Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


САМОРАСПРОСТРАНЯЮЩИЙСЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ СИНТЕЗ

САМОРАСПРОСТРАНЯЮЩИЙСЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ СИНТЕЗ (СВС), хим. процесс, протекающий с выделением тепла в автоволновом режиме типа горения и приводящий к образованию твердых продуктов. В качестве хим. стадий СВС могут иметь место термич. распад сложных реагентов, окислит.-восстановит. р-ции, синтез из простых в-в и др. Смеси для СВС состоят из горючего (часто металлы или их нестабильные соед.), окислителя, а также наполнителей и функцион. добавок, к-рые вводят для регулирования состава и структуры целевых продуктов. Типичные реагенты - тугоплавкие металлы (Ti, Zr, Hf, V, Nb, Та и др.) и неметаллы (В, С, Si), газы (N2, O2, Н2), оксиды и галогениды металлов и металлы-восстановители (типа А1 и Mg), гидриды металлов, орг. и элементоорг. соединения, минер. сырье и твердые пром. отходы.

Методом СВС получают бескислородные тугоплавкие соед. (бориды, карбиды, нитриды, силициды), интерметал-лиды (алюминиды и др.), халькогениды, сложные оксиды (титанаты, ниобаты, танталаты, ферриты и др.), гидриды, фосфиды, разл. нестехиометрич. фазы, однофазные твердые р-ры бинарных соед. (напр., карбонитриды) и др. В режиме СВС можно получать и орг. соединения (напр., малонат пиперазина).

СВС-специфич. форма гетерог. горения, требующая высокой уд. пов-сти контакта реагентов. Порошки и газы-наиб. распространенные типы реагентов. Организация СВС заключается в создании порошковой смеси (шихты) и газовой среды и локальном инициировании процесса (зажигание). Затем происходит самопроизвольное распространение волны горения и остывание синтезир. продукта. На условия, характер и скорость распространения фронта горения, зонную структуру волны горения, механизм хим. и структурных превращений в волне, макс. т-ру и др. влияют хим. природа реагентов, состав и структура шихты, параметры окружающей среды, внеш. воздействия (мех. и энергетические). Типичные значения параметров, характеризующих СВС: размер частиц реагентов 0,1-100 мкм, плотность шихты-от насыпной до 60% от плотности реагентов, давление окружающего газа 102-107 Па, т-ра инициирования 900-1500 К, длительность инициирования 0,5-3 с, скорость распространения волны 0,1-10 см/с, т-ра горения 1500-3500 К, скорость нагрева в-ва в волне 103-106 К/с.

Изучение СВС обнаружило ряд новых явлений-неединственность режимов распространения волны р-ции и гистере-зисный переход между ними, самопроизвольная гомогенизация гетерог. среды, связанная с капиллярным растеканием легкоплавкого компонента в предпламенной зоне, спиновые волны как проявление тепловой неустойчивости автоволновых процессов, анизотропный эффект, позволяющий получать поликристаллич. продукты с анизотропией св-в, и др. Получили развитие такие новые направления в теории и практике горения, как безгазовое горение (горение порошкообразных смесей без выделения газообразных продуктов) и фильтрац. горение. Важные достоинства СВС-использование хим. энергии и отсутствие внеш. источников тепла.

С помощью СВС получают неорг. материалы (напр., порошки тугоплавких соед., абразивные пасты, азотир. ферросплавы, керметы, керамику), детали и изделия заданных размеров и форм, в т.ч. из безвольфрамовых твердых сплавов (режущие пластины, валки, фильеры и др.), огнеупорные изделия и покрытия, а также осуществляют неразъемное соединение деталей.

Способы СВС были разработаны на основе открытого в 1967 (А.Г. Мержанов, И. П. Боровинская, В.М. Шкиро) явления "твердого пламени"-процессов, в к-рых исходные, конечные и промежут. в-ва находятся в волне горения в твердой фазе.

Лит.: Мержанов А. Г., в. кн.: Физическая химия. Современные проблемы, под ред. Я. М. Колотыркина, М.·, 1983, с. 6-45; Merzhanov A. G., в кн.: Combustion and plasma synthesis of high-temperature materials, ed. by Z. Munir, J. Holt, N.Y., 1990, p. 1-53. А.Г. Мержанов.


     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн