Введение к работе
Диссертационная работа посвящена разработке физико-математических и технологических основ применения ультразвуковых и плазменных методов формирования элементов электронных приборов из тугоплавких материалов на основе комплексного математического и компьютерного моделирования теп-лофизических и динамических процессов, имеющих место на различных стадиях обработки, исследованиям особенностей формирования их микроструктуры и свойств и создания на этой ослопе новых высокоэффективных технологических процессов и оборудования для производства изделий электронной техники.
Аіггуальпость темы диссертации. Проблема повышения надежности и долговечности изделий электронной техник» и приборостроения решается в настоящее время путем создания новых высокоэффективных технологических процессов, характеризующихся высокой производительностью, низкой энергоемкостью, безотходностыо, экологической чистотой, обеспечивающих высокое качество изготавливаемых изделий. Эта задача особенно актуальна для процессов формирования конструктивных элементов электронных приборов из тугоплавких материалов, которые наряду с комплексом требуемых эксплуатационных свойств, характеризуются низкой технологичностью при нх обработке традиционными способами и высокой стоимостью. Одним из путей решения этой проблемы является применение интенсифицирующих воздействий и, в частности, методов ультразвуковой и плазменной обработки, которые позволяют создать термодинамические воздействия, обеспечивающие формирование необходимых физико-механических, технологических н поверхностных свойств (изоляционные, антиэмиссионные, гетгерные и др.) изготавливаемых изделий.
В настоящее время достаточно хорошо разработана теория применения ультразвука в процессах пластического деформирования машиностроительных материалов в работах белорусской школы ультразвука (Ссверденко В.П, Сте-паненко А.В., Клубович В.В., Тявлозскнй М.Д. и др.), а также теория модификации поверхностей деталей плазменными и ионно-плазмениыми методами (Достанко А.П., Кудинов В.В., Куприянов И.Л., Борисов Ю.В. и др.). Значительно меньшее внимание в проведенных исследованиях уделено ультразвуковой и плазменной обработке тугоплавких материалов в малых сечениях, применяемых в электронной технике. Исследования (преимущественно экспериментальные) в этом направлении начаты в работах научных школ Тявловского М.Д. (ультразвук) и Лясникова В.Щплазменнос напыление). Однако до настоящего времени отсутствуют комплексные исследования, физико-математические основы этих наукоемких процессов, не установлены закономерности формирования структуры, механических и технологических свойств изготавливаемых изделий, теоретические аспекты разработки ультразвукового технологического оборудования, специальных измерительных средств.
Ускорение и повышение эффективности научно-исследовательских и оиытно-конструкторских работ в этом направлении может бить достигнуто применением методов математического и компьютерного моделирования, позволяющих осуществлять всесторонние исследования названных процессов при минимальных затратах времени и материальных средств, и на их основе совершенствовать существующие и разрабатывать новые высокоэффективные технологические процессы и оборудование.
Решение указанных проблем внесет существенный вклад в развитие теории пластического деформирования и плазменного напыления тугоплавких материалов, что позволит решить актуальные для стран СНГ задачи, связанные с изготовлением прецизионных изделий электронной техники и дальнейшим развитием современных средств связи, космической техники и устройств специального назначения оборонного комплекса, в которых они применяются.
Таким образом, разработка физико-математических и технологических основ ультразвуковых и плазменных методов формирования элементов электронных приборов из тугоплавких материалов, новых методов управления их структурой и свойствами, создание на этой основе высокоэффективных технологических процессов и оборудования представляет собой актуальную научно-техническую и практическую задачу.
Связь работы с крупными научными программами, темами.
Работа выполнялась по заданиям следующих программ и тем:
НИР, включенных в план важнейших по Белорусской ССР на 11 пятилетку в области естественных и общественных наук, в соответствии с Постановлением Совета Мннистров'БССР от 31.10.80 г. № 375 "О Государственном плане экономического и социального развития Белорусской ССР" и Постановлением Президиума АН БССР №229 от 05.12.80г. (1980-1985 г.); НИР, выполненной по Специальному постановлению правительства СССР №406 от 06.12.1984 г. (1985-1987 г.); НИР, включенной в Координационный план научно-исследовательских работ АН СССР на 1986-1990 гг. по проблеме "Ультразвук" (1986-1990 г.); НИР, включенной в важнейшую Республиканскую комплексную программу на 1986-1990 гг. "Теоретические и технологические основы создания и обработки новых композиционных материалов, металлов и сплавов с особыми свойствами", утвержденной постановлением Президиума АН БССР от 03.04.1986 г. № 39; НИР, включенной в Государственную научно-техническую программу РБ "Разработать методы и средства защиты поверхностей изделий и конструкций, обеспечивающие снижение потерь от коррозии и износа" ("Защита поверхностей"), утвержденной приказом Государственного комитета по науке и технологиям Республики Беларусь от 15 сентября 1997 г. № 88 (1997-1999 г.)
