнос...»14 Вестник ТГАСУ № 3, 2013 АРХИТЕКТУРА И ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВО УДК 72.032 + 7.032.7 ПОЛЯКОВ ЕВГЕНИЙ НИКОЛАЕВИЧ, канд. архит., доцент, polyakov.en @ М Ы ИЗЫСКАНИЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВОЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО НАРОДНОГО КОМИССАРИАТА ОБОРОНЫ М о с к в а - 1944 Настоящую книгу составили: Инженер П е р е г у д М....»

2017 www.сайт - «Бесплатная электронная библиотека - различные документы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам , мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.

Кафедра общей и

экспериментальной

Составитель Волегов Ю.В.

Челябинск – 2008 г.

ОРГАНИЗАЦИЯ КАФЕДРЫ

Кафедра «Общая и экспериментальная физика» была основана как

чили учебно-методическую работу по факультетам: автотракторному,

металлургическому, механико-технологическому, инженерно-

строительному, вечернему инженерно-строительному, вечернему при ЧМЗ, в филиале г. Златоуста, в УКП г.г. Сима и Усть-Катава, а также по соответствующим специальностям заочного факультета. В связи с несо стоявшимся конкурсом исполнять обязанности заведующего кафедрой временно поручили доценту кафедры, к.ф.-м.н. Нилову Анатолию Сте пановичу.

Сразу же с открытием кафедры были созданы учебные лаборатории:

«Механика», «Электромагнетизм», «Оптика» и демонстраторская.

Место первого расположения кафедры – ауд. 449/2;

учебных ла бораторий «Механика» – ауд. 451/2, «Электромагнетизм» – ауд. 457/2, «Оптика» – ауд. 456/2.

Утвержден списочный состав кафедры:

1. Баранов Евгений Тихонович 11. Максимова Александра Михайловна 2. Брин Исаак Ильич 12. Маскаев Александр Федорович 3. Власова Луиза Яковлевна 13. Нилов Анатолий Степанович 4. Гаряева Ирина Александровна 14. Позднев Владимир Павлович 5. Головачева Зоя Дмитриевна 15. Портнягин Иннокентий Иннокентье вич 6. Даниленко Галина Николаевна 16. Самойлович Юрий Захарович 7. Даниленко Владислав Ефимо- 17. Сидельникова Нина Васильевна вич 8. Дудина Людмила Константи- 18. Спасоломская Маргарита Валериа новна новна 9. Епифанова Майя Филипповна 19. Сухина Галина Владимировна 10. Конвисаров Иван Яковлевич УЧЕБНАЯ И УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ Коллектив кафедры ведёт занятия на факультетах: автотракторный, механико-технологический, архитектурно-строительный, аэрокосмический, коммерческий, сервиса и легкой промышленности, металлургический, ве черний при ЧМЗ, технологический вечерний при ЧТЗ, а также по соответ ствующим специальностям заочного факультета.

Преподаватели кафедры проводят лекционные, лабораторные и прак тические занятия. Лекции сопровождаются демонстрациями, которые по зволяют наглядно продемонстрировать физические явления. Лабораторные работы проводятся в специально оборудованных аудиториях. Для органи зации самостоятельной работы студентов на кафедре разработана структу ра учебно-методических пособий для различных видов занятий: лекций, практических занятий и лабораторных работ. За годы работы сотрудниками кафедры издано более 300 учебно-методических пособий по всем разделам курса “Общая физика” для студентов всех форм обучения и абитуриентов.

По характеру изложения и структуре содержания можно выделить сле дующие типы учебных пособий:

1) конспекты лекций по всем разделам курса общей физики;

2) программированные учебные пособия для обучения и контроля зна ний студентов на практических занятиях;

3) учебные пособия, содержащие задания, методические указания и элементы программированного контроля на лабораторных занятиях.

Большой вклад в создание учебно-методического комплекса внесли Гуревич С. Ю., Гамова Д. П., Дудина Л. К., Максутов И. А., Топольская Н.

Н., Топольский В. Г., Шахин Е. Л. и другие преподаватели кафедры.

Учебные пособия вышеназванных преподавателей неоднократно уча ствовали в смотрах-конкурсах вузовских изданий, проводимых в универси тете, и занимали призовые места.

В 2003 году на кафедре появился компьютерный класс, увеличиваю щий возможность самостоятельной работы студентов. В этом классе про водятся практические занятия по решению задач и зачёты. Разрабатывают ся программы для сдачи экзаменов и зачётов.

Кафедра занимается подготовкой абитуриентов: для них проводятся лекционные и практические занятия.

ОТЦЫ – КОМАНДИРЫ Позднев Владимир Павлович к.ф.м.н., доцент Зав. каф. 1966 – 1969 гг Буденков Гравий Алексеевич д.т.н., профессор, действитель ный член отраслевой академии проблем качества Зав. каф. 1969 – 1983 гг Гуревич Сергей Юрьевич д.т.н., профессор, действитель ный член Нью-Йоркской акаде мии наук Зав. каф. с 1983 г.

Нилов Анатолий Степанович к.ф.м.н., доцент Вр. и.о. Зав. каф.

1965 – 1966 гг Бедов Станислав Николаевич к.т.н., доцент и.о. Зав. каф.

03.1972 – 11.1972 г Максутов Илгис Абдрахманович к.т.н., доцент и.о. Зав. каф. с 1990 г.

СТАРТОВЫЙ СОСТАВ Дудина Власова Спасоломская Людмила Луиза Маргарита Константиновна Яковлевна Валерьяновна доцент ст. преподаватель ст. преподаватель работала на кафедре работала на кафедре работала на кафедре 1965 -1998 гг 1965 -1996 гг 1965 -1984 гг Сидельникова Сухина Головачева Нина Галина Зоя Васильевна Владимировна Дмитриевна ст. преподаватель ст. преподаватель ст. преподаватель работала на кафедре работала на кафедре работала на кафедре 1965 -1984 гг 1965 -1984 гг 1965 -1983 гг Конвисаров Епифанова Гаряева Иван Майя Ирина Яковлевич Филипповна Александровна ст. преподаватель ассистент ст. преподаватель работал на кафедре работала на кафедре работала на кафедре 1965 -2000 гг 1965 -1982 гг 1965 -1985 гг Позднев Баранов Самойлович Владимир Евгений Юрий Павлович Тихонович Захарович доцент, к.ф.м.н. ст. преподаватель доцент, к.т.н.

