Проблема управления структурно-фазовыми превращениями

Проблема управления структурно-фазовыми превращениями

Животрепещущей задачей хоть какого технологического процесса остается контроль над механическими и физико-химическими процессами с целью получения товаров и изделий с данными качествами и данным пространственным рассредотачиванием параметров. Трудность управления гетерофазными процессами в жесткой либо вязкой водянистой фазе, да еще в масштабах реального промышленного производства утежеляется практической невыполнимостью локального мониторинга и воздействия Проблема управления структурно-фазовыми превращениями, что просто реализуется в ньютоновских жидкофазных средах.

Механические, а именно - акустические, способы воздействия апробированы и издавна употребляются. В то время как низкочастотное (радиоволновое) электрическое возмущение не достаточно исследовано и с недоверием применяется практиками. Хотя технические средства дают возможность практического внедрения полевых воздействий в большинстве областей металлургии Проблема управления структурно-фазовыми превращениями, машиностроении и хим технологии. Эти технологии в силу сокращения производственного цикла и конфигурации параметров и структуры материала либо изделий очень презентабельны, требуют маленьких серьезных издержек и владеют высочайшей экономической эффективностью.

Гетерофазный массообмен связан со структурно-фазовыми превращениями. Обычно исследуется массообмен, опирающейся на положение сбалансированной термодинамики. К примеру, принцип локального равновесия Проблема управления структурно-фазовыми превращениями, в какой рассматривается не ход фазовых перевоплощений во времени и пространстве, а только достигнутое в итоге уже прошедшего процесса состояние равновесия меж начальной и новейшей фазами в предположении, что новенькая фаза получила полное развитие.

При всем этом под температурой перехода при данном давлении предполагается не та температура, при которой Проблема управления структурно-фазовыми превращениями переход фактически начинается и происходит, а та, при которой он останавливается, другими словами когда фазы остаются в равновесии вместе неограниченно длительное время. Сам процесс появления и образования новейшей фазы из рассмотрения исключается. При всем этом введенные в первый раз Ю. Л. Климонтовичем огромные флуктуации (в отличие от обыденных гомофазных) и сопутствующие Проблема управления структурно-фазовыми превращениями им локальные конфигурации давления и температуры при обыкновенном феноменологическом описании игнорируются стопроцентно [2].

Практика указывает, что подход, основанный лишь на рассмотрении локальных сбалансированных состояний, не отражает сущность явления. Огромные флуктуации плотности — не что другое, как самоорганизация мезофазы, которой присуще свойство фазовых переходов I рода, другими словами изменение Проблема управления структурно-фазовыми превращениями параметров скачком. В наших работах, в первый раз найдено
воздействие электромагнитно-акустических полей малой мощности на процессы,
протекающие при кристаллизации и сварке металлов и сплавов, твердении
минеральных вяжущих материалов, графт-полимеризации термоотверждаемых актрилатных композитов в спектре частот 15-8000 кГц [3-5].

Сейчас накоплен широкий экспериментальный материал, не вызывающий колебаний в способности существенного полевого воздействия, как на кинетические Проблема управления структурно-фазовыми превращениями характеристики, так и на характеристики товаров физико-химических перевоплощений. Но часто под управле­нием физико-химическими процес­сами понимают принудительное, энергозатратное, т. е., директивное воздействие на сис­тему. Неверие в возможность управления сильными процессами средством слабеньких сигналов опира­ется на классическую убеждённость в том, что энергия команды должна Проблема управления структурно-фазовыми превращениями быть сравнима с энергией объекта воздействия. В реальности энер­гетика действенного управления несравненно мала по сопоставлению с мощностью управляемых процессов. К примеру, управление процессом кристаллизации расплава осуществляется в спектре частот, который соответствует диапазону поглощения кластерами водянистой фазы, находящиеся в более активной промежной области, именуемой мезофазой.

В нелинейных открытых системах Проблема управления структурно-фазовыми превращениями при слабеньком резонансном управляющем воздействии идет процесс самоорганизации, который заключается в синхронизации фазовых траекторий кластерных надмолекулярных структур в мезофазе на резонансных частотах. Это обеспечивает условие локального и когерентного понижения энтропии среды, роста температуропроводности мезофазы, согласованного роста предэкспонент и, как следует, констант скоростей термически активируемых процессов. При всем Проблема управления структурно-фазовыми превращениями этом мезофаза представляет собой сложную иерархическую композицию разных по размеру и составу кластеров: (гель-фракции), содержащих от нескольких единиц до сотен тыщ молекул (золь-фракции) определённой направленности. Причём, если оценить хотя бы характеристики комплексов гель-фракции, то собственные частоты их колебаний оказываются как раз в радиочастотной области мегагерцевого спектра Проблема управления структурно-фазовыми превращениями, которые способны к резонансному отклику (осцилляциям) на слабенький повторяющийся регулятивный сигнал.

Дальше переход "гель-золь" обеспечивается за счёт согласованных колебательно-вращательных движений наноструктур. В итоге появляется канальная структура мезофазы и вероятен скачкообразный перенос внутренней энергии на огромные расстояния, т.е. типичный термический пробой. Происходит резвое выравнивание температур и, как Проблема управления структурно-фазовыми превращениями следствие, пространственное усреднение целой палитры черт продукта, также гомогенности состава. Таковой энергозатратный режим обеспечивается слабеньким регулятивным воздействием, а теплота кристаллизации, удерживаемая в этом объеме, становится достаточной для развития неустойчивости системы, которая приводит к спонтанному росту скорости фронта кристаллизации, наблюдаемому в опыте.

Установлен эффект сокращения времени кристаллизации металлов и сплавов в режиме фонового Проблема управления структурно-фазовыми превращениями акустического воздействия. Этот эффект был проверен количественно лабораторными опытами по кристаллизации олова, свинца, алюминия и неких сплавов на их базе. При повторных циклах кристаллизации металлов отмечается эффект фазово-переходной памяти, который состоит в том, что металл «запоминает» ранее проведенное фоновое акустическое воздействие, сохраняя эту информацию в Проблема управления структурно-фазовыми превращениями протяжении нескольких циклов. В установившемся режиме генератор импульсов тока можно отключить, а память какое-то время сохраниться. Это то, что понимается под фазово-переходной памятью. Она заключается в формировании в режиме фонового резонансного электромагнитно-акустического управления кластерных структур с схожими параметрами (неравновесными хим потенциалами), что делает систему устойчивой по отношению к случайным Проблема управления структурно-фазовыми превращениями наружным воздействиям и малым внутренним флуктуациям.

Потребность в таковой эволюционной модели ощущалась издавна, в особенности при формировании реальных структур материала, но стала насущной в связи с развитием нанотехнологиии. В нанотехнологии употребляются вещества, состоящие из жестких частиц нанометрового спектра, т.е. находящихся в «наносостоянии». Через «наносостояние» вещество проходит Проблема управления структурно-фазовыми превращениями на ранешней стадии эволюции, когда только-только зародившиеся частички фаз еще не успели укрупниться, к примеру, на ранешней стадии первичной и вторичной кристаллизации, гальваники, рекристаллизации, фазового перехода и т. д.

Но «наносостояние» обычно краткосрочно и задерживать это состояние тяжело. Это событие отдало толчок к расширению исследовательских работ эволюционного Проблема управления структурно-фазовыми превращениями процесса в целом. Таковой подход позволил рассматривать всякую структуру как самостабилизирующийся энергетически обусловленный комплекс, рассматривая развитие открытой термодинамической системы. В процессе эволюции структуры наблюдается поочередный переход таковой системы из данного состояния в ряд состояний с уменьшающей энтропией (возрастание упорядочения структуры и в тоже время структурной трудности), при этом начальное состояние Проблема управления структурно-фазовыми превращениями должно отстоять далековато от сбалансированного состояния. Другими словами, состояния, близкие к сбалансированному, являются «слишком» устойчивыми, ибо возмущенная система ворачивается всякий раз в сбалансированное состояние. Никакого развития системы не будет, ибо открытая система поблизости от равновесия «излишне» размеренна и не способна к эволюционному развитию.

В таких случаях есть пороговые, критичные значения соответственных Проблема управления структурно-фазовыми превращениями характеристик, при которых появляется неустойчивость системы как возможный источник эволюционного развития. Неустойчивость системы значит, что при этих критичных значениях характеристик флуктуации, всегда имеющиеся в системах либо регулятивно наводимые в систему, не ослабляются, как в устойчивых системах, а в итоге нелинейных, к примеру, автокаталитических процессов усиливаются. Особенное значение Проблема управления структурно-фазовыми превращениями имеет самоорганизация системы и ее волновой нрав при энергетических воздействиях. Флуктуации добиваются макроскопического уровня и вызывают скачкообразный переход системы в новое устойчивое состояние с уменьшившейся энтропией. Возникает направленный процесс развития как последовательное появление неустойчивостей и соответственных скачкообразных переходов в сторону усложнения реальной структуры материала.

Происходит развитие системы, называемое Проблема управления структурно-фазовыми превращениями «порядок через флуктуации». Система обретает гетерогенные характеристики, заключающиеся в том, что ее свойства (концентрации компонент, плотность, вязкость, удельная теплоемкость и др.) в объеме системы меняются скачком (разрывом) на границах раздела фаз. Особенное значение тут играют возникновение промежных фаз переменного состава, мезофазы, хим соединений гетерогенной системы, неотъемлемым признаком которой является Проблема управления структурно-фазовыми превращениями наличие фаз разных по физическим свойствам либо по хим составу. Таким макаром, естественным оказывается выбор технологий с возможностью мониторинга и управления физико-химическими процессами в процессе обработки композиционных и наноструктурированных материалов в противоположность обычным методам подготовки вещества. Такие материалы в подавляющем большинстве реактивны по отношению к электрическим полям радиоволнового излучения. Но они Проблема управления структурно-фазовыми превращениями способны возбудить в хоть какой конденсированной среде механические колебания (акустические волны), способные делать функцию действенного регулятивного фактора. Нужно отыскать амплитудно-частотный оптимум и метод введения сигнала в конденсированную систему.


problemi-ispolzovaniya-derevev-poiska.html
problemi-ispolzovaniya-zemelnih-resursov.html
problemi-istochnikovedeniya-istorii-psihologii-doklad.html