Рабага выполнялась в рамках договора о научно-техническом сотрудничестве с Техническим университетом г. Аахена (Германия) (1993-1998 г.).
.s
По теме диссертации выполнен ряд научно-исследовательских работ по договорам с ведущими предприятиями электронной техники и других отраслей промышленного производства, среди них: Научно-исследовательский технологический институт; г. Москва (1977-1978); Калужский завод телеграфной аппаратуры (1977-1978); НИИ "Волна" г. Саратов (1978-1980); ПО "Светлана", г. Санкт-Петербург (1981-1987); Всесоюзный научно-исследовательский институт материалов электронной техники, г. Калуга (1987-1991), Саратовский завод электронного машиностроения (1987-1990), Завод металлокерамическнх изделий, г. Рязань (1988-1990); Подольский электромеханический завод (1990-1991); НИИТЕПЛОПРИБОР, г. Санкт-Петербург (1991-1992); Белорусский государственный концерн порошке.іой металлургии, г. Минск (1997-1993).
Црль работы is задачи исследований. Основной целью данной работы является разработка физико-математических и технологических основ ультразвуковых и плазменных процессов и оборудования для формирования элементов электронных прибороз нз тугоплавких материалов на основе комплексного математического и компьютерного моделирования и экспериментальных исследований указанных процессов.
В связи с этим основными задачами исследований являются.
-
Разработка физических, технологических основ и новых способов ультразвукоього деформирования тугоплавких металлов и сплавов, повышающих качество изготавливаемых изделий и производительность технологических процессов, методов управления их структурой и свойствами.
-
Разработка общих принципов и методологии математического н компьютерного моделирования ультразвуковых и плазменных методов обработки материалов.
-
Разработка математических моделей:
- теплофнзичеекпх и динамических процессов, имеющих место при ульт
развуковом микропластическом деформнрозании (УМД) и плазменном напы
лении похрытий с использованием аналитических и численных методов;
- напряженно-деформированного состояния материалов при ультразву
ковой и плазменной обработке на основе расчетно-эксперименталышх мето
дов, а также метода конечных элементов.
-
Разработка алгоритмов и программных средств для сквозного компьютерного моделирования ультразвуковых и плазменных процессов.
-
Разработка оборудования и технологического оснащения для экспериментального исследования процессов ультразвукового деформирования тугоплавких металлов и сплавов.
-
Моделирование и экспериментальные исследования влияния режимов ультразвуковой и плазменной обработки на физико-механические и технологические свойства, микроструктуру и точностные характеристики конструктивных элементов электронных приборов из тугоплавких материалов.
7. Разработка на основе проведенных исследований рекомендаций по ис
пользованию новых технологических процессов и проектированию оборудова
ния для изготовления конструктивных элементов электронных приборов.
8. Применение разработок в промышленности и в учебном процессе.
Объект и предмет исследования. Объектом исследований являются
технологические процессы и оборудование для ультразвуковой и плазменной обработки тугоплавких материалов. Предметом исследований - конструктивные элементы электронных приборов (сетки, замедляющие системы, катодно-подогревательные узлы и др.), изготавливаемые из тугоплавких материалов.
Гипотеза. В работе сформулировано научное предположение о возможности формирования необходимого комплекса физико-механических и технологических свойств конструктивных элементов электронных приборов из тугоплавких материалов путем создания оптимальных термодинамических условий их формоизменения при ультразвуковом микропластическом деформировании и плазменном напылении. Результаты компьютерного моделирования, экспериментальных исследований и опытно-промышленных проверок подтвердили правильность гипотезы, что позволило разработать теоретические основы управления структурой и свойствами тугоплавких материалов при ультразвуковых и плазменных методах их обработки и создать на этой основе высокоэффективные технологические процессы и оборудование.