работал на кафедре работал на кафедре работал на кафедре 1965 -1970 гг 1965 -1970 гг 1965 -1976 гг Даниленко Нилов Портнягин Галина Анатолий Иннокентий Николаевна Степанович Иннокентьевич ассистент доцент, к.ф.м.н. доцент, к.ф.м.н.

работала на кафедре работал на кафедре работал на кафедре 1965 -1967 гг 1965 -1973 гг 1965 -1970 гг Даниленко Маскаев Брин Владислав Александр Исаак Ефимович Федорович Ильич ст. преподаватель ст. преподаватель доцент, к.ф.м.н.

работал на кафедре работал на кафедре работал на кафедре 1965 -1967 гг 1965 -1981 гг 1965 -1999 гг КАФЕДРАЛЬНЫЕ ДОЛГОЖИТЕЛИ Петров Мишина Волегов Юрий Владимирович Людмила Андреевна Юрий Васильевич доцент, к.ф.м.н. доцент, к.т.н., доцент, к.т.н., куратор лаборатории куратор лаборатории механики электричества работает на кафедре работает на кафедре работает на кафедре 39 лет (с 1969 г) 39 лет (с 1969 г) 41 год (с 1967 г) Подзерко Гуревич Конвисаров Виктор Федорович Сергей Юрьевич Иван Яковлевич доцент, к.т.н., д.т.н., профессор, зав. ст. преподаватель, куратор лаборатории кафедрой куратор лаборатории оптики электричества работает на кафедре работает на кафедре работал на кафедре 38 лет (с 1970 г) 38 лет (с 1970 г) 35 лет (1965 -2000 гг) Топольская Топольский Маскаев Наталья Николаевна Валериан Георгиевич АлександрФедорович доцент доцент, к.ф.м.н. доцент, к.ф.м.н.

работает на кафедре работал на кафедре работает на кафедре 34 года (1965 -1999 гг) 38 лет (с 1970 г) 38 лет (с 1970 г) Дудина Кожеурова Толипов Людмила Наталья Хорис Константиновна Владимировна Борисович доцент, доцент доцент директор ФМШ работала на кафедре работает на кафедре работала на кафедре 36 лет (с 1972 г) 33 года (1965 -1998 гг) 33 года (1971 -2004 гг) Свиридова Фоминых Хакимова Клавдия Андреевна Раиса Петровна Ляля Ибрагимовна ст. преподаватель доцент, к.п.н. доцент, к.ф.м.н.

работала на кафедре работала на кафедре работала на кафедре 32 года (1967-1999 гг) 32 года (1965-1997 гг) 32 года (1967-1999 гг) Кейс Гунтина Власова Александр Татьяна Луиза Николаевич Александровна Яковлевна доцент, к.т.н. м.н.с.

ст. преподаватель работает на кафедре работала на кафедре работает на кафедре 31 год (1965 -1996 гг) 34 года (с 1974 г) 34 года (с 1974 г) Шахин Максутов Шушарин Евгений Леонидович Ильгис Абдрахманович Анатолий Васильевич доцент, к.т.н. к.т.н., доцент ст. преподаватель, И.О. зав. каф. с 1990 г. куратор лаборатории зам. декана МТ фак-та механики работает на кафедре работает на кафедре работал на кафедре 32 года (с 1976 г) 31 год (с 1977 г) 25 лет (1976-2001г) Гребнева Соболевский Квятковский Вероника Анатолий Сергеевич Владимир доцент, к.т.н., Львовна Николаевич доцент, к.ф.м.н. ученый секретарь ка- доцент. к.т.н.

федры работала на кафедре работает на кафедре работал на кафедре 25 лет (1972-1997 г) 27 лет (с 1981г) 22 года (1966 -1988 г) Кузнецов Андрианов Геннадий Федорович Борис Андреевич д.т.н., профессор доцент, к.т.н.

куратор демонстра торской работает на кафедре работает на кафедре 25 лет (с 1983 г) 25 лет (с 1983 г) Гальцев Епифанова Юрий Григорьевич Майя ст.н.с. Филипповна ассистент работал на кафедре работала на кафедре 21 год (1970 -1991 гг) 20 лет (1965 -1985 гг) Матюшина Людмила Николаевна доцент, к.х.н.

работала на кафедре 24 года (1984-2008 гг) Скобелева Худякова Головачева Лора Лариса Зоя Владимировна Павловна Дмитриевна к.ф.м.н., доцент ст. преподаватель ст. преподаватель работала на кафедре работала на кафедре работала на кафедре 19 лет (1973-1987 гг, 19 лет (1966 – 1985 гг) 19 лет (1965 -1984 гг) 1990-1995 гг) Сидельникова Спасоломская Нина Маргарита Васильевна Валерьяновна ст. преподаватель ст. преподаватель работала на кафедре работала на кафедре 19 лет (1965 -1984 гг) 19 лет (1965 –1984 гг) КАФЕДРА – КУЗНИЦА КАДРОВ Гуревич Измайлов Бедов Сергей Юрий Станислав Юрьевич Геннадьевич Николаевич д.т.н., профессор д.х.н., профессор к.т.н., профессор с 1996 г – декан факуль- зам. проректора по проректор по учебной тета ПМФ, 1997 – 1998 науке 1977-2007 гг.

работе 2006-2008 гг., гг – проректор по учеб действительный член ной работе Нью-Йоркской акаде мии наук Нахимовская Мухин Крымский Ленина Владимир Валерий Абрамовна Викторович Вадимович к.ф.м.н.,доцент к.ф.м.н., доцент д.ф.м.н., профессор научный сотрудник профессор каф «Элек проректор по учебной медицинской лабора тротехника»

работе Челябинского тории Гарвардского филиала РГТЭУ университета США Золотаревский Смолянский Таскаев Борис Юрий Валерий Михайлович Александрович Петрович к.т.н., профессор к.т.н., доцент к.ф.м.н., доцент профессор доцент зав. каф. физики кафедры общей и ЧИПС кафедры РТС теоретической физики Чиркова Каунов Крамар Раиса Александр Людмила Ефимовна Дмитриевич Яковлевна к.х.н., доцент д.т.н., профессор доцент кафедры общей Предприниматель профессор кафедры и теоретической физи- строительных материа ки лов Уманец Гальцев Куриный Владимир Юрий Юрий Николаевич Григорьевич Александрович Чемпион мира по ра Зам. ген. управляющего Директор фирмы «Мо диоспорту, организации «ПРОМ билкодаш»

директор «УРАЛРА СЕЛЬСТРОЙ»

Рущиц Сергей Вадимович д.ф.м.н., профессор профессор кафедры физического металло ведения и физики твердого тела Токарев Невьянцев Незнаева Вячеслав Игорь Степанович Татьяна к.х.н.,доцент Михайлович Владимировна к.ф.м.н., доцент ст.преподаватель кафед- зав.отделом покрытий доцент кафедры теп ры физики и химии Че- УРАЛНИТИ логазоснабжения и лябинского военного ав вентиляции томобильного института ОНИ ПОДАВАЛИ БОЛЬШИЕ НАДЕЖДЫ Бойко Михаил Степанович ст.н.с., ассистент Кандидатскую диссертацию «Анализ акустических полей, возникающих в термоупругой среде при воздействии импульсного лазерного излучения»

защитить не успел.

