Фоновая акустическая регуляция физико-химических процессов в конденсированных системах тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

На правах рукописи

КОЛЕСНИКОВ АЛЕКСЕЙ АЛЕКСЕЕВИЧ

ФОНОВАЯ АКУСТИЧЕСКАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В КОНДЕНСИРОВАННЫХ СИСТЕМАХ

Специальность 02.00.04 - Физическая химия

Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора химических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2009

003474725

003474725

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)"

Научный консультант:

доктор химических наук, профессор Зарембо Виктор Иосифович

Официальные оппоненты:

член-корреспондент РАН, доктор химических наук, профессор Жабрев Валентин Александрович

доктор химических наук, профессор Пак Вячеслав Николаевич

доктор химических наук, профессор Тойкка Александр Матвеевич

Ведущая организация:

Институт проблем машиноведения РАН (Санкт-Петербург)

Защита диссертации состоится 15 сентября 2009 года в 15—, ауд. 61, на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.230.07 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)": 190013, Санкт-Петербург, Московский пр., 26.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного технологического института (технический университет), Московский пр., 26.

Отзывы на автореферат в одном экземпляре, заверенные печатью, просим

хгпгтгчо D ггггт-г гтл вттлл»»' 1 ОЛЛ1 1 Г'лтгоФ.ТТлталЛгп»« ХДллт/лпл1лт мл

СПбГТШТУ), Учёный совет. Факс: +7 812 7127791. E-mail: dissovetiffilti-gti.ru. Автореферат разослан 8 июня 2009 года.

Учёный секретарь совета Д 212.230.07 д.т.н., профессор

И.Б. Пантелеев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИИ

Актуальность темы. Управление физико-химическими процессами с целью получения продуктов и материалов с заданными свойствами и гомогенным распределением свойств по объёму всегда было и остается актуальной задачей любого технологического процесса. Эта задача становится особенно проблемной при создании скоростных технологических схем, где в гетерогенных реакторах протекают многостадийные термически активируемые процессы, сопровождающиеся массовым сбросом или поглощением энергии. Такие системы открыты, обладая тепловыми, механическими, материальными, информационными контактами с термостатом - окружающей средой: они неравновесны и диссипа-тивны. Всё это - необходимые условия для возникновения и устойчивого развития явлений самоорганизации, как в геометрическом пространстве, так и в пространстве других фазовых переменных.

Трудность управления гетерогенными процессами в масштабах реального промышленного производства усугубляется практической невозможностью локального контроля и влияния. Исследователи продолжают искать альтернативные, нетрадиционные способы управления. И если механические, в частности -акустические, методы влияния применяются давно и апробированы, то статическое или низкочастотное электромагнитное возмущение, с большим недоверием изучается исследователями и применяется практиками. Суть предложений обычно сводится к трем позициям: статическое либо стационарное "омагничи-вание" объектов влияния; электромагнитное облучение; пропускание через обь-еет постоянного или (чаще) переменного электрического тока. Как правило, это эмпирика без теоретического обоснования. Трудность понимания и объяснения состоит, прежде всего, в онтологической сложности самих исследуемых систем и в многофакторности действия физических полей на различные физически неоднородные и химически изменчивые среды.

Большинство авторов считает управлением физико-химическими процессами принудительное, энергозатратное, т. е., директивное воздействие на распределённую систему. Неверие в возможность управления мощными процессами посредством слабых сигналов опирается на убеждённость в том, что энергия команды должна быть сопоставима с энергией объекта воздействия. В действительности энергетика эффективного управления несоизмеримо мала по сравнению с мощностью управляемых процессов. Только слабое, имманентное данному состоянию меняющейся системы внешнее действие, способствующее протеканию iie.Tip.Rnm процесса или выбору иного целевого направления в точке ветвления можно с полным правом называть управлением или, точнее, регуляцией. Такой подход естественен для дискретных искусственно создаваемых технических систем. Но в открытых конденсированных эволюционирующих средах, для которых часто неизвестными оказываются морфология и параметры состояния, "управление" до сих пор определяется подготовкой исходной массы реагентов и контролем доступной группы параметров на границе системы и термостата. Осуществление регуляции целевых процессов в неравновесных физико-химических системах представляется актуальной задачей: важной как в общенаучном, так и в прикладном аспектах.

з

Цель исследования

1. Обобщение данных из источников научно-технической информации и апробированных результатов оригинальных экспериментальных исследований метода фоновой - постоянно сопровождающей неравновесный гетерогенный про-

ЦгЧ'1' — петт/ттатппт РГП ГЯМПЛПГЯШЛЯТШИ ТП'Тг>\ 1 тт(лттаит* П Т/ГЧГ -ТРТТГ-ЦГ\Л|Т}<1ГТТП1/'.

------1---J-------— - -------1-------.--д----' V' " " !-------

пнонную систему слабых периодических акустических импульсов.

2. Построение теоретической базы экспериментально разработанного метода фоновой регуляции физико-химических процессов в неравновесных конденсированных системах.

3. Теоретическое объяснение наблюдаемых кинетических и интегральных эффектов результата физико-химических превращений и количественное описание режимов метода регуляции.

Научная новизна

1. Исследованы и обобщены регулятивные эффекты слабого импульсного электрического тока, протекающего в непосредственной близости, либо через конденсированную среду, претерпевающую неравновесные физико-химические превращения.

Предложена и обоснована с позиций термодинамики необратимых процессов и кинетики конденсированных сред физико-химическая модель влияния слабых регулярных электротоковых импульсов радиочастотного диапазона в короткозамк-нутой петле магнитного диполя (антенны) на физико-химические процессы и свойства конечных продуктов превращений в открытых неравновесных конденсированных системах с различными параметрами электромагнитной реактивности. Дано единое обоснование регулятивных эффектов синхронизирующим действием имманентной акустической волны, рождаемой в скин-слое антенны совокупным явлением, известным как электромагнитно-акустическое преобразование (ЭМАП).

2. Построена математическая модель наиболее значимого в большинстве реальных физико-химических задач механизма формирования акустического поля в скин-слое антенны как электромагнитно-динамического эффекта и произведены количественные оценки эффективности ЭМАП в магнитном диполе антенны для импульсов различной формы, частоты, скважности, полярности и амплитуды.

3. Теоретически и модельно обоснован режим фоновой регуляции физико-химических процессов ультраслабыми сигналами, отвечающими тонким механизмам самоорганизации диссипативных структур (или паттернов). Показано существование верхних амплитудных порогов имманентной, адаптивной фоновой регуляции, отличающей её от директивных методов грубого нарушения хода ССТССТ5СНК0И СамООрГаЫИЗаЦИИ.

4. Предложен механизм распространения акустического регулятивного сигнала в волновом канале мезофазы с резонансным усилением на частотах фазовой синхронизации за счёт нелинейного преобразования энергии высокочастотных мод, высвобождающейся в процессах физико-химических превращений и внутреннего диффузионно-конвективного транспорта.

5. В развитие теорий самоорганизации диссипативных структур в неравновесных нелинейных открытых системах Пригожина, Николиса, Климонтовича и др. построена теоретическая основа фоновой акустической резонансной регуляции самоорганизации (ФАРРС) как параметрической синхронизации автогене-

раторных вихревых структур мезофазы, образующих в режиме ФАРРС систему протяжённых когерентных кластеров с аномальными кинетическими свойствами интенсивного и экстенсивного переноса в реакционной зоне. Из положений этой теории вытекают такие эффекты ФАРРС, как экспериментально наблюдаемая кинетическая и фазойо-переходкая память реакционных сред, высокая скорость и энергетическая эффективность существенно неравновесных физико-химических процессов и однородность свойств их продуктов. В частности, теоретически предсказаны и экспериментально подтверждены модификации кинетических характеристик гетерогенных электрохимических процессов окисления и восстановления, а также изменения параметров образующихся веществ.

6. По данным прямого мониторинга кинетики гатьваностегийных процессов проведены расчёты, показавшие ожидаемое снижение производства энтропии в стационарном неравновесном электрохимическом ФАРРС-процессе, что количественно подтверждает выполнение синергегачсского принципа Пригожина о минимуме производства энтропии в стационарно-неравновесных системах. Эти результаты подтверждают гипотезу о применимости названного принципа и к нелинейным объектам.

Практическая значимость

1. Дано научное обоснование регламента апробированного на действующих предприятиях метода ФАРРС для ускорения процессов твердения изделий из монолитных, ячеистых и армированных цементобетонов.

2. Апробированы на действующих предприятиях основы простой и малозатратной технологии регулирования структуры и физико-механических свойств металлов и сплавов, а также изделий из них в процессе кристаллизации без изменения штатного технологического оборудования.

3. Обосновано применение режима ФАРРС полимеризации термо- и фотоот-верждаемых полимерных систем с существенным возрастанием скоростей процессов, снижением доли активных центров в полимере, повышением степени конверсии мономеров и ростом средней молекулярной массы макромолекул.

4. Приложение метода ФАРРС в технологиях гальваностегии позволяет получать на существующих производственных установках катодные и анодные гальванические покрытия с высококачественными функциональными свойствами при значительных сокращениях времени электрохимических операций и с существенной энергетической эффективностью целевого процесса.

5. Предложены общие принципы высокоэффективной регуляции параметров неравновесных физико-химических процессов в конденсированных средах для разработки ресурсосберегающей химической технологии производства продуктов с -заданными свойствами и возможностью сохранения установленного штатного оборудования.

Защищаемые положения

1. В основе всех первичных регулятивных эффектов ФАРРС - явление электромагнитно-акустического преобразования в скин-слое токовой петли антенны, являющейся нагрузкой генератора импульсов электрического тока.

2. Синхронизирующий сигнал, формируемый изначально в скин-слое проводника антенны, поддерживается на энергетическом уровне регулятивного действия за счёт нелинейного синхронного распада высокочастотных мод, на фоне неравновесной накачки из внутренних или внешних источников энергии.

3. Приёмником и параметрическим резонансным усилителем регулятивного акустического сигнала является совокупность самоорганизованных и распределённых в мезофазе гетерогенной системы турбулентных диссипативных структур (паттернов), модельно параметризуемых как неавтономные генераторы Ван дер Поля в среде источников Ланжевена.

4. Фоновая регуляция изначально состоит в амплитудно-фазовой синхронизации разрозненных автоколебательных паттернов, объединяемых в трёхмерную протяжённую пространственную структуру, способную к автономной эволюции, обеспечивающую высокоскоростную конвекцию и адвекцию, что приводит к сглаживанию неоднородностей интенсивных и экстенсивных термодинамических переменных в мезофазе и на её контактах.

5. Синхронизация паттернов мезофазы приводит к стабилизации и сужению их функций распределения по параметрам и функциям стационарных состояний, что обеспечивает пространственную идентичность физико-химических координат, однородность кинетики сопряжённых процессов, а в итоге - морфологическую однородность продуктов превращений.

6. Режим ФАРРС повышает скорости термоактивируемых процессов арре-ниусовского типа, сопряжённых с явлениями переноса при посредничестве синхронизируемых диссипативных структур, что сопровождается общим снижением производства энтропии в области мезофазы.

Доклады по теме диссертации на научных форумах. Результаты работы докладывались на XX Всероссийском Симпозиуме молодых учёных по химической кинетике (Москва, 2002); XIV Симпозиуме "Современная химическая физика" (Туапсе, 2002); I Международной научно-технической конференции "Генезис, теория и технология литых материалов" (Владимир, 2002); II Всероссийской конференции (с международным участием) "Химия поверхности и нано-технология" (Хилово, 2002); I Всероссийской конференции "Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах" ФАГРАН-2002 (Воронеж, 2002); Десятой Национальной конференции по росту кристаллов НКРК-2002 (Москва, 2002); XV Симпозиуме "Современная химическая физика" (Туапсе, 2003); XXII Всероссийском симпозиуме молодых учёных по химической кинетике (Москва, 2004); IV Международной конференции "Химия высокоорганизованных веществ и научные основы нанотехнологии" (СПб,

2004); III Международной научной конференции "Кинетика и механизм кристаллизации" (Иваново, 2004); 5-й Российской выставке "Изделия и технологии двойного назначения. Конверсия ОПК" (Москва, 2004); X Международной кон-(Ьеоенпии "Физика диэлектриков (Дичттрлгтпяки—2004)" (СПб, 2004); VI Международной Конференции "Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов (ДЭМП-05)" (Воронеж, 2005); XIV Российском симпозиуме по растровой электронной спектроскопии и аналитическим методам исследования твёрдых тел РЭМ"2005 (Черноголовка, 2005); XV Международной конференции по химической термодинамике в России "ЯССТ2005" (Москва,

2005), IX Международной конференции по проблемам науки и высшей школы "Фундаментальные исследования в технических университетах" (СПб, 2005); Конференции "Фракталы и прикладная синергетика (ФиПС-05)" (Москва, 2005); III Международном семинаре "Физико-математическое моделирование систем"

(Воронеж, 2006); IV Международном Конгрессе "Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине" (СПб, 2006); V Международной научной конференции "Хаос и структуры в нелинейных системах. Теория и эксперимент" (Астана, Казахстан, 2006); IV Международной научной Конференции "Кинетика и механизм кристаллизации. Нанокпистзллизация. Биокристаллизация" (Иваново, 2006); III Всероссийской Конференции (с международным участием) "Химия поверхности и нанотехнология" (Хилово, 2006); XI Международной научно-технической конференции "Наукоёмкие химические технологии НХТ-2006" (Самара, 2006); VII Международной Конференции "Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов (ДЭМП-07)" (Воронеж, 2007); XVI Международной конференции по химической термодинамике в России "RCCT2007" (Суздаль, 2007); XX Всероссийском совещании по температуро-устойчивым функциональным покрытиям (СПб, 2007); Всероссийской научно-практической конференции "Инженерные системы-2008" (Москва, 2008); XII Международной научно-технической конференции "Наукоёмкие химические техно-логаи-2008" (Волгоград, 2008); V Международной научной Конференции "Кинетика и механизм кристаллизации. Кристаллизация для нанотехнологий, техники и медицины" (Иваново, 2008); V Международном междиецшшинарном симпозиуме "Прикладная синергетика в нанотехнологиях "ПСН-08"" (Москва, 2008).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 59 работ, в том числе 35 статей в научных журналах и тематических сборниках, тезисы 24 докладов на научных форумах.