Методология и методы исследовании. Математические модели процессов ультразвукового деформирования и плазменного напыления разработаны на основе использования методов теорий пластичности, упругости, термодинамики и теории вероятности.
Вычислительные процедуры реализованы на основе применения методов конечных разностей, метода конечных элементов, численного дифференциро-іаиия и интегрирования, аппроксимации и интерполяции.
Программные средства разработаны в системе программирования Jorland Pascal, C++ с использованием технологии объектно-ориентированного программирования в среде DOS и Windows.
При проведении экспериментальных исследований использовались методы тензометрии (измерение усилий), оптическая, электронная микроскопия і рентгеноструктурный анализ (исследование микроструктуры, остаточных напряжений в лентах и покрытиях), методы высокоскоростной пирометрии, Гіазерно-доплеровской анемометрии (измерение температуры и скорости частій при плазменном напылении).
Научная новизна и значимость полученных результатов заключается в следующем.
« Разработана интегрированная физико-математическая модель и новый
.,'етод формирования конструктивных элементов электронных приборов, осно-
анный на пластическом деформировании тугоплавких материалов в условиях
5 комплексного воздействия ультразвуковой и теилозой энергии, вакуумной среды, импульсного механического нагружснпя.
* Впервые разработаны методы управления структурой и свойствами ту
гоплавких материалов в процессах горячего ультразвукового микропластиче
ского деформирования (УМД). Показано, что требуемый комплекс физико-
механических и технологических свойств изготавливаемых изделий возможно
формировать управлением конкурирующими процессами динамической рекри
сталлизации и деформационного упрочнения за счет обоснованного выбора
режимов ультразвукового воздействия, степени деформации и температуры на
грева металла. При этом в изготавливаемых изделиях обеспечивается форми
рование уникального Оестскстурпого приповерхностного слоя с низкой склон
ностью к расслоениям, с сохранением преимущественной осевой текстуры во
внутренних слоях деформируемого металла.
* Предложена концепция и впервые разработана схема комплексного
моделирования методов формирования элементов электронных приборов, ос-
чог.анних на применении ультразвука и плазмы, взаимосвязанные имитацион
ные математические модели, которые базируются на математическом описании
теплофи чических и динамических процессов иа всех стадиях обработки, прин
ципах сквозной передачи данных, использования общих баз данных свойств
пещесгв, участвующих в исследуемых процессах, конвейерных методов их об
работки, учете температурных зависимостей свойств.
» Установлено влияние режимов ультразвукового микропластнческого деформирования и плазменного напыления на динамику протекания процессов, чгэ позволило определить особенности формирования микроструктуры II свойств пзготаплнгаемых изделий, сформулнрогать требования к разрабатываемым технологическим процессам и к конструктивным элементам оборудования. Впервые показано, что стабильность процессов УМД, энергосиловыс характерне гики обработки определяются соотношением амплитуды ультразву-ковы.ч колебаний и суммарной упругой деформации п системе "деформируемый металл-инструмент".
* Установлено, что основными факторами, влияющими на точность нз-
готаилмпаемых изделий, являются стабильность амплитуды ультразвуковых
колебании инструментов, их тепловое расширение и механическая жесткость
акустической системы. Опервые предложена методика расчета и проектирова
ния колебательных систем установок УМД н методы обеспечения их резо
нансного режима работы.
Новизна обоснованных и разработанных в диссертации научных и прак-гическнч решений защищена 23 авторскими свидетельствами на изобретения и 5 ішенгачи (США, Великобритании, ФРГ, Франции и Японии).
Тцпіїгп'Чїекгч и экономическая значимость полученных результата состоит:
« в разработке научно-обоснованных рекомендаций но проектированию а практическому созданию высокоэффективных технологических процессов и оборудования для изготовления конструктивных элементов электронных приборов, обеспечивающих экономию стратегически важных и дефицитных металлов и сплавов, снижение энергозатрат, экологическую чистоту производства, повышение производительности труда при одновременном увеличении качества изделий, которые применяются в производстве на ведущих предприятиях электронной техники и приборостроения (НИИ "Волна", г. Саратов; ПО "Светлана", г. Санкт-Петербург; Научно-исследовательский институт материалов электронной техники, г. Калуга; Калужский завод телеграфной аппаратуры и др.) В разработанных технологических процессах и оборудовании нашли применение изобретения а.с. № 1103589, 1349079, 1494342, 844112, 1388168.