Работал на кафедре (1974 – 6.08.1986 г) Квятковский Владимир Николаевич доцент, к.т.н.

Работал на кафедре (1966 – 28.02.1988 г) Тупикин Александр Михайлович доцент, к.т.н..

Преподавал в Кампучии.

Работал на кафедре (1975 – 14.10.93 г) ИДУЩИЕ НА СМЕНУ ВЕТЕРАНАМ Шульгинов Прокопьев Голубев Александр Кирилл Евгений Анатольевич Валерьевич Валерьевич доцент, к.ф.м.н. ст. преподаватель доцент, к.т.н.

Работает на кафедре Работает на Работает на кафед с 1997 г. кафедре с 1990 г. ре с 1999 г.

Чумаченко Татьяна Ивановна ассистент Работает на кафедре с 2000 г.

ТАК ЖЕ В РАЗЛИЧНОЕ ВРЕМЯ НА КАФЕДРЕ РАБОТАЛИ И РАБОТАЮТ:

Скобелева Лукманов Ушкова Лора Альберт Мария Владимировна Михайлович Алексеевна к.ф.м.н., доцент ст.преподаватель ассистент работала на кафедре работал на кафедре работала на кафедре 1966 – 1985 гг 1966 – 1985 гг 1975 – 1984 гг Сушкевич Собянина Проскурякова Алевтина Тамара Нина Александровна Владимировна Сергеевна ассистент ст.преподаватель ассистент работала на кафедре работала на кафедре работала на кафедре 1979 – 1982 гг 1988 – 2005 гг 1966 – 1972 гг Кудрявцев Павлюшнева Протасова Виктор Леонилла Юлия Васильевич Вадимовна Михайловна нач.лаб зав. уч. лаб. уч.мастер работал на кафедре работала на кафедре работал на кафедре 1967 – 1974 гг 1992 -1996 гг 1976 – 1984 гг Климко Шмидт Шемякина Елена Владимир Марина Алексеевна Анатольевич Владимировна инженер м.н.с. НИЛ УЗИ, лаборант зав.лаб.

работает на кафедре работал на кафедре работает на кафедре с с 1999 г 1975 -1978 гг 2004 г Худякова Яковлев Гамова Лариса Павловна Георгий Петрович Дина Петровна ст. преподаватель к.ф.м.н., доцент ст. преподаватель работала на кафедре работал на кафедре работала на кафедре 1973-1987 гг 1974 -1975 гг 1967-1984 гг 1990-1995 гг Ильичев Ильина Шуняев Владимир Лидия Михаил Леонидович Николаевна Иванович ассистент ассистент к.т.н., ст.преподаватель работал на кафедре работала на кафедре работал на кафедре 1979 -1982 гг 1976 -1977 гг 1972 -1978 гг Шуняева Сутягина Пономарева Тамара Римма Татьяна Ильинична Ильинична Николаевна ассистент ассистент ассистент работала на кафедре работала на кафедре работал на кафедре 1977 -1979 гг 1970 -1977 гг 1977 -1979 гг Пономарев Хабиров Даммер Евгений Константин Александр Григорьевич Борисович Альбертович ассистент ассистент ассистент работал на кафедре работал на кафедре работал на кафедре 1977 -1979 гг 2000 -2004 гг Максимова Карипов Пашнин Александра Рамзиль Юрий Михайловна Салахович Михайлович ст.преподаватель зав. лаб. уч.мастер работала на кафедре работал на кафедре работал на кафедре 1965 -1970 гг 1983 -1984 гг 1981 – 1983 гг Багрецова Коньков Соловьев Людмила Александр Виктор Васильевна Павлович Васильевич ст. лаб. зав. лаб. уч.мастер работала на кафедре работал на кафедре работал на кафедре 1978 -1982 гг 1978 -1983 гг 1977 – 1978 гг Каверин Дегтярева Перетрухин Юрий Людмила Виктор Викторович Николаевна Михайлович уч.мастер лаборант уч.мастер, ст. инж. лаб.НМКЧМЦ работал на кафедре работала на кафедре работал на кафедре 1977 – 1978 гг 1969 -1985 гг 1970 – 1982 гг Лукин Карасев Ротаенко Василий Олег Ольга Гаврилович Викторович Гравиевна уч.мастер зав. лаб. лаборант работал на кафедре работает на кафедре работала на кафедре 1971 – 1972 гг с 1996 г Нестеров Александр Ефимович зав. лаб.

работал на кафедре 1988 – 1992 гг НАУЧНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ КАФЕДРЫ За годы деятельности кафедры было создано несколько научных школ и научных направлений.

I. НАУЧНАЯ ШКОЛА «НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ ОБЪЕКТОВ»

В 1969 г. на кафедре физики №2 (ныне кафедра ОиЭФ) Буденковым Гравием Алексеевичем была организована научно-исследовательская лабо ратория ультразвуковых измерений (НИЛУЗИ), которая явилась фундамен том формирования научной школы «Неразрушающий контроль объектов».

Буденков Гравий Алексеевич родился марта 1935 года, окончил радиотехнический фа культет Уральского политехнического института в 1957 году. Работал на предприятиях по произ водству радиолокационных станций, затем средств ультразвуковой дефектоскопии. Возглав лял научно-исследовательский отдел при всесо юзном научно-исследовательском институте не разрушающего контроля (ВНИИНК, г. Кишинев).

В 1967 году защитил диссертацию на соис кание ученой степени кандидата технических на ук «Использование поляризованных ультразвуко вых волн для оценки напряжений в бетоне», получил право и начал руко водство тремя аспирантами из ВНИИНКа. В 1968 году прошел по конкурсу на должность заведующего кафедрой физики №2 Челябинского политех нического института. В том же году он организовал лабораторию НИЛУЗИ для выполнения плановых научно-исследовательских работ института;

хоздоговорных работ кафедры с предприятиями;

научных исследований аспирантов;

студенческих научных работ.

Основные научные направления:

1. Ультразвуковой контроль качества материалов, изделий и сварных соединений.

2. Бесконтактные методы возбуждения и приема ультразвука.

3. Взаимное преобразование электромагнитных и акустических волн.

4. Аномалии электромагнитно-акустического преобразования в окре стности температур фазовых переходов второго рода.

Особенности научной школы Г.А. Буденкова в том, что первые шаги в направлении ее формирования сделаны во время его работы во ВНИИН Ке, где были достигнуты первые существенные достижения в науке и тех нике (пп.1-4). В частности, им были разработаны и прошли межведомст венные испытания первые раздельно-совмещенные пьезопреобразователи, получены зависимости скоростей распространения поляризованных попе речных и продольных волн от напряжений в металлах и пластмассах (г.), впервые реализован эхо-импульсный вариант с использованием элек тромагнитно-акустических преобразователей (1967 г.), совместно с учени ками Н.А. Глуховым и др. впервые экспериментально обнаружено резкое возрастание коэффициентов ЭМА-преобразования в районе точки Кюри в железе (1968 г.).

Основные из этих направлений с 1968 года продолжены на кафедре физики №2 ЧПИ с аспирантами и преподавателями кафедры (Петров Ю.В., Маскаев А.Ф., Волегов Ю.В., Гуревич С.Ю., Головачева З.Д., Каунов А.Д., Толипов Х.Б., Бойко М.С., Гальцев Ю.Г., Усов И.А., Гунтина Т.А., Акимов А.В., Хакимова Л.И., Квятковский В.Н.).

Г.А. Буденков заведовал кафедрой физики №2 с 1968 г. по 1983 г. За этот период его учениками подготовлено и защищено 8 кандидатских дис сертаций: во ВНИИНКе (Авербух И.И., Глухов Н.А., Лончак В.А.), в ЧПИ (Петров Ю.В., Маскаев А.Ф., Волегов Ю.В., Квятковский В.Н.), в Белорус ской АН (Кулеш А.П.).

В 1974 г. Г.А. Буденков защитил докторскую диссертацию: «Иссле дование различных способов излучения и приема ультразвуковых волн применительно к контролю горячих, быстродвижущихся изделий без спе циальной обработки поверхности». Степень доктора утверждена ВАК СССР в 1982 году.

С 1983 года Г.А. Буденков работает в Ижевском государственном техническом университете ИжГТУ профессором кафедры «Приборы и ме тоды контроля качества». В 1985 году ему присвоено ученое звание про фессора по специальности «Методы контроля в машиностроении», с года – действительный член отраслевой академии проблем качества, с г. – эксперт научно-технической сферы Государственного Учреждения Республиканского исследовательского научно-консультационного центра экспертизы (ГУ РИНКЦЭ) Министерства промышленности, науки и техно логий Российской Федерации.

Гравий Алексеевич опубликовал около 180 печатных работ, из них более 60 статей в академических и зарубежных журналах, около 20 мето дических и учебных пособий, около 40 авторских свидетельств на изобре тения, в том числе 4 Российских патента.

Буденков Г.А. является автором зарегистрированного открытия «За кономерность взаимного преобразования электромагнитных и упругих волн в ферромагнетиках» и зарегистрированной научной гипотезы «Гипо теза о зонах повышенной электромагнитной сейсмоактивности».

С 1983 года по настоящее время учениками Г.А. Буденкова защище но 5 кандидатских диссертации (Хакимова Л.И., Недзвецкая О.В., Булатова Е.Г., Котоломов А.В., Лебедева Т.Н.) и 2 докторских диссертации (Гуревич С.Ю., Недзвецкая О.В.).

Таким образом, к настоящему времени защищено 13 кандидатских и две докторские диссертации, Недзвецкая О.В. и Котоломов А.Ю. удостое ны диплома и медали «Рентген-Соколов» Российско-Германского научно го общества по неразрушающему контролю. Г.А. Буденковым совместно с учениками в 1996 году получен Грант Международного научного фонда Сороса и Правительства Российской Федерации.

В настоящее время Г.А. Буденков, не теряя связи со своими ученика ми в Челябинске, Кишиневе, Минске, активно работает с коллегами и ас пирантами из России и дальнего зарубежья (Сирия) в области создания но вых технологий акустического контроля протяженных объектов и дистан ционного зондирования. Последние разработки внедрены на предприятиях Перми, Удмуртской Республики, находятся в стадии внедрения на пред приятиях Ижевска (ОАО Ижсталь), Челябинска (ЧК), Серова (металлурги ческий завод им. А.К. Серова), Дамаска (Сирия).

Петров Юрий Владимирович в 1975 г. защи тил диссертацию «Исследование электромагнитного возбуждения и регистрации ультразвуковых волн, распространяющихся под углом к поверхности вво да», специальность 05.02.11 «Методы контроля ма териалов, деталей, узлов, изделий и сварных соеди нений». К.т.н. Петров Ю.В. имеет ученое звание до цента по кафедре физики, им разработаны электро магнитно-акустические преобразователи наклонных волн. Сотрудниками кафедры физики №2 ЧПИ раз работаны и внедрены ряд установок для контроля качества промышленных изделий.

Основные из них: дефектоскопы для контроля деталей электроизоля торов, железнодорожных рельсов, сепараторов подшипников качения под вижного состава, осей колесных пар железнодорожных вагонов. Принимал участие в разработке и создании лазерного дефектоскопа для контроля ме таллов.

ЭМА дефектоскоп для контроля головок железнодорожных рельсов Маскаев Александр Федорович в 1976 г. защи тил диссертацию «Электромагнитное возбуждение и регистрация ультразвука в ферромагнитных издели ях при высоких температурах», специальность 01.04.11 «Физика магнитных явлений». Им созданы датчики для возбуждения и регистрации продольных упругих волн в ферромагнитных изделиях в области температуры Кюри, совместно с сотрудниками ка федры физики №2 ЧПИ создан и внедрен бескон тактный толщиномер, позволяющий определять толщину стенок ферромагнитных труб, поверхность которых имеет температуру до 10000С, разработана и внедрена установка для контроля деталей, выполненных сваркой трени ем.

К.ф.-м.н. Маскаев А.Ф. имеет ученое звание доцента по кафедре фи зики, им опубликовано 46 научных работ, в том числе 8 авторских свиде тельств на изобретения, 7 научно-методических работ.

Ультразвуковая установка для контроля деталей, сваренных трением Волегов Юрий Васильевич в 1977 г. за щитил диссертацию «Исследование и разработ ка ультразвуковых методов и средств контроля качества клеевых соединений», специальность 05.11.13 «Приборы и устройства контроля веществ, материалов и изделий (для хи мических производств)». Им разработаны тео ретические основы применения ультразвуковых интерференционных волн для контроля прочно сти клеевых соединений, проведены экспери ментальные исследования выявления непрокле ев в различных композиционных соединениях, разработаны электромагнитно-акустические преобразователи, нашедшие применение в дефектоскопии и толщинометрии. На основании про веденных исследований совместно с сотрудниками кафедры физики № ЧПИ разработаны и внедрены в промышленность ряд приборов для контроля качества клеевых со единений типа металл-неметалл: ДУ ИБ-1, ДУИБ-2, ДУИБ-3, ДЭМАКС-1, ДЭМАКС-3, приставки к дефектоско пам ДУК-66;

разработан и внедрен способ контроля футеровки в футеро ванных трубах и трубопроводах;

раз работан и изготовлен макет лазерного дефектоскопа для контроля проводя щих материалов.

К.т.н. Волегов Ю.В. имеет уче ное звание доцента по кафедре физики, Настройка дефектоскопа им опубликовано 53 научных работы, из них: научных статей, тезисов докладов – 34, авторских свидетельств об изобретениях – 9, учебно-методических работ – 10.

Квятковский Владимир Николаевич в 1981 г.

защитил диссертацию «ультразвуковая толщиномет рия изделий с шероховатой поверхностью при ис пользовании ЭМА-преобразователей», специаль ность 05.02.11.

На основании теоретических и эксперимен тальных исследований им совместно с сотрудниками кафедры физики №2 ЧПИ разработан и внедрен в промышленность толщиномер ТЭМАЦ-1.

К.т.н. Квятковский В.Н. имеет ученое звание доцента по кафедре физики. Им опубликовано печатных работы, в том числе 2 изобретения и 3 на учно-методических работы.

Хакимова Ляля Ибрагимовна в 1989 г. защи тила диссертацию «Исследование некоторых видов несплошностей в твердом теле с помощью высоко частотной дифракции», специальность 01.04. «Физика твердого тела».

К.ф.-м.н. Хакимова Л.И. имеет ученое звание доцента по кафедре физики. Она опубликовала печатных работ, в том числе 2 авторских свиде тельства на изобретение и 10 научно-методических работ.

С 1983 года научную школу в ЧПИ возглавил Гуревич Сергей Юрье вич. По его инициативе в 1988 году была создана вузовско-академическая лаборатория ультразвукового контроля совместного подчинения ЧПИ и Института физики металлов УрО АН СССР.

Гуревич Сергей Юрьевич родился в 1945 го ду. В 1967 году закончил с отличием Челябинский политехнический институт и в этом же году был за числен в аспирантуру названного института, кото рую закончил в 1970 году с защитой кандидатской диссертации в срок аспирантской подготовки. С 1970 года по настоящее время работает в Южно Уральском государственном университете (бывший ЧПИ, ЧГТУ) на кафедре физики в должности стар шего преподавателя, доцента (с 1975 года), заве дующего кафедрой (с 1983 года). С 1995 года по 1998 год в должности декана успешно руководил деятельностью автоматно-механического факультета, а затем деятельно стью одного из крупнейших в ЮУрГУ механико-технологического фа культета. В 1998 году назначен на должность проректора по учебной рабо те.

Областью научной деятельности Гуревича С.Ю. является разработка теории взаимодействия импульсных лазерных, электромагнитных и аку стических полей в ферромагнитных металлах, находящихся при темпера туре магнитного фазового перехода (точка Кюри) и создание высокоскоро стных методов и средств бесконтактного ультразвукового контроля качест ва металлоизделий. Он успешно руководит созданной по его инициативе вузовско-академической лабораторией акустики металлов совместного подчинения ЮУрГУ и ИФМ УрО РАН, которая выполняла научно исследовательские работы по программам СЭВ, ГКНТ СССР, АН СССР, ГКНО СССР, Минобразования РФ. Результаты НИР были рекомендованы к внедрению в производство межотраслевым экспертным советом при Сове те Министров СССР. Им опубликовано 150 научных и учебно методических работ, в том числе 18 зарубежных, сделано 16 изобретений.

Гуревич С.Ю. является участником ВДНХ, международных научно технических выставок в Варшаве (1988 год) и Брно (1989 год). В 1994 году избран действительным членом Нью-йоркской академии наук, имеет евро пейский сертификат специалиста по акустическим методам контроля каче ства металлоизделий. В 1995 году успешно защитил докторскую диссерта цию по специальности «Физика магнитных явлений», в 1996 году ему при своено ученое звание профессора. В 1995 году национальный аттестацион ный комитет РФ по неразрушающему контролю присвоил Гуревичу С.Ю.

высший уровень квалификации.

Гуревич С.Ю. является автором зарегистрированного открытия «За кономерность взаимного преобразования электромагнитных и упругих волн в ферромагнетиках» и зарегистрированной научной гипотезы «Гипо теза о зонах повышенной электромагнитной сейсмоактивности».

т. 2 «Акустическое поле»;

т. 3 «Свя занные поля»), а также «Электромагнитное возбуждение звука в металлах».

Подготовлен 1 доктор и 2 кандидата наук, в настоящее время он руководит подготовкой еще 2-х докторских диссертаций. Руководит научными рабо тами по хоздоговорам с ГРЦ «КБ им. акад. В.П. Макеева», по грантам РФФИ, Минобразования РФ и единому заказ-наряду.

Опытно-промышленная установка Сирена- Толипов Хорис Борисович в 1991 г. защитил диссертацию «Возбуж дение и прием ультразвуковых волн при неразрушающем контроле клее вых соединений», специальность 05.02.11.

На основании теоретических и эксперимен тальных исследований им совместно с сотрудни ками кафедры физики №2 ЧПИ разработаны и внедрены в промышленность прибор ДЭМАКС и толщиномер ТЭМАЦ-1, а также приставка к де фектоскопу ДУК-66 для контроля клеевых соеди нений бесконтактным ультразвуковым методом.