Апробация материалов диссертации. Представленные в диссертации результаты прямых и косвенных измерений получены с применением сертифицированной инструментальной базы, апробированных методик, имеют стандартизованную метрологическую достоверность данных числового и функционального характера. Результаты экспериментов по применению метода ФАРРС апробированы экспертными группами в ходе независимых испытаний на действующих предприятиях: Гатчинский ДСК (г. Гатчина JIO), ЗАО "ТОР" (СПб), ИЦ строительных материалов и конструкций "Прочность" при СПбГУПС, ЗАО "Завод строительных конструкций - 19" (СПб), ЗАО "ЖБИ-6" (СПб), ЗАО "Метробетон" (СПб), ОАО "Акрон" (г. Великий Новгород), ОАО "Арсенал" (СПб), ОАО "Пекар" (СПб), ОАО "Мелаллоконструкция" (СПб), Лаборатория прочности материалов НИИ математики и механики СПбГУ (СПб, 2000), кафедра ортопедической стоматологии и материаловедения Санкт-Петербургского государственного медицинского университета ¡¡м. акад. lí.IT. Павлова (СПб); Моторостроительный ¿¿»од им. М.В.Фрунзе (г. Самара); Завод ООО "Альфа-Люм" (г. Самара); ОАО "Авиакор -Авиационный завод" (г. Самара).; Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН (СПб); Самарский государственный аэрокосмический университет (г. Самара); НПО "Сатурн" (г. Рыбинск); Институт технологии металлов (г. Могилёв, РБ).

На базе теории ФАРРС и при непосредственном участии соискателя как соавтора публикаций и консультанта подготовлены с последующей защитой и апробацией в ВАК РФ четыре диссертации на соискание учёной степени кандидата химических наук (по специальности 02.00.04 - физическая химия): Подгород-ской Е.С. (2002 г.), Киселёвой О.Л. (2004 г.), Зевацким Ю.Э. (2005 г.), Ивановым

Е.В. (2006 г.). Соискатель консультировал Тренину М.В. (2004 г.) на этапе её подготовки к защите диссертации по реферируемой теме на соискание учёной степени кандидата химических наук (по специальности 02.00.04).

Структура и объём диссертации. Диссертация объёмом 363 страницы состоит из введения, трёх глав, выводов и библиографического списка. Рукопись содержит 102 рисунка, 16 таблиц, список использованных источников, включающий 648 наименований на 49 страницах, и дополнена 3 приложениями на 12 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во Введении дано обоснование актуальности темы, формулируются основные цели и значимость научных и практических результатов исследований.

В Главе 1 (Метод фоновой акустической резонансной регуляции самоорганизации (ФАРРС) и его приложение к различны»! физико-химическим процессам), составленной шестью подразделами в соответствии с п.1 Цели диссертации, приводятся (п.1.1) общие аппаратурные и технологические характеристики метода фоновой акустической резонансной регуляции самоорганизации (ФАРРС) и обсуждаются экспериментальные данные его приложения к различным физико-химическим процессам. Источник регулятивного сигнала и устройство его ввода в технологическую схему (рис.1) представлены описательно. Генератор (Г) сигналов с вариацией частоты и амплитуды импульсов тока (ИТ) гальванически нагружен петлёй магнитного диполя антенны-медиатора. ГИТ ФАРРС устанавливается вблизи технологической зоны регуляции и обеспечивается электропитанием от однофазной сети 220 В.

Антенна вводится в механический контакт с конденсированной (жидкой, твёрдой, пастообразной) средой регуляции; петля антенны может иметь любую технологически удобную форм>' -вплоть до бифилярного провода, что выгодно отличает режим работы устройства сниженным уровнем электромагнитных помех. Наилучшие амплитудно-частотные показатели обеспечиваются при подаче в антенну униполярных импульсов полигармонического тока варьируемой скважности. Причем амплитуда его на всех испытанных объектах (протяжённостью до нескольких метров) не превышает 1.5 А, а колебательная мощность - 15 ВА. При этом удаётся регулировать ход и параметры продукта в процессе мощностью в десятки и сотни киловатт - при условии, что найден ам-шштудно-частотный оптимум и способ введения сигнала в систему.

Среды влияния в подавляющем большинстве реактивны по отношению к электромагнитным полям (ЭМП). Но переменные токи и ')!! способны возбуждать в любой конденсированной среде механические колебания - акустические волны, способные выполнять функцию эффективного регулятивного фактора.

Рис. 1. Генератор импульсов тока (ГИТ) ФАРРС

и его подключение к акустическому волноводу посредством

петли магнитного диполя.

Влияыие на процесс осуществляется не директивно, а имманентно характеру самого неравновесного процесса т е путём фоновой (резидентной, постоянно присутствующей) подстройки под оптимальный отклик кинетических параметров и контролируемых свойств продуктов. Отсюда - название метода ФАРРС. Метод фоновой регуляции испытан на большой группе неравновесных процессов различной природы в открытых диссипативных системах (имеющих все виды термодинамических контактов с термостатом: материальных, механических, тепловых, электромагнитных). Методика неэффективна для предварительной "обработки" системы до включения её в неравновесный процесс.

Кристаллизация металлов и сплавов в режиме ФАРРС (п. 1.2). Эвтектический чугун, крист&шшзация которого осуществлялась методом ФАРРС на частоте 8000 кГц, имел твёрдость на 40% выше, чем стандартный или полученный при других значениях частоты ИТ. При испытаниях на изгиб стержень выдержал 30%-ную перегрузку. Исследовались сплавы на основе хрома, молибдена, никеля (НХС) и хрома, молибдена, кобальта (КХС). Исследование микротвёрдости сплавов КХС и НХС (Виккерс, ПМТ-3) показывает, что режим ФАРРС на стадии кристаллизации также влияет на пластические свойства твёрдой фазы. В облачи ншыи ЧШ.Ш1 (100—400 кГц) микротвёрдость уменьшаегся, при оолее высоких частотах (400—3000 кГц) — возрастает в сравнении с образцами, прошедшими спонтанную кристаллизацию. Причём различия в значениях максимальной и минимальной твёрдости для НХС достигают трёхкратного уровня, а для КХС - почти семикратного. Частоты выше 5000-8000 кГц не оказывают влияния на микротвёрдость сплавов. Приводятся данные зависимости микротвёрдости т.н. циркониевой бронзы от частоты ИТ ФАРРС кристаллизации. Мелкозернистая структура; уменьшение размеров и равномерное распределение зон ликвации - эти и другие результаты ФАРРС кристаллизации металлов и сплавов иллюстрируются на примере фоновой регуляции высокоточного вакуумного литья сопловых секций газовых турбин.

1 -♦- Н(Со-Сг-Мо) 1

100

V. кГц

Рис.2.Вариации микротвёрдости (Виккерс) для сплавов КХС и НХС, прошедших кристаллизацию в режиме ФАРРС на разных частотах ИТ.

Рис.3. Фигуры травления свиных швов изделий из Стали 5 (сварга встык), полученных при дуговой электросварке переменным током со стандартным электродом в штатном (а) и ФАРРС 270 кГц (б) режимах..

Сварка стальных конструкций (электродная, контактная) также обнаруживает частотную зависимость различия микротвёрдости контрольного и ФАРРС сварных соединений стальной арматуры: проволоки ВР-1 и стержней A -II. В процессе ФАРРС контактной сварки визуально наблюдается значительное "размывание" зоны свечения с одновременным уменьшением его яркости, что свидетельствует о локальном снижении и "сносе" температуры в глубь металла. На рис.3 показаны фигуры травления сварных швов изделий из Стали 5 (сварка встык), полученных при дуговой электросварке переменным током со стандартным электродом. В контрольном образце (рис.3,я) отчётливо обнаруживается наличие оксидов и явная неоднородность соеди-

Далее приводятся эффекты ФАРРС кристаллизации цинка, сплавов на основе алюминия. В заводских условиях ОАО "Пе-кар" (СПб) двухкилограммовые отливки сложной конфигурации (корпус карбюратора) из сплава ЦА4М1 получали кристаллизацией на литьевых машинах под давлением. Электрические импульсы частотой от 50 до 250 кГц пропускались непосредственно через корпус литьевой машины. На рис.4 представлены растровые электронно-микроскопические (РЭМ) фотограммы шлифов из этого сплава в отраженных электронах (режим z-контраста) для контрольного образца и закристаллизованного при частоте ИТ 250 кГц. Различия очевидны. Наблюдаемый рост твёрдости при частоте 250 кГц тоже свидетельствует о более мелком зерне полученного сплава в соответствии с формулой Петча - Холла.

Сходные результаты обнаруживаются в процессах регуляции кристаллизации других металлов и сплавов. Сравниваются образцы чистого свинца, закристаллизованного в тигле спонтанно и в режиме ФАРРС. Образцы после охлаждения до 77К, излома иссле"пвал,">1 ^ЭМ Рис.5 показывает влияние частоты ИТ фоновой кристаллизации на размер зёрен.

Кинетика кристаллизации и долговременная память. На рис.6 представлены графики компьютерной хронотермометрии - кривые изобарного охлаждения олова и свинца в естественных условиях (контроль) и режиме ФАРРС на оптимальной частоте следования ИТ (215 кГц). Кинетические кривые показывают сохранение скоростей остывания как жидкой, так и твёрдой фаз металлов (наклонные участки) и отчётливое сокращение времени фазового перехода (горизонтальный участок) в режиме ФАРРС. Сокращение длительности процесса твердения означает интенсификацию "сброса" внутренней энергии системы в

нения, чего нет в "ФАРРС"- образце (рис.3,б).

Рис.4. Структура сплава ЦА4М1, прошедшего спонтанную (слева) и ФАРРС - 250 кГц - кристаллизацию (справа).

1 О мкм

Рис.5. Зависимость среднего размера зёрен свинца от частоты ИТ режима ФАРРС кристаллизации металла в тигле.

термостат. Ещё одна особенность рис.6 - исчезновение переохлаждения жидкости также соответствует представлениям об организующем механизме ФАРРС.

8 и

РЬ

г

¡2

1 ! !

\ 1 | 0 \ |

.......

; кГц

N

0 2 0 4.0 6.0 8 0 10.0 №нум □ О АО

1

\

ч !

Ч ;

Рис.6.

Хронотермометрические

кривые естественного (вверху) и ФАРРС (внизу) охлаждения олова

(слева) и свинца (справа) на частоте ИТ 215 кГц (ордината горизонтального участка - температура плавления металла). Масса металла в тигле 0.3 кг.

0.0 2.0 4.0 6.о а.О 10.0

о.о 2.В 4.0 6.0 в.О Ю.о

123456 123456

Цикл перекристаллизации Цикл перекристаллизации

Рис.7. Сокращение времени ФАРРС кристаллизации белого олова и свинца (цикл 2) по сравнению со спонтанным (цикл 1) и эффект фазово-переходной памяти при повторных процессах с теми же образцами, но без ФАРРС - спонтанно (циклы 3 - 6).

Нами обнаружен эффект памяти однократного ФАРРС процессами плавления и кристаллизации металлов: длительность фазового перехода при повторных операциях спонтанной перекристаллизации сократилась. На рис.7 показано сохранение и постепенное разрушение фазово-переходной (долговременной) памяти олова и свинца о режиме ФАРРС (цикл 2) в серии последовательных неуправляемых циклов (3 7(6)) плавления — кристаллизации. Однако к исходному значению времени превращения (цикл 1) система так и не вернулась.

Пластические деформации металлических материалов в режиме ФАРРС (п.1.3). Данные опытов показывают, что микротвёрдость металлов при их ФАРРС-нагружении изменяется: максимальное влияние ИТ ФАРРС наблюдается для легкоплавких олова и свинца (рис.8), у которых изменения этого параметра достигают 39%. В присутствии сквозных ИТ в некоторой полосе частот наблюдается возрастание микротвёрдости в группе металлических материалов: алюминия, олова, цинка, меди, серебра, никеля, кобальта, циркония, тантала, ниобия и снижение - у свинца, висмута, молибдена, вольфрама. Погрешности измерений ука-

заны на рис.8 размером вертикальных штрихов и составляют 2-3% (в диссертации приводятся графики для четырёх из перечисленных материалов).

