В монографии дано строгое теоретическое описание основных физических параметров композитов: скорости звука, теплоёмкости, коэффициента объёмного расширения, теплопроводности, магнитной восприимчивости, диэлектрической проницаемости. Продемонстрирована методика фрактального подхода к исследованию композитов, основанная на формальном математическом аппарате римановой геометрии. С её помощью вычислены отдельные физические параметры этих структур вне зависимости от свойств мелкодисперсной фазы. В качестве исходных объектов изучения были выбраны диэлектрические и магнитные матрицы с добавками в виде диэлектрических и магнитных частиц.

Для физиков, физикохимиков, научных сотрудников, аспирантов и студентов вузов. Книга может быть использована также физиками-экспериментаторами и инженерно-техническими работниками, которые изучают возможности применения в прикладных целях композитов разных типов.

Настоящий материал является логическим продолжением предыдущей монографии, посвящённой описанию свойств пористых структур [Гладков С. О., Физика пористых структур, Наука, 1997] и представляющей собой систематическое изложение основных теоретических аспектов физики композитов. Мы не называем предлагаемую монографию «Введение в физику композитов», поскольку это не соответствовало бы уровню изложения материала, требующего от читателя некоторых навыков как математического, так и физического характера. Хотя, объективности ради, следовало бы заметить, что как математика, так и физика описываемых явлений не слишком сложны для понимания, и тем не менее начальное знакомство с книгой предполагает знание читателем математики в объёме физического вуза, а физики в объёме пятого, восьмого, девятого и десятого томов «Теоретической физики» Л. Д. Ландау и Е. М. Лифшица.

Глава 1 целиком посвящена равновесным свойствам композитов с двумя типами основной матрицы и двумя типами наполнителя и содержит описание зависимости скорости звука, теплоёмкости и коэффициента объёмного расширения как функций концентрации мелкодисперсных включений, их свойств и температуры окружающей среды.

В главе 2 строится теория теплопроводности композитов для различных матриц и наполнителей в четырёх возможных случаях: D + D, D + M, M + D и M + M.

Глава 3, за исключением раздела 3.7, включает в себя анализ процесса поглощения энергии внешнего электромагнитного поля в указанных типах композитов и посвящена вычислению магнитной восприимчивости и диэлектрической проницаемости этих структур. В разделе 3.7 изложена теория проводимости композитов с диэлектрической матрицей, но с примесной фазой в виде металлических включений.

В главе 4 изучается поглощение энергии внешней звуковой волны в различных композитах и исследуются коэффициенты поглощения в зависимости от температуры, частоты звука, концентрации мелкодисперсной фазы и её свойств.

Методические аспекты исследования композитов с точки зрения неевклидовой геометрии, исходя из представления о структуре как о фрактале размерности d_F = d + ε_f, где d — целое число, равное единице, двум и трём, а ε_f — иррациональная величина произвольного знака, изложены в главе 5. Здесь рассматривается гипотетическая возможность чисто формального подхода к проблеме изучения некоторых свойств подобных структур благодаря введению в рассмотрение пространственного метрического тензора.

Наконец, в главе 6 даётся изложение эвристического взгляда на проблему разрушения твёрдых структур (металлов, полимеров, магнетиков и т.д.), находящихся в условиях предплавления, используя гипотетическое предположение о так называемой передаче информации через фононы к «слабым» (с точки зрения упругодеформационного состояния) энергетически возбуждённым атомам, молекулам или их конгломератам.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Книги на ту же тему

1. Физика пористых структур, Гладков С. О., 1997
2. Нелинейные волны в одномерных дисперсных системах, Бхатнагар П., 1983
3. Углеродная фотоника, Конов В. И., ред., 2017
4. Дефектность и эксплуатационные свойства полимерных материалов, Манин В. Н., Громов А. Н., Григорьев В. П., 1986
5. Полимерные нанокомпозиты: многообразие структурных форм и приложений, Микитаев А. К., Козлов Г. В., Заиков Г. Е., 2009
6. Электрохимия нанокомпозитов металл-ионообменник, Кравченко Т. А., Золотухина Е. В., Чайка М. Ю., Ярославцев А. Б., 2013
7. Композитные оболочки при силовых и тепловых воздействиях, Белозеров Л. Г., Киреев В. А., 2003
8. Высокодисперсное ориентированное состояние полимеров, Волынский А. Л., Бакеев Н. Ф., 1984
9. Материалы будущего: О нитевидных кристаллах металлов, Сыркин В. Г., 1990
10. Введение в теорию римановых поверхностей, Спрингер Д., 1960
11. Низкотемпературная плазма. Т. 12: Плазмохимический синтез ультрадисперсных порошков и их применение для модифицирования металлов и сплавов, Сабуров В. П., Черепанов А. Н., Жуков М. Ф., Галевский Г. В., Крушенко Г. Г., Борисов В. Т., 1995