в разработке алгоритмов и комплексов программных средств для сквозного моделирования процессов УМД и плазменного напыления покрытий, позволяющих экономить материальные, трудовые ресурсы и время при совершенствовании существующих и разработке новых технологических процессов;
в установлении основных закономерностей и принципов построения технологических процессов ультразвукового плющения лент, навивки ленточных спиралей для эпектронных приборов и плазменного напыления на них специальных покрытий, при которых обеспечивается требуемое техническими условиями электронной техники качество изготавливаемых изделий, в разработке специальных контрольно-измерительных приборов и систем автоматической стабилизации технологических режимов обработки, необходимых для практической реализации технологических процессов, которые применяются в разработанном оборудовании, а также для настройки и исследований ультразвукового технологического оборудования (ультразвуковой виброметр а.с. № 1428938, 1428939 ) на ряде предприятий и учреждений Беларуси и стран СНГ (МТЗ, г. Минск; НИТИ, г. Саратов; ПО "Славич", г. Переславль и др.);
в создании интегрированного технологического комплекса для моделирования, экспериментального исследования и разработки плазменных методов напыления покрытий, позволяющего ускорять технологическую подготовку производства новых изделий и сокращать расходы на дорогостоящие экспериментальные исследования и порошковые тугоплавкие материалы, который применяется в производстве в НИИ ПМ, г. Минск.
Результаты диссертационной работы уже внедрены в производство на 9 предприятиях СНГ и в учебный процесс в Белорусском государственном университете информатики и радиоэлектроники, Белорусской политехнической академии, Высшем государственном колледже связи, Высшем радиотехническом колледже и Калининградском техническом университете в ряде лекционных курсов и лабораторных работ. По тематике диссертационной работы вы-
7 полнено более тридцати дипломных проектов. Суммарный экономический эффект и ценах 1998 г. составил более 21 млрд. руб.
В интересах развития и совершенствования экономики республики и стран СНГ результаты работы могут быть успешно использованы и в дальнейшем, в частности, в смежных отраслях промышленности, приборостроении, машиностроении.
Основные положения диссертации, выносимые па защиту:
* физико-математические и технологические основы способа ультразву
кового микропластического деформирования тугоплавких материалов в усло
виях вакуума н высокотемпераг/рного кагрсва, формулирующие методы
управления их структурой и свойствами, основополагающие принципы разра
ботки технологических процессов и оборудования для изготовления конструк
тивных элементов электронных приборов;
новые способы и устройства ультразвукового микропластического де
формирования тугоплавких металлов н сплавов в процессах изготовления кон
структивных элементов электронных приборов, позволяющие формировать их
необходимые механические свойства и структуру;
в системный подход и комплексный принцип моделирования ультразвуковых и плазменных методов обработки материалов электронной техники, взаимосвязанные имитационные математические модели, которые базируются на математическом описании теплофгаических и динамических процессов на всех стадиях обработки, принципах сквозной передачи данных, использовании общих баз данных свойств веществ, участвующих в исследуемых процессах, конвейерных методов их обработки, учете температурных зависимостей свойств;
о алгоритмы и программные комплексы для сквозного моделирования процессов ультразвукового микропластического деформирования, плазменного напыления, особенностью которых является применение системного подхода к организации моделирования, современных методов объектно-ориентированного проі-раммнрования, оригинальных систем управления базами данных, инструментальных средств для программирования математических задач, систем графической визуализации результатов;
установленные в результате компьютерного моделирования и экспе
риментальных исследований закономерности формирования структуры и
свойств элементов электронных приборов из тугоплавких материалов, сформу
лированные на их основе рекомендации по проектированию оборудования,
специальных измерительных средств и систем;
* разработанные ультразвуковые и плазменные технологические процес
сы и оборудование для изготовления конкретных конструктивных элементов
электронных приборов, позволяющие повысить выход годной продукции, про
изводительность и улучшить условия труда.
Личный вклад соискателя. Опубликованные по теме диссертации рабо-гы выполнены автором лично и в соавторстве. В совместно опубликованных рабоїах автор осуществлял постановку задач, предлагал и обосновывал направления решения научных проблем, разработал основные методики проведения аналитических и экспериментальных исследований, непосредственно участвовал в проведении исследований, анализе результатов и формулировке выводов. В диссертации обобщены полученные для различных способов УМД и плазменного напыления результаты, и на основе этого сформулированы общие подходы и методология управления структурой и свойствами тугоплавких материалов в процессах формирования конструктивных элементов электронных приборов.
Автором лично предложены: новое решение проблемы повышения деформируемости тугоплавких металлов и сплавов способом горячего ультразвукового микропластического деформирования в условиях вакуума; методология управления структурой и свойствами тугоплавких металлов на основе конкурирующих процессов динамической рекристаллизации и высокоскоростного ультразвукового деформирования; концепция сквозного комплексного моделирования ультразвуковых и плазменных методов формирования элементов электронных приборов и взаимосвязанные математические модели теплофизиче-ских и динамических процессов, протекающих на всех стадиях обработки материалов; принципы построения алгоритмов и программных комплексов для сквозного моделирования ультразвуковых и плазменных процессов; оригинальные способы и устройства для изготовления конкретных изделий электронных приборов из тугоплавких материалов; рекомендации по проектированию промышленного ультразвукового оборудования; методика автоматизированного обучения в области конструирования и технологии электронной техники.
Основными соавторами по опубликованным работам являются: академик Досганко А.П., проф. Тявловский М.Д., проф. E.Lugscheider (Германия), которые принимали участие в обсуждении результатов исследований и выработке рекомендаций; доц. Вышинский Н.В., доц. Боженков В.В., с.и.с. Колтович В.А., пиж. Сятковкнй Г.В., с которыми автор выполнил ряд совместных исследований и разработок, касающихся вопросов взаимодействия инструментов с обрабатываемым металлом, напряженно-деформированного состояния металла; режимов работы ультразвуковой колебательной системы; аспиранты и соискатели Кузьменков А.Н., Фастовец Л.В., Звягов Д.Н., Макаревич А.Г. принимали участие в разработке программных средств и моделировании технологических процессов; представители предприятий и НИИ Поляков И.И., Столяров Н.В., Семенов Р.Я., Ильюшенко А.Ф., Оковитый В.А. принимали участие в разработке конкретных технологических процессов и оборудования, проведении опытно-промышленных испытаний; проф. Русак И.М., Турина Е.В. - в обсуждении и применении результатов исследований в учебном процессе.
9 Апробация раПоты. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на 47 конференциях (78 докладов) в том числе на:
22-х международных симпозиумах, семинарах и конференциях - 36 докладов: Международный симпозиум "Прочность материалов и элементов конструкций при звуковых и ультразвуковых частотах нагружения (Киев, 1984); 11,12,13,14 International Plansee Seminar ( Австрия, 1985, 1989, 1993, 1997); Международная конференция "Ультразвук в технологии" (Братислава, 1987); Международная конференция "Ультразвук в технологии машиностроения" (Архангельск, 1991); Международная конференция "Современные средства связи" (Нарочь, 1995, 1997); Международная 51-я НТК БГПА (Минск, 1995); Международная конференция "Thermal Spraying'96 (Германия, 1996); Международная конференция "Mixed design of intrgratcd circuits and system"-MIXDES (Лодзь, Польша, 1996, 1997, 1998); Международная конференция "Современные технологии гибридных микросхем, включая элементы сверх-нроводниковоп электроники" (Нпрочь, 1996); Международная конференция "Новые информационные технологии в образовании" - ОНИТ-96 (Минск, 1996); Международная конференция "Математические модели физических процессов и их свойства" (Таганрог, 1997); Международная конференция "Прогрессивные технологии машиностроения н современность (Донецк, 1997); Международная конференция "The 1st Intern. Conf. Danube Adria Assotiation for Automation and Manufacturing (DAAAM) (Таллин, 1997); Международная конференция "Technologia 97" (Братислава, 1997); Международная конференция "United Thermal Spraying Conference*97 (UTSC'97) (Индиананолис, СІЛА, 1997)); Международная конференция "International Thermal Spraying Confer-ence'98 (ITSC'98) (Ницца, Франция, 1998);