К.т.н. Толипов Х.Б. имеет ученое звание доцента по кафедре физики, заканчивает работу над докторской диссертацией;

Голубев Евгений Валерьевич в 2004 году за щитил кандидатскую диссертацию «Особенности лазерной генерации волн Релея в ферромагнитных металлах в окрестности точки Кюри», специаль ность 01.04.07 – Физика конденсированного со стояния.

К.ф.-м.н. Голубев Е.В. занимает должность доцента кафедры «Общей и экспериментальной физики». Он опубликовал 10 печатных работ, в том числе 2 учебно-методических пособия.

Последователи научной школы опубликова ли около 80 учебных и учебно-методических посо бий для обучения студентов. Студенты привлекались для выполнения на учно-исследовательских работ, проводимых в лаборатории НИЛУЗИ и ву зовско-академической лаборатории. Гуревич С.Ю. опубликовал учебное пособие для самостоятельной работы студентов «Физика» в 2-х томах. Он руководит аспирантурой «Методы контроля и диагностика в машинострое нии», является заместителем председателя диссертационного совета Д212.298.04 при ЮУрГУ.

II. Научное направление: «Молекулярная спектроскопия»

В 1969 г. при кафедре физики №2 была создана лаборатория молеку лярной спектроскопии. Инициатором её создания и первым руководителем была канд. ф-м наук Нахимовская Ленина Абрамовна.

В разные периоды времени в лаборатории работали: Гребнева В.Л., Крамер Л.Я., Мишина Л.А., Новак Р.И., Подзерко В.Ф., Проскурякова Н.С., Свиридова К.А., Скобелева Л.В., Худякова Л.П., Шахин Е.Л. и др.

В лаборатории успешно развивались вплоть до 1986 г. несколько направлений:

Низкотемпературные исследования 1.

спектров кристаллов и пересыщенных растворов ароматических соединений.

Исследование методами низкотемпе 2.

ратурной термолюминисценции и ИК спектроскопии дефектов роста искусственных кристаллов кварца и корун да, и влияние их на пьезотехнические характеристики. Метод низкотемпе ратурной люминесценции был успешно внедрён на предприятии, по заказу которого проводились эти исследования.

Прикладные работы, которые выполнялись в целях охраны ок 3.

ружающей среды по заказам промышленных предприятий. Эти работы бы ли посвящены разработке и внедрению методов определения содержания вредных веществ, в том числе бенз(а)пирена, в выбросах и стоках промыш ленных предприятий г.Челябинска и области (ММК, ЧМЗ, ЧЭЗ, ЧЗТА, Зла тоустовский металлургический завод, Верхне-Уфалейский никелевый ком бинат и др.) С научными докладами сотрудники кафедры выступали на Между народных, Всесоюзных конгрессах, съездах и конференциях. Опубликова но более 100 работ и защищены 2 кандидатские диссертации, выполнено более 10 дипломных ра бот.

В 1978 г Мишина Людмила Андреевна за щитила кандидатскую диссертацию по теме «Спектральное исследование пересыщенных твер дых растворов ароматических соединений в Н парафинах». Специальность 01.04.05 «Оптика»

Гребнева Вероника Львовна в 1978 г защитила кандидатскую диссертацию по теме «Электронные и вибронные состояния молекул и кристаллов соединений с бифенильной основой». Специальность 01.04.05 «Оп тика». Опубликовано 24 научных и 12 учебно методических работ.

III. Научное направление: «Процессы фазо- и кристаллообразо вания в дисперсных, в том числе наноразмерных, оксидных системах на основе р- и 3d- металлов: теория и практика»

Научный руководитель – д.х.н., проф. Клещев Дмитрий Георгиевич.

В работе принимает активное участие д.х.н., профессор Толчев Александр Васильевич.

В рамках научного направления получены следующие основные результаты:

а) Выявлены закономерности и разработаны физико-химические модели формирования дисперсных в том числе гидратированных, оксидных систем (ОДС) р- и 3d- металлов (Zn, А1, Mn(III), Со(III), Fе(II, III), Sn(IV), Тi(IV), Sb(V)) и их последующих фазовых и химических превращений в различных по составу дисперсионных средах: газы, растворы электролитов, расплавы солей. Выявлены ос новные факторы, влияющие на кинетику превраще ний ОДС, фазовый и дисперсный состав форми рующейся равновесной фазы;

б) Установлено, что кинетика превращения ОД С, дисперсный и фазовый состав образующегося продукта при прочих одинаковых параметрах (тем пература, давление и др.) в значительной степени за висят от состава дисперсной среды. В частности, в реакционно-инертных средах химические превраще ния ОДС осуществляются по механизму топохимических твердофазных реакция (ТПХР), лимитирующегося диффузионными процессами, а фазо вые превращения – по механизму «растворения–осаждения» (РОМ), кото рый в качестве элементарных включает процессы растворения кристаллов исходной неравновесной фазы, формирования зародышей равновесной фа зы, переноса кристалло-образующего вещества и его встраивания в по верхностный слой зародышей. В реакционно-активных по отношению к ОДС дисперсионных средах как фазовые, так и химические превращения реализуются по механизму РОМ и сопровождаются массообменом между твердой фазой и дисперсионной средой;

в) Для растворов электролитов установлена корреляция между ин тенсивностью массообмена и кинетикой превращений неравновесных ОДС. Рассмотрены реакции, протекающие по границе «раствор – кри сталл», возможный состав и конфигурация кристаллообразующих ком плексов, элементарные реакции при встраивании комплексов в разные гра ни растущего кристалла;

г) На основе выявленных закономерностей разработаны экологиче ски чистые технологические процессы синтеза монодисперсных оксидов алюминия, железа (II,III), титана (IV) и др.

IV. Научное направление: «Физико-химические процессы и технология газификации при сжигании твердых топлив»

Научный руководитель – д.т.н., проф. Кузнецов Геннадий Федорович В рамках представляемой темы была проведена серия работ, связанных со сжиганием твердого топлива в потоке, большая часть которых относилась к различ ным слоям (кипящим, циркулирующим, фонтанирую щим, вихревым). Была установлена перспективность процесса сжигания с предварительной газификацией в слое. Исследования, проведенные на нескольких экспе риментальных установках, позволили определить ос новные закономерности газификации частиц челябин ского бурого угля, условия взаимодействия частицы в потоке, а также превращения в ее минеральной части.

В процессе отработки для закономерностей гази фикации был получен ряд экспериментальных и теоретических закономер ностей, позволяющих получать оптимальные режимы газификации, кото рые были подтверждены в максимально приближенных к промышленным условиям тепловых электрических станций на опытно-промышленной ус тановке с дожиганием в топке действующего котла.