V. "ГЦ " , (Гц

Рис.8. Зависимости микротвёрдости от частоты сквозных ИТ ФАРРС, подаваемых в процессе нагружения индентора ПМТ-З для олова и свинца.

Отмечается эффект проявления сверхпластичности медного прутка, подвергающегося деформации кручения в режиме продольного пропускания через испытуемый образец сквозных ИТ частотой следования 500 кГц: зафиксировано полное отсутствие наклёпа, который, однако, появился практически сразу после выключения ГИТ ФАРРС.

ФАРРС кристаллизации неорганических веществ из водных растворов и расплавов (п. 1.4) обнаруживает однородность продукта и существенное подавление нуклеации в ходе роста крупных кристаллов. Приводятся убедительные результаты улучшения гранулометрических показателей ФАРРС кристаллизации аммиачной селитры из расплава, данные по кристаллизации солей из растворов.

Твердение минеральных вяжущих и композитов на их основе в режиме ФАРРС (п.1.5) обнаруживает ускорение процессов формирования продуктов и изменение их свойств: предела прочности на сжатие, пористости, морозостойкости, влагоёмкости, распределения неоднородностей фаз, теплопроводности и т.д.

6: X 1500

Рис.9. Микрофотограммы образцов цементного камня ПЦ400, полученных штатно (о) и в режиме ФАРРС ¡500 кГц (6).

Установлено, что при малой, но достаточной (пороговой) мощности и некоторых частотах сигнала радиоволиовою диапазона специальной (прямоугольной) формы, практически независимо от размеров и габитуса реактора наблюдается совокупный экстремум влияния ИТ ФАРРС на исследованные параметры.

Рнс.10. Зависимость предела прочности

|и сжатие от частоты основной гармоники

Т1Т «*> А ППЛ 1 1

для цементного

камня ПЦ400

(время твердения

3.5 ч; 100%

влажность, 80°С;

Вода/Цемент =

0.32)

При микроскопическом исследовании в образце "ФАРРС"- камня из цемента ПЦ400 видны более мелкие, чем в контроле, и равномерно распределённые по объёму поры. При большом увеличении (рис.9) видно, что каждая крупная лакуна содержит в себе более мелкие поры. У исследованного "ФАРРС"- образца, таких мелких сквозных пор меньше, а внутренняя поверхность крупных лакун более однородная. На поверхности "ФАРРС"- образца наблюдаются мелкие игольчатые кристаллы, тогда как в контрольном образце таких включений не выявлено. Зависимость средних значений предела прочности на сжатие для пяти образцов ПЦ400 от частоты основной гармоники ФАРРС по данным трёх параллельных испытаний каждого режима приведены на рис.10. В регулятивном режиме напряжённый железобетон М200 твердеет быстрее: достижение отпускной прочности обеспечивается уже через 2 часа после выхода температурной кривой на плато, тогда как в штатном режиме это достигается через 5 часов. ФАРРС позволяет сократить время изотермического прогрева на 50%. А в условиях цеха при температуре 10°С время изготовления изделия сокращается приблизительно в 2 раза, при этом его отпускная прочность увеличивается примерно на 20%. Имеющиеся данные по фоновой регуляции твердения ячеистых цементобетонов свидетельствуют об эффективности метода не только в отношении пространственного кондиционирования твёрдой фазы, но и по влиянию на геометрию и характер распределения газовых полостей по объёму изделий из этого материала.

Полимеризация органических мономеров в режиме ФАРРС (п. 1.6) показана на примере ФАРРС процессов графт-сополиме- с>% ризации тсрмо- и фотоотверждаемых алкилак-рилатаых композиций, применяемых в технологии зубного протезирования. Обнаружен эффект фоновой регуляции, контролируемый то количеству остаточного мономера в изделии

(п Т»/* 1 1 лтмптгтттщ Т1 » I

и-------/5--Г.7 «V ..

теристикам полимера. Потребительские свойства изделий значительно улучшаются, что при сочетании высокой скорости и полноты реакции имеет первостепенное значение в мелико-био-лопиеской сфере применения этой продукции.

Приводятся данные изменения группы паришст-

Рис. 11. ФАРРС полимеризации шшстмассы "Ахродяп" (50°С): остаточная концентрация мономера (ордината) - частота ИТ (абсцисса).

ров нескольких видов пластмасс, выпускаемых промышленностью.

В заключение Главы 1 (п. 1.7) выносится краткий анализ эмпирических данных по эффектам приложения ФАРРС к различным неравновесным процессам.

Глава 2 (Построение теоретических основ метода ФАРРС) в соответствии с п.2 Цели диссертации несёт основную нагрузку исследования. В п.2.1. проводится морфологический и системотехнический анализ открытых конденсированных физико-химических сред. Вначале (п.2.1.1) приводится классификация систем в эволюционных процессах, даётся энтропийный анализ систем, анализируются принцип Пригожина и в-теорема Климонтовича. Это своеобразное введение - вынужденная мера и связана с отсутствием апробированной референтной базы и тезауруса по теме диссертации. Особое внимание уделяется стационарно-неравновесному состоянию систем, в котором производство энтропии достигает минимального значения. Далее критически анализируется допустимость применения в описании эффектов ФАРРС принципа локального равновесия (означающего справедливость всех уравнений равновесной термодинамики для бесконечно малых элементов массы неравновесных систем). Раскрывается суть и необходимость иерархического системного анализа. При описании эволюции синергетических систем учитывается, что они строятся подсистемами, описываемыми набором стохастических нелинейных дифференциальных уравнений в частных производных широкого класса с иерархией информационных уровней. Первоначально обмен информацией носит случайный характер, затем возникает конкуренция и кооперация, завершающиеся новым коллективным состоянием, которое качественно отличается от ранее существовавшего неупорядоченного состояния. Анализируется ряд других референтов (управляющие и параметры порядка, факторы неравновесности, структурный фактор и др.). Далее обсуждаются условия самоорганизации диссипативных структур (ДС) или паттернов, т.е., локализованных пространственных образований, устойчиво существующих в диссипативных неравновесных средах и не зависящих (в конечных пределах) от граничных и начальных условий. Важнейшим аспектом анализа неравновесных гетерогенных самоорганизующихся систем является их нелинейность, что является предметом особого рассмотрения.

В следующем параграфе (п.2.1.2) утверждается необходимость учёта масштабной иерархии структур физико-химической системы. Отмечается категоричность требования конкретизации структуры и функций распределения её элементов в расчёте параметров состояния или процесса, не свойственных молекулам. Эти надмолекулярные (нано)структуры (НМС) известны как кластеры, а с позиций статистического формализма - большие флуктуации. Возникает проблема выбора геометрического объёма как элемента системы, фазового объёма, стаТИСТИКИ. Поэтому, риССшиТриСш! структуру ГСТ£рСГС1шО«1 иСраиаОиССПОп СрСди<) следует принять в качестве её базового элемента (паттерна, ДС) не молекулу, а кластер - наночастицу (рис.12). В контексте ФАРРС такой паттерн называется первичным кластером (ПК): это статические структурные единицы, из которых формируются иные функциональные кинетические паттерны - вторичные кластеры перколяции - ВКП, а также их устойчивые синхронные группы - третичные кластеры перколяции (ТКП). Терминология теории протекания (перколяции) используется как итог предшествующих теории ФАРРС моделей формирования НМС гель-фракции в эволюционирующих гетерогенных системах и как задел для перколяционного развития модельных представлений фоновой регуляции.

ТВЁРДЫЙ ПРОДУКТ (КРИСТАЛЛ)

ЖИДКАЯ ФАЗА

Рис. 12. Структура формирующегося фрагмента мезофазы в процессе производства кристалла из жидкой фазы. Вертикальные стрелки - диффузионные и тепловые потоки. Окружностями отображены

вторичные кластеры перколяции (ВКП) как конвективные паттерны - автогенераторы Ван дер Поля. Большая группа идентичных паттернов образует протяж5нный третичный кластер перколяции (ТКП).

Далее обсуждается образование и трансформация иерархических структур физико-химической системы в неравновесных условиях переноса и химических реакций (п.2.1.3). ДС - это высокоупорядоченные самоорганизующиеся образования в системах, далеких от равновесия, обладающие определенной формой и характерными пространственно-временными размерами, они устойчивы относительно малых возмущений. Определяются важнейшие для ФАРРС характеристики диссипативных структур - время жизни, область локализации и фрактальная размерность. ДС отличаются от равновесных тем, что для своего существования они требуют постоянного энергетического питания, так как по определению, их самоорганизация связана с обменом энергией и веществом с окружающей средой. Одним из типичных примеров самоорганизации ДС является переход ламинарного течения жидкости в турбулентное, и в точке перехода путём самоорганизации ДС происходит упорядочение, при котором часть энергии системы переходит в макроскопически организованное вихревое движение. ДС разделяют на пять классов, используя систему классификации колебаний в сосредоточенных системах: свободные, вынужденные и автоструктуры. Приводятся примеры. И, наконец, обсуждается важнейший референт морфологической самоорганизации гетерогенной и очень далёкой от равновесия системы - мезофаза (рис.12). Как пример, рассматривается существенно нершшивссная граница раздела между жидкостью и твёрдым телом, причём её свойства о тличны от свойств расплава и твёрдого тела. Температурные флуктуации затухают здесь чрезвычайно медленно, что можно рассматривать как указание на критическое состояние всего слоя. В нашей задаче мезофаза определяется как промежуточное образование, составленное флуктуирующими кластерами жидкой фазы, динамическая устойчивость которой обусловлена переходными энершэнтронийными процессами на межфазной границе твёрдого продукта. Геометрический размер мезофазы значительно превышает межатомные расстояния и достигает десятков нанометров. В границах мезофазы протекают лимитирующие реакции. Здесь же происходит рождение фазовопереходного (надгемпе-

ратурного) сверхизлучения и распад высокочастотных фононных мод, питающих энергией акустическую волну ФАРРС. В этой области аномально высоких тепловых, диффузионных, акустических, оптических и др. сопротивлений создаются наибольшие градиенты интенсивных параметров состояния, происходит диссипация превратимой энергии. Здесь формируются синхронные низкочастотные резонансные колебательно-вращательные движения паттернов, способные образовать бесконечный кластер перколяции с новым набором физико-химических характеристик вещества. Мезофаза обеспечивает для этого благоприятные условия. И, наконец, в мезофазе происходит структурная трансформация кластеров реагента в кластеры продукта (рис.12). Именно кластерная сущность организации конденсированной фазы (и мезофазы - в частности) обосновывает системный анализ структур и функционирования сложных эволюционирующих объектов (п.2.1.4), которые в зависимости от иерархического уровня своей организации проявляют свойства детерминированных, стохастических, хаотических и сложных систем. Причём последние, обладая общими свойствами физичности и моделируе-мости, характеризуются уникальностью, слабопредсказуемостью и негэнтропий-ностью. Эти общие и особенно специфические свойства систем на уровне "сложности" (с постулатами их функционирования) необходимо включать в модельные и теоретические построения ФАРРС, что и анализируется далее.

В следующем п.2.2. (ДС физико-химических систем) обсуждаются модели автоколебательных ДС в самоорганизации неравновесных физико-химических систем (п.2.2.1) для обоснования выбора модельных приложений в теории ФАРРС. Критически анализируются (в аспекте возможности внешнего и внутреннего управления) системы уравнений Лоренца, Рёсслера, Чуа, Фитц Хью - Нагумо, брюсселя-тор и орегонатор и проч. И полагается, что в основе всех автоколебательных паттернов может находиться нечто общее, некая "элементарная" модельная сущность: это хорошо щученный для сосредоточенных систем автогенератор Ван дер Поля, принимаемый как концептуальная модель самоорганизации турбулентных ДС в мезофазе (п.2.2.2). Приводятся первоначальные обоснования этой модели.

В следующем подразделе (п.2.3) анализируется специфика фоновой адаптивной регуляции физико-химических систем и формулируется концепция метода ФАРРС. Критически сопоставляются директивные и фоновые методы регуляции (п.2,3.1). Подчёркивается, что энергетика эффективного управления несоизмеримо меньше мощности управляемых процессов. Управление - это имманентный сигнал, на который может откликнуться открытая, энергонасыщенная и находящаяся вдалеке от равновесия система. Способность к авторазвитию обусловлена здесь изначальной готовностью БССК СИСТСмЫ Не ТОЛЬКО ВОСПрйНЯТЬ "КОмаНДу", НО И, уСйЛИВаЯ сс За СЧс! внутренних источников, направить туда, где протекают физико-химические процессы. А директивное, силовое воздействие, часто подаваемое как управление, безусловно - и об этом свидетельствуют цитируемые факты - даёт некоторый прогнозируемый эффект, но разрушает при этом внутреннюю согласованность и способность к самоорганизации, да и саму систему в целом. Сегодня опубликовано большое количество материалов по управлению различными процессами, но подавляющая часть их относится к сосредоточенным техническим системам. Управление, а точнее имманентная, адаптивная регуляция тонких процессов самоорганизации распределённых неконтролируемых сложных систем была и остаётся труднейшей задачей.

В публикациях, показывающих возможность управляемой хаотизации автоколебательных процессов различных моделей, вопрос о пороге регуляции остаётся открытым. И если нижние регулятивные пороги в диссипативных (иезашумлённых) системах простираются к нулевым отметкам амплитуд сигналов, то о верхних ограничениях вообтпе не УПОМХШЯеТГ.Я Нр.лбпЯТтлГИ» и ГТТЛ^ЯТТЪНЛР пттпппимо

. —,- „ ---------------------1 " "* — -------- ^ I *

директивным возмущением самоорганизованных диссипативных структур моделью демонстрируется в п.2.3.2, а динамические инвариантные многообразия на фоне слабого сигнала выглядят более упорядоченными и регулярными в противовес действию грубой управляющей силы. При исследовании трёхмерных фазовых траекторий такой системы, нами было использовано плоскостное (двумерное) отображение Пуанкаре, с выбором наиболее простой модели Дюффинга для систем с 3/2 степенями свободы. Второй выбор падает на модель автогенератора с внешней гармонической синхронизацией Дюффинга - Ван дер Поля. Выводы убедительны: фоновые, слабые сигналы конструктивнее директивных, мощных; диссипативные системы устойчивее консервативных; нелинейная диссипативность выдерживает больший "управляющий натиск" в сравнении с линейной.

На основании обобщающего анализа экспериментальных данных (п.1) и современных представлений о строении конденсированных неравновесных диссипативных и нелинейных сред с учётом их специфических свойств сложного иерархического уровня организации, изложенных в п.п.2.1-4, формулируется концепция фоновой регуляции процессов в эволюционирующей системе (п.2.3.3):

I. Все реальные системы, даже замкнутые, открыты хотя бы по одному типу термодинамического контакта и, по крайней мере, стационарно неравновесны. В них протекают процессы, конечная скорость которых определяет детерминированную силу трения, (не)линейно-связанную со скоростью процесса. Именно сочетание движущих сил и сил трения создаёт в системе устойчивые диссипативные структуры автогенераторного типа, способные к самостоятельному существованию в энергонасыщенной среде даже при изменении условий их флуктуационного зарождения.

II. На все замкнутые и, тем более, открытые системы и процессы в них действуют многочисленные внутренние и внешние стохастические источники Лан-жевена: электромагнитные и акустические шумы различной интенсивности и цветности. Они способны проявиться только на определённом - соответствующем их масштабу - иерархическом уровне структурной и термодинамической организации системных паттернов, в частности, на уровне автогенераторных ДС, термодинамическая траектория которых приобретает броуновскую изломанность. Устранение этого фактора мсвизмижно, и он случайным образом изменяет ход процесса и свойства образующихся продуктов превращений.

Задача: Следует включить в систему внешний, маскирующий ланжевеновские источники плектр - воспринимаемый системой паттернов и понятный для исполнения команды регулярный сигнал, на фоне которого неравновесные процессы обретут пространственно-временную упорядоченность. В итоге кинетика процессов в области эффективной регуляции станет глобально согласованной, продукт — однородным, а стохастический шум снизится, преобразуясь в авторегулятивный плектр. Такую регулятивную функцию осуществляет настроенный на конкретный процесс в конкретной системе ГИТ ФАРРС с выносной антенной-медиатором.

Следующий подраздел (Генерация сигнала ФАРРС, его преобразование и ввод в систему (п.2.4) открывает математическую часть теории ФАРРС. В п.2.4.1 обсуждается свойство электромагнитной реактивности сред регуляции в частотном диапазоне сигналов ФАРРС и принимается приближение эффективной толщины скин-слоя б для гармонического процесса частоты су {ис. — 4гг' 10 ? Гн/м, ц - магнитная проницаемость, о0 - статическая электропроводность среды) 6=фл^Рь^а)''. Для меди в диапазоне а /2л = 300-30 МГц и а = 1 (форм-фактор

для плоской границы) получаем 3 = 3-10 мкм, тогда как для акустических волн та же среда дйсперсивна, и столь жёстких ограничений нет. Т.о., доказывается без-альтернативность в обосновании выбора явления ЭМАП в качестве базовой модели (п.2.4.2) ФАРРС. Приводятся экспериментальные факты, показывающие, что электромагнитное экранирование петли антенны-медиатора либо её бифиляр-ность не меняет, но акустическая изоляция срывает регулятивные эффекты.

Далее (п.2.4.3.) предлагается

Рис.13. Фрагмент плоского скин-слоя проводника антенны, его габариты и ортогональные линии токов I, магнитных полей В,

и сип Ампера Рп. 1„ - ток в п-ом скин-слое 5„; В - линия проекций

магнитных полей токов, текущих вне данного скин-слоя р„ - линия проекций сип Ампера, действующих на данный слой.

решение адаптации механизмов ЭМАП к задаче возбуждения акустических волн в методе ФАРРС на основе эмпирической пондеромотор-ной силы Ампера (рис.13), детали чего показаны в п.2.4.4 (Модель ЭМАП в скин-слое проводника антенны). Далее (п.2.4.5) следует конспективное - из-за громоздкости -математическое моделирование акустического давления в совокупном (для всех п гармоник сложного сигнала) скин-слое проводника антенны ФАРРС с выводом формулы акустического давления (объёмной плотности механической энергии) рум для тока в плоском проводнике толщины Ь, ширины а, амплитуды /0, формы униполярного меандра скважности тЛ с основной частотой <аъ в скин-слое ^(¿а,) (рис.13,14):

6 \ 2

1--Г- 1 + — £ [и"1 8т(ият)соз(лй),/)>

I / с-

I I Ь^п

\ ~ «_*«, IV

" Л1-Л + 1

ь

( г * \ ~ «^«,17 гр "1111

Л ""у .Л ^

Расчёт регулятивного давления ЭМАП посредством знакогенераторной

функции (2) обнаруживает почти полную идентичность с результатом (1):

Приводятся и количсствскко сопоставляются варианты 1АП для других сигнальных функций, представляющие интерес в плане модельного сопоставления действия отдельных гармоник на объект регуляции.

1

-.....к

Проникновение и распространение акустических воли ФАРРС в среде рефляции обсуждается далее (п.2.4.6) с позиций теории пассивных и активных акустических волноводов в слоистых средах. Условия полного внутреннего отражения регулятивных волн в сочетании с отрицательным трением в энергопересыщенном мезофазном волноводе определяют высокую вероятность инкрекпего распада взаимодействующих мод и усиления сигнала ФАРРС в нелинейной среде мезофазы (п.2.4.7) сообразно законам волнового синхронизма и соотношениям Мэнли-Роу:

пПа(1) ±тПсо(е) = Йт{>)\ ийкдЦ,,) ±тШ{е)(со{е)) = Йкм(о(1)), (3)

где б>(1), со^ и частоты исходных (внутреннего (/) и регулягивного(е)) и сопутствующего (л) колебаний (волн); к^- соответствующие им волновые векторы; т,п- целые числа, равные количеству взаимодействующих мод. Далее обсуждается проблема соотношения длины акустической волны и пространственного распределение фаз регулятивного сигнала с классиче- ™ ских и квшгтовых позиций (теорема Белла): применение детерминистических законов (3) снимает вопрос о пространственной локальности и выборе модели внешней и взаимной (последовательной или же параллельной) синхронизации паттернов. Из соотношений (3) ло- ; пиески вытекает вывод о возмож- ■■■■ ! : I

носга накопления регулятивной ' .. , 1

информации в активной среде _-—_._,_р-^—п_

мезофазы, т.е., проявлении экспс- 6

- , Рис.14. Ток (А/Ц формы унипачярного меандра скважности 2 (я)

риментально обнаруженного эф- исозд^моеимдавленИеЭМАП(мПа)вскин-споеанген11ь1(б).

фекта (п.з.5.1) кинетической па- Абсцисса-фга в едя. Модель МаММ

мяти регулятивных процессов как следствия многократного сложения квазиимпульсов

паттернов мезофазы и регулятивного плектра к(е) (<рг) + к(№) (<рЧ) ) = к( ) (рл (<рг)) (здесь

(р- фаза волновой моды, индексы - в соответствии с комментариями к формулам (3)).

Кажущаяся проблема несоответствия энергетических масштабов физико-лимических прицеосив и си! нала регуляции (п.2.4.8) разрешается корректным сопоставлением плотности энергий фононных мод и сигнальной волны не на максимуме, а на пологом периферийном участке в зоне сопоставимых частот соответствующих функций распределения фононов и либронов среды мезофазы.

Полного паритета уровней плотности энергии удаётся достичь (приводятся количественные результаты расчётов) при использовании кластерной модели строения паттернов и постпоения иерархических распределений кластеров по энергиям. Этим исчерпывается концептуальная подготовка для определения модели баросен-сора и механизма его резонансного отклика на регулятивный сигнал. В итоге п.2.4 завершается обоснованием явления параметрического резонанса (ПР) распреде-

лённых автогенераторных (АГ) паттернов как модели первичного регулятивного эффекта ФАРРС (п.2.4.9). Постановка задачи определяется данными наблюдений широкого частотного диапазона и малой амплитудой эффективного сигнала ФАРРС. Этим предпосылкам в наибольшей мере отвечает ПР, отвечающий нелинейным уравнениям Хилла и Матьё и модели регуляции параметров обратной связи (важность этого явления в аспекте теории ФАРРС подкрепляется подробным анализом решений этих уравнений). Уравнение Хилла для униполярного меандра регулятивного сигнала даёт простое решение для параметрической девиации частоты колебаний неавтономного генератора Ван дер Поля (НАГ ВдП) в сегменте [ а>\ < а)о; со о], что оптимально сочетается с регулятивной функцией (2):

йР2(0 = 2-'й,02{2-^(1-5Вп[5т(^)0])}; в 1-(»,/<»„)2. (4)

Аналитическое исследование частотных коридоров регулятивных зон отклика на меандровый сигнал в сравнении с другими формами плектра, в частности, описываемого уравнением Матьё для гармонической модуляции энергоёмких параметров паттернов мезофазы позволило выявить полное преимущество симметричного униполярного меандра и теоретически обосновать эмпирический выбор регулятивной функции для режима ФАРРС.

Следующий подраздел - Осцилляторная модель и анализ эффектов ФАРРС (п.2.5) - концептуально доминирует в данной главе: в нём последовательно с позиций неравновесной статистической термодинамики и нелинейной кинетики, на основе материала п.п.2.1-4 даются толкования обобщённых эмпирических результатов метода фоновой регуляции физико-химических процессов. В п.2.5.1 (Автономный и управляемый генераторы Ван дер Поля в детерминированной системе) приводятся типовые схемы и комментарии к модели АГ с сосредоточенными параметрами как базового элемента строительства ВКП. Подробно анализируется динамическое уравнение незашумлённого АГ и его параметры. Особо выделяются аплитудно-фазовое и энергетическое (IV) обыкновенные дифференциальные уравнения (ОДУ) для АГ ВдП с обобщёнными параметрами накачки, линейного и нелинейного трения. Определяются частные задачи НАГ ВдП, имеющие прямое отношение к моделировании фоновой синхронизации ВКП и ТКП. В п.2.5.2 (Распределённая автоколебательная ДС в среде источников Ланжевена и размерный фактор) рассматриваются флуктуации и (аддитивные и мультипликативные) шумы в динамических системах, шумовые источники Ланжевена (классификация Шрёдера), задача идентификации шумового процесса в модели ФАРРС, уравнение Фиккера - Планка для описания эволюции функции распределения НАГ ВдП в средах с источниками Ланжевена. Приводятся сравнительные характеристики пассивных и активных стохастических осцилляторов в амплитудно-фазовом и энергетическом представлении, критически анализируется стохастический пассивный бистабильный осциллятор и размерный фактор устойчивости паттернов в мезофазе. Составляется стохасти-

иргтгпр ттаЛк^Рптеттмятп.юлр \'ГЛТПТТ.Ч1Т|П (Г1 'IV ^ глттрггллаптр*» гтмппгтт. и■»мрырима \<------^ \ —^— . ~ ............ ...—

сы осциллятора. В модели ФАРРС оно отвечает процессу слияния синхронизированных сигнальной волной одиночных ВКП в ТКП и наращиванием его размеров N путём присоединения ВКП средней массы «1 со скоростью

(т) = {от, }(ДЛГ|/Аг)|лм0. Применение к ТКП (как и ВКП) модели сфер с постоянной и идемичной плотностью р, аппроксимация силы вязкого трения сферического осциллятора в сплошной среде формулой Стокса допускает оценку изменения энергии паттерна с ростом его размера как среднюю за период Т0 собственных колебаний НАГВдП производную:

(^/¿АГ)^ = -Ч^вт^ + (5)

В этом СДУ 7Д, - коэффициент динамической вязкости, в - коэффициент соотношения объёма сферического ТКП размера N с суммарным объёмом сформировавших его N ВКП, х - осциллирующая переменная, О - интенсивность шума, функция шумового потока. В отсутствие корреляций собственных колебаний паттерна и источников белого гауссовского шума

(сНГ/ж)т = -2''т]ч0^А2 (бя1вт1р~,у/1 к (6)

Следовательно, укрупнение осцилляторов ТКП приводит к уменьшению их коллективной "чувствительности" к действию факторов, способных изменить энергию на уровне самоорганизации. А поскольку энергия - далеко не последний по значимости параметр состояния системы, то это означает повышение устойчивости ВКП в процессе их синхронного укрупнения. Подчёркивается, что традиционное приведение ОДУ и СДУ к единичным значениям энергоёмких экстенсивных параметров (масса, момент инерции, упругая постоянная, теплоёмкость, электроёмкость, индуктивность и проч.) если и не нарушает корректности общих выводов, то приводит к потерям информации о реальных процессах.