9-ій всесоюзных НТК, совещаниях и семинарах - 16 докладов: DHTK "Конструкционно-технологические особенности аппаратуры и эксплуатационная надежность материалов в аппаратуре связи" (Ереван, 1978); ВНТК по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов (Москва, 1979,1983,1987); Всесоюзный научно-технический семинар "Опыт применения ультразвука для интенсификации технологических процессов" (Первоуральск, 1981); ВНТК "Основные направления развития ульгразвуковой техники и технологии на период 1981-1990 г." (Суздаль, 1982); ВНТК "Прочность и пластичность материалов в звуковом поле" (Алма-Ата, 1980); ВНТК "Прочность материалов и элементов конструкции при звуковых и ультразвуковых частотах наїружений" (Киев, 1988); ВНТК "Новые разработки в области ультразвуковой техники и технологии и опыт их применения в машиностроении" (Новосибирск, 1989); ВНТК "Новое ультразвуковое технологическое оборудование и аппаратура, опыт их применения в промышленности" (Севастополь, 1991);
13-ти республиканских и отраслевых научно-технических конференциях (НТК) и семинарах - 20 докладов: Республиканская НТК "Разработка и вне-
10 дреиие КСУК на предприятиях радиоэлектроники и связи и увеличение на этой основе выпуска продукции высшей категории качества" (Минск, 1978); Республиканская НТК "Проблемы конструирования и производства современной измерительной техники" (Минск, 1979); Республиканская НТК "Пути технического совершенствования и интенсификации разработки, производства и эксплуатации средств радиотехники, электроники и связи (Минск, 1979); Республиканская НТК "Комплексная автоматизация и механизация - основы повышения эффективности производства и качества работы предприятий связи, радиоэлектроники и телевидения" (Минск, 1980); отраслевая НТК "Электроискра, электрохимия и ультразвук в технологии приборов" (Саратов, 1980); НТК АН БССР "Вопросы прочности и пластичности металлов" (Минск, 1981); НТК БГУИР 1989, 1994, 1995; Республиканская НТК "Камп'ютэрныя тэхналогп у навучанні" (Минск, 1995); Республиканский научно-технический семинар-сессия "Организация и технология средств связи" (Минск, 1996); Республиканская научно-методическая конференция "Проблемы совершенствования компьютерной подготовки в университете на факультетах неспециального профиля", (Гродно 1997);
- 3-х научных семинарах Института материаловедения RWTH Aachen (Германия, 1993 1995, 1996) - 3 доклада.
Отдельные результаты диссертационной работы в количестве 16 экспонатов были представлены на 13 выставках. В том числе на: шести международных выставках - семь экспонатов: Национальная выставка СССР в г. Ныо-Дели (Индия, 1977); Международная выставка в г. Хельсинки (Финляндия, 1980); выставка "Изобретения в СССР" в г. Хельсинки (Финляндия, 1982); Национальная выставка СССР в г. Праге (Чехословакия, 1985); Международная выставка в г. Базеле (Швейцария, 1985), Международная ярмарка в г. Загребе (Югославия, 1988);
ВДНХ СССР (Москва, 1982) - бронзовая медаль; ВДНХ БССР (Минск, 1980) -диплом 1-й степени; Республиканская выставка "Достижения науки на службу производству" (Минск, 1995); Всесоюзная выставка "Ультразвуковая вибрационная техника и технология" (Москва, 1987); Республиканская выставка "Вклад изобретателей и рационализаторов республики в ускорение научно-технического прогресса" (Минск, 1987); Республиканская выставка научно-технических разработок вузов (Минск, 1994); Республиканская выставка и конкурс программных средств педагогического назначения (Минск, 1995), третье место.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 111 работ, в том числе: 2 монографии, 1 аналитический обзор, 55 статей в научных журналах и сборниках трудов научио:технических конференций, 25 тезисов докладов научно-технических конференций. Новизна технических решений подтверждена 23 авторскими свидетельствами на изобретения СССР и 5 патентами (США, Великобритании, Франции, ФРГ и Японии).Без соавторов опубликовано 11 ра-
бот (69 стр.),В международной печати (дальнее зарубежье) - 17 работ. В совместно опубликованных научных работах звтору диссертации принадлежит 506 стр.
Структура н объем работы. Диссертационная работа состоит из двух томоп. Первый том диссертации содержит введение, семь глав, заключение, список использованной литературы. Первый том включает 196 иллюстраций, 7 таблиц и библиографию из 355 наименований; общий объем - 335 стр., в том числе 199 стр. основного текста. Второй том диссертации содержит 8 приложений. Он включает 99 иллюстраций, 3 таблицы. Общин объем -160 стр.