В процессе испытаний были получены результаты, которые позволи ли перейти к принципиально новой схеме двухступенчатой газификации частиц дробленого угля. Схема была проверена на модели, показала высо кие эксплуатационные результаты. Она наиболее эффективна при работе на различных видах твердого топлива, традиционно сжигание которых в пы левом факеле представляет значительные трудности (например, угли, со держащие малое количество летучих веществ, углеродосодержащие отхо ды).

В других работах группа исследователей и разработчиков, среди ко торых ведущим является к.т.н., ст.н.с. Осинцев В.В., занимается совершен ствованием рабочего топочного процесса, используя закономерности выго рания частиц в пылеугольном факеле и аэродинамики топки существую щих котлов, оптимизации работы существенно улучшенных горелочных устройств. Изменение качества твердого топлива требует постоянной рабо ты применительно к широкому перечню элементов технологии котельных агрегатов и не только в части процесса горения.

Результаты разработок представленного здесь направления опубли кованы в трех монографиях, в трудах Минского международного Форума, Симпозиума по горению и взрыву, сборниках, в журналах «Известия Ву зов» (серия физика), «Теплоэнергетика», «Электрические станции» и др., всего более чем 100 публикаций, в том числе 53 авторских свидетельства и патента.

V. Научное направление: «Инфранизкочастотные флуктуации проводимости тонких металлических плёнок»

Научный руководитель: к.ф.-м.н., доц. Шульгинов Александр Ана тольевич Проводимость тонких металлических плёнок подвержена флуктуаци ям разных временных масштабов, обусловленных внутренними и внешни ми причинами. В настоящее время в разных странах продолжаются иссле дования низкочастотных шумов проводимости металлов, полупроводников и контактов между ними. Однако, практически отсутствуют работы по исследованию нестационарных флуктуаций в различных системах в инфранизкочастотной об ласти (ниже 0,01 Гц). Возможно, что именно эти флуктуации приводят к разрушению тонкоплё ночных резисторов в микросхемах. Работы про фессора Р. Нельсона директора GCP (Global Con sciousness Project), а также исследования профес сора С.Э. Шноля доказывают, что подобные яв ления в разных физических системах могут про исходить под воздействием космофизических факторов. Наши исследова ния основаны на этих идеях. Мы выбрали тонкие металлические плёнки как одни из наиболее удобных объектов для исследования инфранизкоча стотных флуктуаций, поскольку у коллектива имеются возможности созда вать плёнки заданного состава, толщины и качества, а также контролиро вать их параметры. Сами редкие флуктуации могут нести информацию как о самой плёнке, так и о внешних глобальных факторах. В рамках данного проекта предполагается ответить на два вопроса: во-первых, существуют ли особенности инфранизкочастотных флуктуаций у плёнок разного соста ва и качества поверхности? В настоящее время подробно исследованы энергетические и спектральные характеристики шумов проводимости плё нок. Цель исследования заключается в том, чтобы найти информационные характеристики флуктуаций проводимости, которыми каждый металл от личается от другого. Во-вторых, существует ли корреляция между флук туациями проводимости и флуктуациями земного магнитного и электриче ского полей?

Коллектив занимается проблемой исследования флуктуаций прово димости веществ 4 года. В течение этого времени были получены следую щие основные результаты:

1. Разработан и реализован алгоритм обработки флуктуаций, вклю чающий в себя спектральный и вейвлет-анализ с целью выделения инфор мативных характеристик низкочастотных шумов.

2. Зарегистрирован фликкер-шум сопротивления пермаллоевой лен ты, который во много раз превосходит шумы сопротивления неферромаг нитных металлов. Подтверждена гипотеза, что фликкер-шум сопротивле ния ферромагнетиков вызван магниторезистивным эффектом, возникаю щим в собственном неоднородном магнитном поле ферромагнетика.

3. Доказано, что фликкер-шум проводимости ферромагнитной ленты при температуре магнитного фазового перехода вызван разрушением и формированием доменов.

4. Определены основные характеристики флуктуаций проводимости кобальта и серебра. Доказано, что параметры флуктуаций проводимости этих плёнок не имеют статистически достоверной корреляции с индексами геомагнитной активности.

Проект поддержан РФФИ. Грант №04-02-96045, конкурс р2004урал_а.

Участники проекта: сотрудники кафедры О и ЭФ доцент, к.т.н. Пет ров Ю.В., ст. преподаватель Прокопьев К.В. и доцент кафедры технологии приборостроения, к.т.н. Забейворота Н.С.

VI. Научное направление: « Разработка и экспериментальное подтверждение гипотезы прямого спаривания электронов»

Научный руководитель – к.т.н., доцент Андрианов Борис Андреевич В настоящее время автор гипотезы утвер ждает следующее.

Два электрона с противоположно на 1.

правленными спинами способны к прямому спари ванию путём туннелирования через кулоновский потенциальный барьер в область доминирующих значений энергии их спин-спинового взаимодейст вия. Наиболее благоприятные условия для такого спаривания достигаются при высокой поверхност ной плотности отрицательного заряда, в особенно сти, на металлических остриях. Размеры пары оп ределяются геометрией потенциальной ямы в энергии электрон электронного взаимодействия и составляют величину порядка классиче ского радиуса электрона (2.8·10 -15 м).

Отклик пары на внешнее постоянное электрическое поле со 2.

стоит в её вращении в плоскости, ортогональной вектору его напряжённо сти. Коэффициент пропорциональности («гироэлектрическое отношение») между частотой вращения пары и напряжённостью электрического поля оценен теоретически. Вращение электронных спиновых магнитных момен тов приводит к появлению добавочного внутреннего электрического поля, которое полностью компенсирует внешнее поле и вызывает трансляцион ное движение центра масс пары в равновероятных направлениях в плоско сти её вращения, так что пара стремится вытолкнуться из внешнего поля вдоль эквипотенциальной поверхности. Такое движение является электри ческим аналогом эффекта Мейсснера-Оксенфельда и впервые наблюдалось российским профессором Николаем Павловичем Мышкиным в 1899 г.

Весомым экспериментальным доказательством концепции 3.