Далее (п.2.5.3) проводится амплитудно-фазовый анализ внешней и взаимной синхронизации колебательных ДС и, главным образом, детерминированного генератора Ван дер Поля в модели ФАРРС. Даётся амплитудно-фазовый анализ синхронного отклика детерминированного НАГ ВдП и проводится аддитивное включение источников Ланжевена в уравнение НАГ:

х-а^(\-хг)х + а1х= рУгю1Ей[е)со${ю(^) + 2а(е)45$(1), (7)

(где коэффициенты - параметры НАГ), затем исследуется амплитудно-фазовое решение уравнения Фоккера - Планка для эволюции соответствующей функции распределения системы НАГ по фазам. Фазо-частотный анализ синхронизации НАГ при значительных частотных отстройках и взаимная синхронизация связанных НАГ Ван дер Поля - предметы особого внимания, поскольку определяют устойчивость эффектов ФАРРС к девиациям параметров регулятивного плектра и рассматриваются как фактор кинетической памяти.

Означенный параграф подготавливает референтную базу для п.2.5.4, в котором решается полученное из (7) уравнение стационарного состояния структур мезофа-зы в режиме ФАРРС, исследуется поведение НАГ ВдП в области бистабильности фазовой траектории и обьясняси;» Связанная с Лий исибсНнОСчЬЮ кинешчсСкш Намять эволюционирующих физико-химических систем. Для сопоставления с известными (Николис, Пригожин, Гленсдорф) и хорошо изученными кинетико-математическими моделями обширного класса явлений осуществляется приведение

стационарного решения пАГ В да к виду брюсселятора (тримолекулярной модели). Это позволяет смоделировать и обсудить в известной терминологии катастрофы сборки Римана - Гюгонио (рис.15,16) бистабильность фазовой траектории для стационарного (я) режима ФАРРС. Пренебрежение уровнем стохастического шума (что корректно для единичного паттерна в среде ТКП - большом ансамбле синхронных ВКП) приводит стационарное решение укороченного СДУ (7) (с заменой переменных и параметров: х-* т] = 2|®0 - ) к форме кубической нелинейности:

-2(3г)-Н(1/3-+ -(2/3)(1/9+7}2)] = 0: (8); или + ^ = (9)

Рис.15. Катастрофа сборки Римана - Гюгонио: фазо- Рис.16. Бифуркация Андронова - Хопфа

вый портрет стационарных состояний (8) в координа- в параметрическом пространстве уравнения (9): тах: ордината - г, слева справа — У]. петля гистерезиса и критические параметры ¡¡¡,

Общий вид уравнений (8) и (9) математически изоморфен многим реальным процессам, как в сосредоточенных, так и в распределённых физических, химических, биологических (возбудимых) и др. реакционно-диффузионных системах, где характеристическая переменная х, у, г является интенсивной или экстенсивной величиной системы (или процесса в ней), эволюционирующей в фазовом пространстве под управлением двух параметров: Ли /л, который в режиме ФАРРС включает а^— квадрат стационарной амплитуды регулятивного сигнала.

Энерго-энтропийную суть регулятивных эффектов ФАРРС раскрывает п.2.5.5. Отмечается непреходящая ценность теории Климонтовича, предложившего метод описания внешней оишфоншации одиночных зашумлённых НАГ БдП и их ансамблей. а также критерий уровня их организованности на основе теоремы в режиме прямого (директивного) возмущения. Задача состояла в том, чтобы сконструировать автомодельную функцию ) соэ^, соедшгяющую апробированный метод Климонтовича с моделью ФАРРС, опирающейся на математический аппарат ПР: (1), (2), (4).

Энерго-фазовое представление внешней синхронизации (е) единичного паттерна ВКП и модель прямого возбуждения определяют стационарное (5) решение в форме канонического распределения Гиббса:

1 '00 где ^о(е)- амплитуда регулятивного сигнала в энергетическом (IV) представлении,

Ф - случайная резонансная фаза колебаний индивидуальных АГ. а- параметр обратной связи АГ ВдП (накачка за вычетом линейного трения: а = а0-у), ¡)- коэффициент нелинейного трения. Автомодельное преобразование регулятивных сигналов прямого возбуждения и параметрической модуляции в режиме ФАРРС с выбором периодической функции, задающей частотную девиацию

|й>0-й>,| вблизи собственной частоты колебаний НАГ 0)а в виде (2): а0(г) = 2Ч а0 {2 - 5Ш [l - sgn (sin <*>)]j; or(() = a0{i) - у привело для режима ФАРРС в условиях малых девиаций ПР и развитой генерации к результатам: %e] = a¡D(cx0-y)-l[5Sil4-(l-S„)ya?},

Энтропийный анализ регулятивного эффекта ФАРРС для одиночного

ВКП показал более устойчивым по Ляпунову состояние синхронизации - по критерию отрицательности разности системных энтропий (критерий 5-теоремы):

о

Эволюционное слияние паттернов ВКП в ТКП в режиме ФАРРС и формирование среды из связанных генераторов в энерго-фазовой модели с привлечением эволюционного уравнения Колмогорова - Петровского - Пискунова выявило сужение функции распределения N объединённых ВКП по энергиям Wz

= (2 -<У2 • (13)

Рост размера ТКП сопровождается снижением уровня шума; производится перенормировка шумовой температуры D-+D, что эквивалентно автокатализу эффекта ФАРРС: каждый ВКП в составе ТКП находится в поле регулярных сигналов точно таких же синхронных паттернов, а это соответствует состоянию пониженного стохастического шума. При малых девиациях 6Ш (см. (4)):

D = DN~\ dD(N)ldN = -DN-2=-D(N)N-'. (14)

Энтропийный анализ регулятивного эффекта ФАРРС для эволюционирующего ТКП. Количественную оценку увеличения степени упорядоченности даёт 5-теорема Климонтовича: находятся значения энтропии в системе N синхронизированных ВКП по формуле Больцмана - Гиббса - Шешюна для функции:

S = -\f[S){lVY)\nf[s](WT)dWx+S<}, (15)

Разность эшропий (15) определяет относительную степень упорядоченности N синхронизированных по отношению к N спонтанных НАГ для N> 1:

As =Sl¡]{N}-Sl,{l}=-(ll2)NhN<0, (SAjdN)^ =-(1/2)(1пЛЧ1) <0, (16)

Очевидно, что величина N (при = const) является управляющим параметром.

Поскольку оба неравенства (16) имеют одинаковые знаки, то в пространстве управляющего параметра N состояние отдельного НАГ неустойчиво, и росту N отвечает прогресс самоорганизации. И это - наиболее убедительное доказательство преимущества lipyinnjix синхронных паттернов 11СГТ перед разрозненными, хотя и синхронизированными ВКЛ. Эволюция мезофазы в режиме ФАРРС, таким образом, идёт в направлении экспансии слияния ВКП в группы, рекрутирования ПК из диффузионных каналов в новые ВКП и т.д. - вплоть до формирования ТКП.

Сценарий Фейгенбаума, рассмотренный для эволюции мезофазы, показал условия бифуркаций и выявил асимметричную мультистабильность фазовой траектории. Опять проявился экстенсивный фактор, определивший параметрическое нивелирование паттернов мезофазы в режиме ФАРРС. Количественный анализ дал доказательства прогрессивного возрастания коэрцитивной силы гистерезиса 2А/и и бифуркационного размаха Дz (рис. 16) по мере увеличения размера ТКП (N).

Однородность неравновесной системы и долговременная память (рис.7, 17), как показал анализ, связаны причинно-следственно. Это означает выравнивание характеристик пассивных элементов ВКП, сопряжённых с энергией. А поскольку таковыми элементами являются ПК, параметризуемые массами, размерами, зарядами, формой и проч., мы получаем не только мезофазу с регулярностью пространственных свойств, но и однородный продукт необратимых процессов. Однородная мезофаза - это бесконечный кластер перколяции внутренней энергии, электрического заряда, вещества, причём с иным - не диффузионным, а конвективным, или волновым типом проводимости. В параметрическом пространстве ТКП радиусы корреляций возрастают глобально, и кинетика процессов в области мезофазы значительно теряет стохастичность, Материальная система, претерпевающая необратимые превращения, сохраняет в твёрдой либо вязкой аморфной среде продукта "марковскую" информацию о последнем - регулярном течении неравновесных процессов в форме химических потенциалов производимых компонентов. Долговременная память, таким образом, связана не с молекулами, а с кластерами, которые в последующих циклах разрушения - синтеза макроскопической структуры вещества проявляют регулятивную функцию (рис.12). И подтверждается это не только приведённой моделью, но и тем фактом, что резонансные частотные зоны ФАРРС практически не коррелируют с традиционными справочными свойствами молекул (атомов) и параметрами равновесных фаз - как реагентов, так и продуктов их превращений. Проводится

Рис.17. Эволюция во времени (/, -> 12)бимодальной функции распределе-ни«/(*,0 за точкой бифуркации в стохастическом режиме, индуцированном флуктуа-циями, и в усло-

ПМ(Г* ЛАРРГ (р\

эволюционный анализ распределения и относительной дисперсии (12, 13) в неблагоприятном приближении неизменного уровня интенсивности шума D по мере разрастания ТКП. Для этого находится зависимость положения максимума от размера ТКП для двух моментов времени íi и г2, которым соответствуют числа синхронизированных ВКП в составе ТКП Л/; и Л^. Из него следует определяющий эффекты ФАРРС вывод. Поскольку все функции распределения нормированы на единицу, т. е., площадь под соответствующими кривыми постоянна, то уменьшение относительной дисперсии /(Wj)- сужение функции вблизи максимума означает его взлёт и обострение и, следовательно, кардинальное сближение энергий ВКП, составляющих ТКП мезофазы.

Энерго-энтропийный анализ химической кинетики в режиме ФАРРС (п.2.5.6) обосновывает экспериментально наблюдаемый эффект роста скоростей физико-химических процессов как естественное следствие влияния синхронизации на предэкспоненту и энтропию активации термоактивированного процесса в режиме ФАРРС. Согласно теории абсолютных скоростей реакций (ТАСР) константа скорости элементарной стадии равна

к, =$-Ш",ехр[-ДС7(ЛГ)], где AG* = АН* - TAS*. (17) Здесь - трансмиссионный коэффициент, к, h и R - постоянные Больцмана, Планка и Реньо (газовая) соответственно, Т - температура системы реагентов, AG*, АН*, AS* - соответственно макроскопические (мольные) энергия (работа) Гиббса, активационное изменение энтальпии и приращение энтропии образования переходных состояний (активированных комплексов). Теория Кра-мерса предлагает формулу скорости выхода из потенциальной ямы как

rK = т0 {2яУ ехр[- AWaJ(kT)], (18)

где ЛWac¡- энергетический барьер - промежуток между стационарной колебательной орбиталью НАГ ВКП и низшими возбуждённым состоянием активированного комплекса, синхронизированного НАГ. Уравнивание константы (17) и скорости (18) к* = гк и принятие ЛЯ" = AWaa даёт показатель предэкспоненты:

Д5#йч = 1п|й/(^Г)[4жа/(>5»г,^2)]1/3|. (19)

Для "молекулярного уровня" иерархии этим следовало бы завершить преобразования, но для паттернов мезофазы требуется иной - "присущий" системе НАГ - структурный уровень температуры. С помощью флуктуационно-дисси-пационной теоремы определяется связь

кТ = mfi (у)'1 = mxD (/N)"', (20)

что при подстановке в (19) придаёт этому выражению вид локального стохастического уравнения (а, А и гп\ в (19) - (21) - см. (5)):

AS", = R \n\hvlcñ\A\ХлаНfím.Á2\T\= R \n\hvNОлГ'Г'Аш!(вгп,Аг\Т\ (21) vi ( - v i L i V ' JJ ] ( ' v» / I \г 1 /J J

Инкремент энтропии активации ВКП в режиме ФАРРС и такой же системы несвязанных в синхронный пакет ТКП паттернов находится как

} = А5*} - ДГ = Д 1п N. (22)

Положительная зависимость инкремента энтропии активации ВКП от

размера ТКП аналогична (16). Если перейти от интенсивных мольных величин к экстенсивным, заменив в (21) и (22) число Авогадро, входящее в число Речьо, на размер ТКП, полагая его столь большим, что это не окажется противоречащим статистическому смыслу больцмановской (не шенноновской) энтропии, то:

= А3=ШЫЫ>0', с1 = с?А3/сйУ = & (1п N +1) > 0. (23)

Из (23) вытекает неустойчивость переходных состояний ВКП по Ляпунову (А$), входящих в состав крупных ТКП, т.е., барьерная активация ВКП в составе больших ТКП наносит системе больший структурный урон, чем таких же ВКП, но в составе маломерных ТКП. А поскольку размер ТКП определяет высокую скорость производства и однородность продукта в пределах своих границ, то становится очевидным практически полное подавление нуклеации в режиме ФАРРС: крупная "матрица" ТКП быстро встроит медленно растущий докритический зародыш в задаваемую ей структуру новой фазы, не дав ему создать свой индивидуальный кристалл. И чем медленнее химическая стадия, тем большую матрицу ТКП и более крупный, однородный кристалл можно выстроить.

Поскольку самоорганизация паттернов приводит к синхронному обмену механической энергией, импульсами, моментами импульса, то это обусловливает высокоскоростной - волновой механизм перераспределения внутренней энергии в трёх измерениях мезофазы. В терминах теории подобия это соответствует кардинальному возрастанию значения теплового критерия подобия Нус-сельта (1Уи). Как результат -пространственная однородность температур всех уровней иерархии (Т. О). А та к как температуря пуппит п константу скорости, то это полностью замыкает фактор однородности и высоких скоростей термоактивируемых процессов на эффекте ФАРРС. Конвективный и адвективный перенос реагентов, входящих в состав ВКП - это высокая скорость и пространственная однородность концентраций компонентов, участвующих в химических и физических превращениях, что в терминах теории подобия означает повышение числа материального (диффузионного) критерия Нуссельта Этот фактор, очевидно, является определяющим и в безбарьерных, и в ак-тивационных процессах возрастания и выравнивания их скоростей.

Последний п.2.6 этой главы (Формально-термодинамическая модель

б*

& А&* ¿Я*

\ \ /

йШ,к) ФЙРРС

Рис.18. Изменение энтропии активации ДЛ* в режиме ФАРРС: энтропия основного состояния реагентов в мезофазе; 5*-экгропия переходного состояния; - энтропия основного состояния в режиме ФАРРС; Юед—тактовая частота ИТ; - частотный коридор химических эффектов ФАРРС.

макропараметрического отклика среды мезофазы в режиме ФАРРС) выполняет вспомогательную, но важную функцию: доказать положения и выводы п.п.2.4, 5 с независимых позиций формальной термодинамики и заменой фонового резонансного отклика паттернов моделью сплошной поляризации среды мезофазы в нулевом кулоновском поле. В п.2.6.1 приводятся базовые аналоги кинетического отклика реакционных сред на поляризационные воздействия и ставится задача термодинамической модели эффектов ФАРРС. Модель основана на реальных эффектах оригинальных наблюдений топохимического отклика предэкспоненты (24) на слабое кулоновское возмущение Е:

к»0;) сх ехр(д^/д) = ехр(Д5*/Л)ехр(££2/Л), (24)

Выявляется возможность эквивалентной замены стационарного режима ФАРРС на квазистатическую электрополяризацию (в нулевом поле) системы диполей (аналогов ВКП), описываемых уравнением состояния Дебая - Ланжевена, и вычислением инкрементов энтропии и теплоёмкости. В п.2.6.2. строится термодинамическая модель поляризации мезофазы в нулевом кулоновском поле, после чего (п.2.6.3) обсуждается регулятивное проявление инкрементов энтропии активации и теплоёмкости мезофазы в режиме ФАРРС и их "полевых" аналогов. Первый непосредственно влияет на константу скорости ((23,24), рис.17). Второй - на коэффициент температуропроводности, в итоге - на теплопередачу (26).

= -50) = (5*, -Я*)-^,) -Л) 5=«£г % (25)

Г = а2У2Г, а2~\[срр)~]. (26)

Обосновывается, что = 0. При этих условиях согласно рис.20 ускорение реакции будет обеспечиваться при <55^ < 0. А теплопередача сквозь мезофазу возрастёт при < 0. В п.2.6.4 производится вычисление инкрементов энтропии и теплоёмкости в модели Дебая - Ланжевена по алгоритму (27):

63{е]=-[дЩе])/дт1у гс^ =т[д(*5и)/дг1х. (27)

Далее (п.2.6.5) проводится анализ и согласование решений (27). Определяется область существования совместного выполнения условий отрицательности полученных результатов для среды мезофазы как линейной комбинации идеального диэлектрика и проводника ¿5'(г)л,<0, 5С{!)т <0. Кооперативный эффект снижения эитпопии и теплоёмкости мезофазы (п.2.fi.fi) усиливает льткпл п.2.6.5 и расширяет область параметров для совместного выполнения условий отрицательности инкрементов ЗБ^ и оС(е). Доказывается, что наиболее устойчивой является

конфигурация антипараллельных идентичных диполей (структура (2) на рис.19). Эта конфигурация соответствует синхронизированному ТКП, образованному идентичными ВКП. Есть основание утверждать, что в многомерной среде самоорганизация протяжённых кластеров обусловлена положительной обратной связью их размера и устойчивости. И только постоянное деструктивное действие многочисленных шумовых источников Ланжевена препятствует глобальному структурированию мезофазы.

Доменная модель в приближении Кюри - Вейсса (п.2.6.7) приводит к аналогичным, но более сильным доказательствам п.2.6.6.

Обобщающий анализ (п.2.6.8.) показывает достижение цели п.2.6, сопоставляет данные и подводит черту под всеми теоретическими выводами Главы 2.

В Главе 3 (Теоретический анализ экспериментальных данных приложений метода ФАРРС) приводятся положения теории ФАРРС, объясняющие все наблюдаемые эффекты фоновой кристаллизация из расплавов и растворов (п.3.1) как результат формирования ТКП. В п.3.2 с позиций неньютоновской реологии течений ТКП мезофазы под нагрузкой трактуются экспериментальные данные по пластической деформации металлических материалов. В п.3.3 обсуждается твердение минеральных композиций, а в п.3.4 - полимеризация органических мономеров как феномен глобального изменения и нивелирования параметров кинетики целевых реакций.

Наиболее обширный подраздел п.3.5 посвящен анализу группы гальванохимических процессов в режиме фоновой регуляции. В п.3.5.1 с позиций теории ФАРРС обсуждаются данные по разряду медно-магниевого химического источника тока М§|ЫаС1,Н20|СиС1. Этот ХИТ с теоретической ЭДС 2.51В

показывает напряжение на оптимальной нагрузке (1.2-1.5)В. Фоновый сигнал подавался через волновод в электролит. Усреднённые данные мониторинга разряда этого ХИТ приведены на рис.20 и в таблице. Обнаружен эффект кинетической

ГТЧ1 ЖСГГЧЖ VIЯТ' Т»ЯП-Г?МП»|Л1 'Л»' -------

ная подача сигнала сохраняет установившиеся разрядные характеристики длительное время после выключения регуляции, что отвечает теории. Для анализа вводятся диссипативная функция и производство энтропии (28) как функции тока / = ц, переносимого заряда а, сопротивления электролита г0, диффузионной ЭДС Е*(1) и температуры Т:

Тй' = ц{щ + Е*Ц))=1\+т\1)\ р(4) = 5* = Л-'(/г0+ £*(/)). (28)

(11 <г

11Н1 ^ л »1

1И11 оарок ядыв акже | ) 1 1 *

мм» * ♦ 1 * Ч

мм» \ \ 1 1 I

(2)

МММ.

МММ о°р<"дзды: 111111 МММ

ТУп(2) ,ИГп(2-)

Рис.19. Плоские системы одномерных цепочек диполей различных конфигураций в нулевом кулоновском поле.

(2Т

.1 ММ

< мм

мм

* мм

0,35 0,3

е*

0,25

а

о 0,2

§

X и 0,15

1

0,1

0,05 -

- Контроль -

- Фон 250 кГц

Время процесса, ч

Рис.20. Кинетика разряда медно-магниевого ХИТ в условиях ФАРРС и штатном режиме (контроль).

Снижение неравновесной доли производства энтропии в приэлектродном пространстве (табл.) отражается - как это следует из теории ФАРРС - в упорядочении свойств и характера твёрдых продуктов: медь, полученная в фоновом режиме, имеет однородную поверхность без дендритов и выраженной нуклеации, что

ОТврчярт пгштшт/ мннишма гтпичиглпгтюэ 'ШГП,-.'.ГГ.<Ы Пптлгп-л-иио и тппртрпт

вует о более эффективной самоорганизации процесса.

Таблица. Сравнительные разрядные характеристики медно-магниевых ХИТ в регулятивном (Р) и штатном (К) режимах работы. Удельные параметры - по массе СиС1.

р е ж и м Работа Z", ч ± 15 с Стационарный ток I, ± 0.01А Напряжение и, ± 0.19В кпд V, ±9% Удельная ёмкость, + 0.08 А-ч/кг Удельная энергия, ±0.30 Вт-ч/кг К+Е'(1), ± 0.32В Рм. ±0.6 мВт/к г/К

К 169 0.20 1.24 49 1.35 1.68 0.99 3.4

Р 169 0.30 1.86 74 2.03 3.80 2.23 2.6

Покрытие пористое, рыхлое. Покрытие плотное и однородное.

Размер пор ~ 5 - 15 мкм. Размер пор ~ 1 -4мкм.

Рис.21. Ппанарные РЭМ-фотограммы цинковых покрытий стальных пластин в разных масштабах: слева - штатный режим, справа - ФАРРС 200 кГц.

Катодное ц и "»сопат; с стали в режиме ФАРРС (п.3.5.2), как и ожидалось, даёт однородную поверхность тонкого и более плотного (до 130%) слоя, без сквозных канальных пор, характерных для штатного режима (рис.21). Их планарный

диаметр уменьшен в 2-4 раза, а относительная площадь - в 3.6 раза. По аналогии с (28), но с введением катодного перенапряжения г]{1, Т) получаем формулы 73* = ¿¡(п(1,Т), 1г(Т)) = 1т,(1Л + 12г(П Р(х)ее ? =ГГ-\г£1,Т) + НТ))- (29) В полном согласии с прогнозами теории ФАРРС рентгеновский микроанализ покрытий обнаруживает фоновый рост концентрации целевого компонента -цинка и снижение доли железа, а также пространственное выравнивание размера цинкового зерна. Это реализуется повышенным током при неизменной температуре и ЭДС внешнего источника, что отвечает снижению перенапряжения и производства неравновесной энтропии (29), т.е., повышению целевой эффективности гальванического процесса - соответственно теореме Пригожина.

Не менее доказательны результаты ФАРРС (п.3.5.3) анодирования алюминия и его сплавов (рис.22). И здесь наблюдается резонансное кондиционирование покрытия: при его габаритной и химической однородности и сплошности кракелюрная сетка гидроксидного слоя (после завершающей технологический процесс гидротермальной обработки и сушки) неглубокая и слабо выражена.

Ь - толщина анодированного слоя по данным измерений на лоперетных шлифах ц массовая толщнна гоисрытий по данным измерений на планарах

Рис.22. Графики зависимостей показателей алюмогидроксидных

анодных покрытий от частоты основной гармоники

униполярного меандрового сигнала ФАРРС. Данные РЭМ.

О - средний диаметр мажрохчеек

Опытные феномены компьютерной инверсионной вольт-амперометрии

(п.3.5.4) стали важными доводами в пользу механизма ЭМАП, а также существования верхних порогов сигнала проявления ФАРРС. Очевидно, что мониторинг ФАРРС электрохимических реакций может способствовать развитию изложенных здесь теоретических основ метода (п.2.5.6), что подчёркивается в п.3.6 (Перспективы применения метода ФАРРС). В этом подразделе анализируются задачи теории ФАРРС и потенциальные возможности реализации метода.

выводы

1. На основе анализа регулятивного отклика эволюционирующих конденсированных сред на слабые внешние возмущения проведено обобщение представительной группы экспериментальных данных кинетического, термодинамического и структурно-параметрического характера, что позволило определить исследуемые эффекты как фоновую акустическую резонансную регуляцию самоорганизации (ФАРРС) неравновесных процессов, лимитирующих ход материальных превращений в гетерогенной физико-химической системе. Обосновано проявление действия ФАРРС: в неравновесных процессах кристаллизации металлов и сплавов; при пластических деформациях материалов; в механохимическом разрушении твёрдых веществ; ионной кристаллизации веществ из их расплавов и водных растворов; при твердении минеральных вяжущих и бетонов на их основе; полимеризации термоотверждаемых алкилакрилатов и композитов на их основе; в кондиционировании процессов разряда и электродного структурообразования химических источников электрического тока; в повышении энергетической эффективности и структурной однородности продуктов электродных химических реакций в жидко-электролитных процессах катодной и анодной гальваностегии.

2. В развитие существующих теорий самоорганизации диссипативных структур в открытых неравновесных физико-химических системах предложена теоретическая и модельная база ФАРРС, объясняющая как ранее наблюдаемые, так и новые регулятивные эффекты. В основе теории ФАРРС лежит обоснованная модель регуляции самоорганизации диссипативных структур в переходной среде мезофазы гетерогенной системы, способных в резонансных условиях к когерентному сосуществованию, коллективному противодействию разрушительному действию стохастических шумов, экспансии своего влияния на хаотические зоны и процессы. Такие согласованные структуры меняют механизмы переноса интенсивных и экстенсивных термодинамических параметров физико-химической среды мезофазы и скорости целевых химических процессов.

3. Математическим моделированием доказывается разрушительное влияние на самоорганизующиеся системы и процессы директивного (принудительного) внешнего действия независимо от его природы даже на резонансной частоте регуляции, тогда как слабый, но имманентный сигнал в энергонасыщенной и нелинейной среде мезофазы испытывает отрицательное трение и усиливается до регулятивного уровня по законам квантового синхронизма.

4. В качестве базовой физической модели строения мезофазы используется теория кластерной иерархии надмолекулярных структур. Первичные кластеры (ПК) или - иначе - надмолекулярные структуры наноразмерного уровня пространственной организации являются строительным материалом для вторичных кластеров перколяции (ВКП) - турбулентных крупномасштабных флуктуаций (паттернов) материально-термодинамического потока, датчиков внешних и

иш/трриииу СИГН2Ллв5 СПОСОБНЫХ К р£ЗОН2НСНСМу ОТКДИКу Н2 СЛ^быЙ П£рНОДИЧ£"

ский регулятивный сигнал. Для представления ВКП выбран обобщённый автогенератор Ван дер Поля, что обосновано требованием поиска общих принципов ФАРРС для произвольной неравновесной гетерогенной системы.

5. Сигнал регуляции ФАРРС с частотой следования импульсов в диапазоне (10 - 104) кГц изначально формируется маломощным генератором электрического тока, направляемого во внешнюю петлю металлического магнитного диполя. В скин-слое провода как результат интегрального эффекта электромагнитно-акустического преобразования (ЭМАП) возникают слабые пульсации давления, для которых все конденсированные среды, даже реактивные для электромагнитных волн в указанном диапазоне, являются дисперсивными.

6. Предложена и обоснована модель параметрического резонанса ВКП на основной и ближайших гармошках Фурье-ряда регулятивного сигнала ФАРРС (первичный эффект приёма сигнала). На базе решений нелинейных уравнений Хилла показана результативность регулятивного действия именно униполярного меандрового сигнала малой амплитуды как наиболее адаптивного в распределённых системах в эффекте их параметрического резонансного отклика.

7. С позиций статистической термодинамики представлена стационарная модель ВКП мезофазы как стохастически зашумлённой термодинамической системы, характеризуемой функциями распределения ВКП по энергиям, амплитудам и фазам. Посредством решения кинетических уравнений, S-теоремы Кли-монтовича и энтропийных функционалов Ляпунова показана повышенная устойчивость неравновесной физико-химической системы в режиме ФАРРС и термодинамическая неизбежность укрупнения группы разрозненных ВКП в объединённую синхронную структуру - третичный кластер перколяции (ТКП), способную к длительному существованию без внешней поддержки.

8. Экспериментально обнаружено явление кинетической памяти стационарно неравновесной системы - возможности отключения внешнего генератора ФАРРС через некоторое время без ущерба для эффектов фоновой регуляции. Этот эффект анализируется и объясняется с трёх независимых позиций:

- сравнительного анализа распределения фононных мод мезофазы по энергиям, что показывает реальность их взаимодействия и возможность накопления регулятивной информации объединёнными паттернами, становящимися при достижении критической массы самостоятельными репродукторами регуляции;

- амплитудно-фазового решения уравнения Ван дер Поля для одиночного ВКП показывающего, как в случае бифуркации режим ФАРРС обеспечивает большую в сравнении со стохастическим переходом устойчивость нового стационарного состояния и фазовой ветви одиночного и группы ВКП;

- энерго-фазового представления функции распределения, которая в режиме ФАРРС определяет пониженный энтропийный функционал Ляпунова, что свидетельствует о росте устойчивости (в противодействии шуму) одиночных синхронизированных ВКП.

9. Экспериментально обнаружено явление долговременной или фазово-переходной памяти неравновесных конденсированных сред, прошедших хотя бы однократное превращение в режиме ФАРРС. Объяснение данного эффекта даётся пешением энепго-Лтгшой чалачи гтля ihvmnnm пясппелеттения системы

л а i ' ■ - п---- х*------'--- X.....X ^---------- -----------

ВТЛТТ_____..._________Ü ______________________ _____________________________ ___________ А 1 ТЛТЧу-t

гч.11 кал KOiepcMinim ipyliiibi идинак.иви синхронизированных в режиме флп ъ

паттернов, т.е., ТКП, в реакционно-диффузионных средах. Показано, как по мере накопления регулятивной информации происходит сужение и обострение

функции распределения системы ВКП в составе ТКП по энергиям, минимизация межкластерного химического сродства, что приводит в результате физико-химических превращений к образованию структурно и химически однородного продукта в широких пространственных пределах реакционной среды.

10. Методом сопоставления теории переходного состояния для конденсированных сред и кинетического уравнения Крамерса получен вывод о неизбежном повышении предэкспоненты константы скорости термоактивированного процесса аррениусовского типа как следствия появления неотрицательного регулятивного инкремента энтропии активации ВКП - участника процесса переноса или носителя химического реагента.

Размерный фактор, присутствующий в ФАРРС-решениях кинетических уравнений для одиночного ВКП и ТОП, позволил произвести перенормировку статистической температуры - интенсивности интегрального шума в расчёте констант скоростей процессов с участием синхронизированных паттернов. Показано, что увеличение размера ТКП эквивалентно снижению перенормированной температуры Ланжевена.

11. С позиций формальной термодинамики в задаче поляризационного отклика среды мезофазы в нулевом кулоновском поле как статической модели мезофазы в режиме ФАРРС получен аналогичный вывод о росте предэкспоненты константы скорости термоактивированного процесса аррениусовского типа и о появлении условий, в которых локальная теплоёмкость мезофазы становится пониженной.

12. В экспериментально исследованных электрохимических гетерогенных процессах разряда химического источника тока, а также гальваностегийных катодных и анодных реакциях на основании отслеживания вольт-амперометриче-ского временного тренда расчётом показано существенное уменьшение производства энтропии в регулятивном режиме в сравнении со спонтанным. В электрохимических опытах подтвердились теоретические выводы о влиянии на уровень регулятивного сигнала магнитных свойств материала антенны-медиатора.

Основное содержание диссертации опубликовано:

1. Колесников A.A. Термическое разложение твёрдых веществ в однородных электростатических полях / ЛТИ им. Ленсовета. - Л., 1979. - 24 с. - Деп. в ОНИИТЭХИМ, г. Черкассы, 13.04.1979, №25402542/79деп.

2. Зарембо В.И., Киселева О.Л., Колесников A.A. Активация процесса гидратации минеральных вяжущих материалов с помощью слабых электромагнитных полей // Мат-лы I Всеросс. конф. "Физико-химические процессы в конденсированном

^„„^г,,..,., „ „„ ---,„,„.„»/«А»П)Ш ОПЛ1»\ Т>--------- 11 К 11 П?

- -....................... Jlu шь/и^МЛАШЛ Л ршшцил ^ Ч X 1 ХА X i>U Vi. ^ UV^WnV./IV^ X 1 1^.1 1 .VSA«.

- Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2002. - С. 197.

3. Кинетические эффекты воздействия слабого электромагнитного поля на процесс твердения и свойства минеральных вяжущих сред / В.И. Зарембо, О.Л. Киселёва, A.A. Колесников, К.А. Суворов // Тез. докл. 20 Всеросс. Симпоз. молодых учёных по химич. кинетике. - М.: Изд-во МГУ, 2002. - С.80.

4. Кинетические проявления слабых электромагнитных полей в процессе контактной электросварки / В.И. Зарембо, О.С. Алёхин, A.A. Колесников, H.A. Бурное, К.А. Суворов // Тез. докл. 20 Всеросс. Симпоз. молодых учёных по химич. кинетике. - М.: Изд-во МГУ, 2002. - С.52-53.

5. Киселёва O.JI., Колесников A.A., Суворов К.А. Управление тепловыми процессами в кинетике твердения минеральных вяжущих веществ // Тез. докл. 14 Симпоз. "Соврем, химич. физика". - М.: Изд-во МГУ, 2002. - С.103-104.

6. Новая технология литья чугуна / В.И. Зарембо, A.A. Колесников, H.A. Бурное, К.А. Суворов // Тез. докл. I Междунар. науч.-техн. конф. "Генезис, теория и технология литых материалов". - Владимир: Изд-во ВлГУ, 2002. - С. 162-163.

7. Воздействие слабых электромагнитных полей на объёмные и поверхностные параметры пористой структуры минеральных вяжущих веществ в процессе их твердения / В.И. Зарембо, О.Л. Киселёва, A.A. Колесников, К.А. Суворов // Тез. докл. Второй Всеросс. конф. (с междунар. уч-ем) "Химия поверхности и нанотехнология" (СПб-Хилово, 23-28.09.02). - СПб.: Изд-во СПбГТИ(ТУ), 2002. - С.112-113.

8. Феноменология кристаллизации металлов и сплавов в слабых радиочастотных электромагнитных полях / В.И. Зарембо, H.A. Бурное, A.A. Колесников, К.А. Суворов // Тез. докл. Десятой Национальной конф. по росту кристаллов (НКРК-2002), Москва, 24-29.11.02. - М.: Изд-во ИК РАН, 2002. - С.22.

9. Зарембо В.И., Киселёва О.Л., Колесников A.A. Скорость гетерогенных физико-химических превращений в режиме резонансного электромагнитно-акустического преобразования // Тез. докл. 15 Симпоз. "Соврем, химич. физика". - М.: Изд-во МГУ, 2003. - С.213-214.

10. Технология твердения минеральных вяжущих в режиме резонансного электромагнитно-акустического преобразования / В.И. Зарембо, OJI Киселёва, А А. Колесников, О.С. Алёхин, К А. Суворов // Химическая промышленность - 2003. - Т.80. -№1. - С.35-42.

11. Увеличение скоростей физико-химических превращений в режиме резонансного электромагнитно-акустического преобразования / О.Л. Киселёва, A.A. Колесников, В.И. Зарембо, H.A. Бурное, К.А. Суворов // Химическая промышленность. - 2003. - Т. 80. - № 5. - С. 12-24.

12. Гетерофазные превращения в реактивных конденсированных средах в режиме резонансного электромагнитно-акустического преобразования / В.И. Зарембо, Е.С. Подгородская, A.A. Колесников, H.A. Бурное, К.А. Суворов // Химическая промышленность. - 2003. - Т.80. - № 6. - С.7-14.

13. Изменение ликвации жаропрочных сплавов на основе никеля и кобальта при кристаллизации в слабых электромагнитных полях в токовом режиме / В.И. Зарембо, Е.С. Подгородская, A.A. Колесников, H.A. Бурное, К.А. Суворов // Химическая промышленность. - 2003. - Т.80. - №9. - С.30-37.

14. Ресурсосберегающая технология изготовления бетонных и железобетонных шттрпий м jAnnuifpuriii / 3,1*1. Зарембо О.Л Киселёва, А.А Колесников, К.А. Суворов // Изделия и технологии двойного назначения. Конверсия ОПК: Сб. научн. трудов и инж. разработок 5-й Росс. выст. / Под ред. К.В. Фролова. - М.: Изд-во РАН. - 2004. - Т. 1. - С.208-222.

15. Действие слабых импульсных электрических токов на гетерофазные процессы получения композитов и изделий / В.И. Зарембо, О.Л. Киселёва, A.A. Колесников, К.А. Суворов // Изделия и технологии двойного назначения. Конверсия ОПК: Сб. научн. трудов и инж. разработок 5-й Росс. выст. / Под ред. К.В. Фролова. - М.: Изд-во РАН. - 2004. - Т.2. - С.223-240.

16. Зарембо В.И. и др. Эффективность использования слабых импульсов тока для направленного изменения агрегатной структуры бетонов и железобетонов / В.И. Зарембо, O.J1. Киселёва, Л.Л. Колесников, К.А. Суворов; СПбГТИ(ТУ) - СПб., 2004. - 19 с. - Деп. в ВИНИТИ 28.06.04, №1099-В2004.

17. Зарембо В.И. и др. Универсальность действия слабых импульсных электрических токов при гетерофазном синтезе многокомпонентных материалов / В.И. Зарембо, O.JI. Киселёва, A.A. Колесников, К.А. Суворов; СПбГТИ(ТУ) - СПб., 2004. - 19 с. - Деп. в ВИНИТИ 28.06.04, №1100-В2004.

18. Зевацкий Ю.Э., Колесников A.A., Зарембо В.И. Термические эффекты электрической поляризации газообразных диэлектриков // Химическая промышленность. - 2004. - Т. 81.-№ 12.-С.611-618.

19. Киселёва O.JL, Зарембо В.И., Колесников A.A. Гетерофазный синтез композитов в режиме резонансного электромагнитно-акустического преобразования // Материалы X Международной конференции "Физика диэлектриков (Диэ-лектрики-2004)". - СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2004. - С.353-355.

20. Зарембо В.И., Киселёва О.Л., Колесников A.A. Структурирование мезофазы в конденсированной среде при гетерофазных превращениях // Сб. докл. XXII Всеросс. симпоз. молодых учёных по химич. кинетике. - М.: Изд-во МГУ, 2004. - С.25.

21. Зарембо В.И., Киселёва О Л., Колесников АЛ. Химико-информационный синтез композитов в режиме резонансного атекгромагшино-акустического преобразования // Тез. докл. 4 Междунар. конф. "Химия высокоорганизованных веществ и научные основы нанотехнологии", СПб, 28.06 - 02.07.04 - СПб.: Изд-во СПбГУ, 2004. - С.222-223.

22. Зарембо В.И., Киселёва О.Л., Колесников A.A. Увеличение скорости кристаллизации в режиме резонансного элекгромагнитно-акустического преобразования // Тез. докл. III Междунар. научн. конф. "Кинетика и механизм кристаллизации", Иваново, 12-14.10.04. - Иваново: Изд-во ИХР РАН, 2004. - С.26.

23. Структурирование неорганических материалов под действием слабых электромагнитных полей радиочастотного диапазона / В.И. Зарембо, O.JI. Киселёва, A.A. Колесников, H.A. Бурное, К.А. Суворов // Неорганические материалы. - 2004. - Т.40. - № 1. - С. 96 -102.

24. Использование слабых импульсов электрического тока в технологии изготовления бетонных и железобетонных изделий и сооружений: 4.1 / В.И. Зарембо, O.JI. Киселёва, A.A. Колесников, К.А. Суворов // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. - 2004. -№10 (69). - С.58-59.

25. Использование слабых импульсов электрического тока в технологии изготовления бетонных и железобетонных изделий и сооружений: т1.2 / В.И. Зарембо, O.JI. Киселёва, A.A. Колесников, К.А. Суворов // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. - 2005. - JV»1 (72). - С.76-77.

26. Зевацкий Ю.Э., Колесников АА., Зарембо В.И. Электроимпульсные термические эффекты радиальной поляризации газообразных диэлектриков в трубчатых реакторах // Химическая промышленность. - 2005. - Т.82. - № 2. - С.55-59.

27. Механизм влияния переменного электрического тока на структуру и пластичность легкоплавких металлических материалов / В.И. Зарембо, A.A. Колесников, Е.В. Иванов, Ю.Э. Зевацкий // Действие электромагнитных полей

на пластичность и прочность материалов: Мат. VI Междунар. конф. (Воронеж, 21-23.04.05). - Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2005. - 4.1. - С.5-8.

28. Иванов Е.В., Колесников A.A., Зарембо В.И. Применение РЭМ для анализа структур твёрдой фазы "олово - свинец", полученных при кристаллизации в режиме электромагнитного кондиционирования // Тез. докл. XIV Росс, симпоз. по растр, электрон, спектроскопии и аналитич. методам исслед. твёрдых тел РЭМ"2005,30.05-03.06.05,-Черноголовка: Изд-во РАН, 2005. - C.112-113.

29. Колесников A.A., Зевацкий Ю.Э., Зарембо В.И. Пространственное управление гетерофазными процессами // Тез. докл. XV Междунар. конф. по химич. термодинамике в России 27.06-02.07.05. - T.I. - М.: Изд-во МГУ, 2005. - С.37.

30. Зевацкий Ю.Э., Колесников A.A., Зарембо В.И. Фазовые траектории термодинамических параметров при электрической поляризации газов // Тез. докл. XV Междунар. конф. по химич. термодинамике в России 27.06-02.07.05, T.I. - М.: Изд-во*МГУ, 2005. - С.73.

31. Влияние импульсов тока на процессы плавления и кристаллизации металлов / В.И. Зарембо, О.Л. Киселёва, A.A. Колесников, Е.С. Подгородская, К.А. Суворов // Литейное производство / Металлургия машиностроения. - 2005. - №1. - С. 11-15.

32. Зарембо В.И., Колесников A.A., Иванов Е.В. Влияние переменного электрического тока на структуру и пластичность металлических материалов // Нанотехника. - 2005. - №3. - С.120-129.

33. Метод электромагнитного кондиционирования в промышленных технологиях гетерофазных превращений / В.И. Зарембо, A.A. Колесников, H.A. Бурное, Е.В. Иванов // Тяжёлое машиностроение. - 2005. - №11. - С. 14-18.

34. Зарембо В.И., Колесников A.A., Иванов Е.В. Фоновое акустическое управление организацией конденсированной фазы // Фракталы и прикладная синергетика 2005: Сб. статей. - М.: Изд-во Интерконтакт-Наука, 2005. - С.56-57.

35. Иванов ЕВ., Колесников АА, Зарембо В.И. Влияние фоновых импульсов электрического тока на режим плавления - кристаллизации металлов // Мат-лы IX Междунар. конф. по проблемам науки и высшей школы "Фундаментальные исследования в технических университетах" 18-19.05.05.-СПб.: Изд. СПбГТПУ,2005.-С.276.

36. Зарембо В.И., Колесников A.A. Фоновое резонансно-акустическое управление гетерофазными процессами // Теоретические основы химической технологии. -2006. - Т.40. -№5. - С.520-532.

37. Колесников A.A., Зарембо В.И. Верхние амплитудные пороги регуляции процессов в нелинейных системах // Мат-лы III Междунар. семинара "Физико-

wn-rat , . „ ____________________ .Я 1 ГЧ ЛА ____ЛПЛ/ _ TT Л Г» TT

luuiwmuiti-iwvivuv ши.цслприоаппЧ' V/WWIVM МОЛ ¿.\J\JV 1. — ООрОНСЖ^ -кМЗД"

во ВГТУ. - С. 147-152.

38. Слабые ультразвуковые поля - катализаторы и инициаторы акустически спектрируемых физико-химических превращений в конденсированных средах / A.A. Колесников, В.И. Зарембо, А.П. Бобров, О.Н. Останина, Я.В. Зарембо // Сб. тез. IV Междунар. Конгресса "Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине", СПб, 03-07.07.06. -Т.2.- СПб.: Изд-во ПК "Нива". - С.6.

39. Зарембо В.И., Колесников АА., Иванов Е.В. Фоновое элекгромагнигно-акустическое управление структурными и пластическими свойствами металлических материалов // Известия РАН, Сер. Физич. - 2006. - Т.70. -№8. - С. 1088-1091.

40. Зарембо В.И., Колесников A.A. Регулирование самоорганизации нелинейных процессов в конденсированных средах слабыми акустическими полями // Мат-лы 5-й междунар. научной конф. "Хаос и структуры в нелинейных системах. Теория и эксперимент" 15-17 июня 2006 г., Астана, Казахстан. - Астана: Изд-во Евразнйск. кац. ун-та, 2006. Т.Н. - С.42-46.

41. Колесников A.A., Зарембо В.И. Регулятивные пороги фоновой самоорганизации в нелинейггых системах // Вестник Воронежск. гос. технич. ун-та, Сер. Физ.-мат. моделирование. - 2006. - Т.2. - №8. - С.73-79.

42. Колесников АА, Зарембо Я.В., Зарембо В.И. Регулирующее действие слабого акустического поля при элекгрокристаллизации меди // Тез. докл. IV Междунар. научн. Конф. "Кинетика и механизм кристаллизации. Нанокристаллизация. Биокристаллизация", Иваново, 19-22.09.06.-Иваново: Изд-воИХРРАН,2006.- С.227.

43. Зарембо В.И., Колесников A.A. Фоновое управление самоорганизацией мезофазы в гетерогенных процессах // Тез. докл. III Всеросс. Коггф. (с междунар. уч-ем) "Химия поверхности и нанотехпология" (СПб - Хилово, 24.09-01.10.06.). - СПб: Изд-во ООО "ИК Синтез", 2006. - С.43-45.

44. Зарембо В.И., Колесников A.A., Зарембо Я.В. Действие слабого электромагнитно-акустического поля в процессе электрохимического цинкования стали // Тез. докл. III Всеросс. конф. (с междунар. уч-ем) "Химия поверхности и нанотехпология" (СПб - Хилово, 24.09-01.10.06.). - СПб: Изд-во ООО "ИК Синтез", 2006. - С.248.

45. Регулирующее действие фоновых электромагнитно-акустических полей на графт-сополимеризацию алкилакрилатных композитов / A.A. Колесников, В.И. Зарембо, М.В. Тренина, О.Н. Останина, М.К. Фёдоров // Тез. докл. XI Междунар. научн.-техгг. конф. "НХТ-2006", Самара, 16-20.10.06. - Самара: Изд-во СамГТУ, 2006. - T.II. - С.21-22.

46. Регулирование самоорганизации нелинейных процессов на примере разряда медно-магниевого химического источника тока / A.A. Колесников, Я.В. Зарембо, JI.B. Пучков, В.И. Зарембо // Тяжёлое машиностроение. - 2007. - №2. - С.27-31.

47. Модель фазово-ггереходной памяти неравновесных гетерогенных систем в фоновых электромагнитно-акустических полях / A.A. Колесников, В.И. Зарембо, JI.B. Пучков, Я.В. Зарембо // Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов: Мат-лы VII Междунар. конф. (Воронеж, 25-27.05.07). - Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2007. - 4.1. -С.4И8.

48. Experimental research of the entropy production in an open system under the influence uf ше ixmirui signai /' Ya.v". Zarembo, A.A. Koiesnikov, L.V. !Juchkov, V.l. Zarembo !! XVI International Conference on Chemical Thermodynamics in Russia (RCCT2007), Suzdal, july 1-6, 2007. - Иваново: Изд-во ОАО "Издательство "Иваново"", 2007. - P.l/S-72 - 1/S-73.

49. Колесников A.A., Зарембо Я.В., Зарембо В.И. Разряд медно-магниевого гальванического элемента в слабом электромагнитном поле // Журнал физической химии. - 2007. - Т.81. -№7. -С.1339-1341.

50. Электрохимическое восстановление цинка на стальном катоде в слабом электромагнитном поле / A.A. Колесников, Я.В. Зарембо, JI.B. Пучков, В.И. Зарембо //Журнал физической химии. - 2007. - Т.81. -№10. - С.1914-1916.

51. Регуляция гальванического синтеза оксидных покрытий алюминиевых изделий фоновыми электромагнитно-акустическими полями / В.И. Зарембо, Я.В. Зарембо, A.A. Колесников, JI.B. Пучков // Тез. XX Всеросс. совещ. по темпе-ратуроустойчивым функц. покрытиям (СПб, ИХС РАН, 27-27.11.07). - СПб:

MVP РАН OflOT п -5О

52. Колесников A.A., Зарембо В.И. Метод и эффекты фоновой акустической резонансной регуляции самоорганизации динамических наноструктур в металлургических и химических технологиях // Труды Всеросс. науч.-практ. конф. "Инженерные системы - 2008". Москва, 7-11 апр. 2008 г. - М.: РУДН, 2008. - С.288-303.

53. Колесников A.A., Зарембо В.И. Фоновая регуляция самоорганизации динамических наноструктур в химических технологиях // Наукоёмкие химические технологии-2008: Тез. докл. XII Между нар. научно-техн.конф / ВолгГТУ. -Волгоград, 2008. - С.44.

54. Колесников A.A., Зарембо В.И. Пространственная синхронизация стохастической динамики кластерообразования в процессах кристаллизации // Кинетика и механизм кристаллизации. Кристаллизация для нанотехнологий, техники и медицины: Тез. Докл. V Междунар. научн. конф. 23-25 сент. 2008 г. - Иваново: Изд-во ОАО "Издательство "Иваново"", 2008, - С.23.

55. Зарембо В.И., Колесников A.A. Фоновая акустическая резонансная регуляция самоорганизации динамических наноструктур в химических технологиях кристаллизации // Кинетика и механизм кристаллизации. Кристаллизация для нанотехнологий, техники и медицины: Тез. докл. V Междунар. научн. конф. 23-25 сент. 2008 г. - Иваново: Изд-во ОАО "Издательство "Иваново"", 2008. - С.141.

56. Фоновое кондиционирование гальванических процессов синтеза защитных покрытий / Д.В. Зарембо, Я.В. Зарембо, A.A. Колесников, Л.В. Пучков // Кинетика и механизм кристаллизации. Кристаллизация для нанотехнологий, техники и медицины: Тез. докл. V Междунар. научн. конф. 23-25 сент. 2008 г. -Иваново: Изд-во ОАО "Издательство "Иваново"", 2008. - С. 167.

57. Вольтамперометрический контроль адаптации процессов превращений в гетерогенных системах при воздействии слабых акустических импульсов / В.А. Дёмин, Н.П. Зверяк, В.И. Зарембо, A.A. Колесников // Труды V Междунар. междисц. симпозиума "Прикл. синергетика в нанотехнологиях "ПСН-08"". 1720 ноября 2008 г. Сб. трудов. - М.: МАТИ, 2008. - С. 154-155.

58. Колесников A.A., Зарембо В.И. Адаптивная акустическая регуляция нелинейной динамики гетерогенного фазообразования // Труды V Междунар. междисц.

..... .г.^^... ,. ... "Г7~.~.-. ______^_______— ---------------..------«П/-ГГ т ПОМ! 1*7 1Л----.. .

vuitiiiujj.^.uu ллрсш... wtiiivyi^jnmi о ПШ1и1^ЛПили| ПЛЛ —UO . 1 IlUAU^X

2008 г. Сб. трудов. -М.: МАТИ, 2008. - С. 182-187.

59. Зарембо В.И., Колесников A.A. Кинетика термоакгивируемых процессов в режиме акустической регуляции // Труды V Междунар. междисц. симпозиума "Прикл. синергетика в нанотехнологиях "ПСН-08"". 17-20 ноября 2008 г. Сб. трудов. - М.: МАТИ, 2008. - С.167-169.

02.06.09 г. Зак. 147-100 РТП ИК «Синтез» Московский пр., 26