прямого спаривания электронов служит обнаруженное автором явление ре зонансного поглощения энергии переменного электрического поля струк турными продуктами коронного разряда на отрицательно заряженном ост рие. Оно происходит при частоте, связанной с напряжённостью постоянно го электрического поля (при его небольших значениях) линейной зависи мостью. Экспериментально измеренный коэффициент пропорциональности в этой линейной зависимости почти совпадает с теоретическим. Следова тельно, частота резонансного поглощения энергии переменного электриче ского поля очень близка к гипотетической частоте вращения электронной пары в приложенном постоянном электрическом поле. Такая близость яв ляется серьёзным аргументом в пользу разработанной гипотезы.

Своеобразная реакция спаренных электронов на внешнее элек 4.

трическое поле приводит к их ускользанию и «скрытности» от наблюдате лей. Это объясняет почему спаренные электроны до сих пор находились за порогом осознаваемой реальности и затрудняет оценку масштабов их воз можного участия во множестве природных процессов и явлений. Среди них прежде всего следует упомянуть шаровую молнию, чьи аномальные электрические свойства, в особенности, конфайнмент отрицательного элек трического заряда, находят с таких позиций наиболее непротиворечивое объяснение.

Поскольку размеры пары одного порядка с размерами ядер, не 5.

будет неожиданным, если дальнейшие исследования покажут способность спаренных электронов принимать участие в «холодных» ядерных реакциях, которые медленно и незаметно протекают в различных средах, включая, возможно, даже живую материю.

Работа выполняется по собственной инициативе автора без какой либо сторонней поддержки.

VII. Научное направление: «Тонкая структура твердых растворов р- и 3d-оксидов. Физика и химия мелкодисперсных систем оксидов»

Научный руководитель – д.х.н., проф. Викторов Валерий Викторович Грант Сороса. Гранты РФФИ. Гранты губер натора Челябинской области Результаты работы опубликованы в отечест венных и зарубежных журналах, получены автор ские свидетельства, патенты. Всего более 120 пуб ликаций.

Открыта аспирантура по двум специально стям: физическая химия и химия твердого тела.

Профессор Викторов В.В. – председатель специализированного совета по защите кандидат ских диссертаций по химии твердого тела и физике конденсированного состояния.

НАУЧНЫЕ СОТРУДНИКИ, ИНЖЕНЕРНЫЙ СОСТАВ, ЛАБОРАНТЫ Каунов Церлинг Волегов Александр Владимир Юрий Дмитриевич Николаевич Васильевич Ст.н.с Ст.инж Нач. отд. НИЛУЗИ, зам.зав каф по НИР работал на кафедре работал на кафедре работает на кафедре 1967-1987 гг 1971-1973 гг с 1969 г Уманец Усов Крымский Владимир Иван Валерий Николаевич Алексеевич Вадимович Научный сотрудник Ст.н.с. М.н.с работал на кафедре работал на кафедре работал на кафедре 1979 -1988 гг 1969-1987 гг 1970-1972 гг Акимов Куриный Гальцев Александр Юрий Юрий Владимирович Александрович Григорьевич Инженер НИЛ УЗИ Ст.инж Ст.н.с.

работал на кафедре работал на кафедре работал на кафедре 1976-1984 гг 1981-1983 гг 1970-1991 гг Бармасов Гладков Смолянский Геннадий Владимир Юрий Борисович Иванович Александрович Инженер Ст.инж. Вед.инж.

работал на кафедре работал на кафедре работал на кафедре 1971-1976 гг 1969-1971 гг 1969-1973 гг Гунтина Бутюгин Алехина Татьяна Александр Елена Александровна Петрович Владимировна Лаборант, м.н.с. зав. лаб. НМК ЧМЦ Лаборант работает на кафедре работал на кафедре работала на кафедре с 1974 г 1972-1977 гг 1975-1979 гг Новак Крамар Черепанова Розалия Людмила Елена Иосифовна Яковлевна Георгиевна Ст.инж М.н.с. Ст.лаб работала на кафедре работала на кафедре работала на кафедре 1973-1986 гг 1972-1974 гг 1970-1974 гг Чуксин Александр Рыльских Любовь Эдельштейн Броня Иванович Александровна Абрамовна Уч. мастер Лаборант М.н.с.

работал на кафедре работала на кафедре работал на кафедре 1976-1979 гг 1978-1983 гг 1970-1986 гг Неволин Василий Задорин Ежов Александр Станиславович Вячеслав Иванович Александрович Ст. инж Лаборант, Инженер ЛНМК МНЦ инж. первой категории ЛНМК МНЦ работал в лаборатории 1982-1989 гг работал на кафедре работал на кафедре 1982-1984 гг 1969-1973 гг Тросман Владимир Калугин Валерий Юрьевич Александрович Инженер, Вед.инж зав. ЛНМК МНЦ ЛНМК МНЦ работал в лаборатории работал в лаборатории 1984-1989 гг 1984-1989 гг ДЕЙСТВУЮЩИЙ СОСТАВ КАФЕДРЫ на 15 09.08 г.

ПРЕПОДАВАТЕЛИ Гуревич Андрианов Волегов Сергей Юрьевич Борис Андреевич Юрий Васильевич Зав. кафедрой, д.т.н., доцент, к.т.н. доцент, к.т.н.

профессор, действ.

член Нью-Йорской академии наук Голубев Кейс Клещев Евгений Валерьевич Александр Николаевич Дмитрий Георгиевич доцент, к.ф.-м. н. доцент, к.т.н. профессор, д.х.н.

Кузнецов Максутов Мишина Геннадий Федорович Илгис Абдрахманович Людмила Андреевна проф., д.т.н. доцент, к.т.н. доцент, к.ф.-м.н.

Петров Подзерко Прокопьев Юрий Владимирович Виктор Федорович Кирилл Валерьеич доцент, к.т.н. доцент, к.т.н ст. преподаватель Соболевский Толипов Топольская Анатолий Сергеевич Хорис Борисович Наталья Николаевна доцент, к.т.н. доцент, к.т.н. доцент Топольский Чумаченко Шахин Валериан Георгиевич Татьяна Ивановна Евгений Леонидович доцент, к.ф.-м.н. ассистент доцент, к.т.н.

Шульгинов Александр Анатольевич доцент, к.ф.-м.н.

Учебно-вспомогательный персонал:

Гунтина Татьяна Александровна – техник 1.

Карасев Олег Викторович – зав. лабораториями 2.

Митрясова Екатерина Дмитриевна – ст. лаборант 3.

Никитина Татьяна Николаевна – ст. лаборант 4.

Русин Владимир Геннадьевич – уч. мастер 5.

Шемякина Марина Владимировна – ст. лаборант 6.

Похожие работы: