Метод обработки результатов измерений температуры в процессах высокотемпературного синтеза

• Автор: Смирнов, Евгений Валерьевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 110 с. : ил.

Содержание
СОДЕРЖАНИЕ
1 ВВЕДЕНИЕ
2 ГЛАВА I. МЕТОДЫ ОБРАТНЫХ ЗАДАЧ В ТЕОРИИ ТЕПЛОВОГО ВЗРЫВА В КОНДЕНСИРОВАННЫХ СИСТЕМАХ
2.1 Теория теплового взрыва в гетерогенных системах
2.2 Методы определения энергии активации в процессах высокотемпературного синтеза
2.3 Методы обратных задач в теории теплового взрыва
2.4 Особенности взаимодействия в предварительно механоактивированной системе Ті + ЗАь, 3№ + Аь
2.5 Выводы по главе
3 ГЛАВА II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ. МАТЕРИАЛЫ, ОБОРУДОВАНИЕ, МЕТОДИКА, ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
3.1 Экспериментальное оборудование для изучения динамики
САМОРАЗОГРЕВА ПОРОШКОВЫХ СМЕСЕЙ В РЕЖИМЕ ТЕПЛОВОГО ВЗРЫВА
3.2 Описание программного обеспечения, используемого при ОБРАБОТКЕ ТЕРМОГРАММ
3.3 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ II
4 ГЛАВА III. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ТЕРМОГРАММ СИНТЕЗА В СИСТЕМАХ ТІ + ЗАБ, ЗМ + АС ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ АКТИВАЦИИ
4.1 Определение энергии активации в системе Ті + ЗАь методом
АНАЛИЗА КРИВИЗНЫ ТЕРМОГРАММЫ В АРРЕНИУСОВСКИХ КООРДИНАТАХ
4.2 Особенности структурообразования в системе 3№ + Аг при
РАЗЛИЧНЫХ ВРЕМЕНАХ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ МЕХАНОАКТИВАЦИИ
4.3 Определение энергии активации в системе 3№ + Аь методом
АНАЛИЗА КРИВИЗНЫ ТЕРМОГРАММЫ В АРРЕНИУСОВСКИХ КООРДИНАТАХ
4.4 Выводы ПО ГЛАВЕ III
5 ГЛАВА IV. АНАЛИЗ' СТРУКТУРЫ КИНЕТИЧЕСКОЙ ФУНКЦИИ В СИСТЕМАХ ТІ + ЗАЬ, ЗМ + АБ
5.1 Анализ структуры кинетической функции в системе Ті + ЗАь
5.2 Анализ структуры кинетической функции в системе 3№ + Аь85
5.3 Сопоставление расчетных и экспериментальных данных
5.4 Выводы по главе IV
6 ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

7 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Введение
Расчет макрокинетических параметров синтеза композиционных материалов и формирования различного рода сплавов является одной из важных задач современного материаловедения. Указанная проблема существует с давних времен (начало прошлого века), и на сегодняшний день имеет место достаточно много методов ее решения. При формировании интерметаллидов или твердых растворов наиболее распространенным методом является метод диффузионных пар, который основывается на методе Матано определения диффузионных параметров компонентов, именно, энергии активации диффузии и предэкспонента, по зависимости коэффициента диффузии от температуры. С развитием технологий порошковой металлургии возникла проблема определения этих параметров на масштабе гетерогенности порошковых смесей, где прямой метод Матано неприменим. Кроме того, в данном случае, проблема заключается в том, что параметры диффузии на масштабе гетерогенности могут существенно отличаться от таковых при анализе диффузии на биметаллических образцах. В дальнейшем, с появлением технологий самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), открытым в 1967г А.Г.Мержановым и его научной школой, эта задача стала еще более актуальной в связи с тем, что наряду с процессом диффузионного сплавления, который характеризуется относительно низкой интенсивностью, была установлена возможность быстропротекающего, самоподдерживающегося процесса синтеза в конденсированных порошковых системах, при достаточно высоком тепловыделении от образования продуктов. В дополнении к законам гомогенной кинетики, которые были обнаружены ранее для перемешанных газофазных и жидкофазных систем, экспериментально были обнаружены формальные кинетические законы (степенной и логарифмический), которые описывают процессы кинетического торможения слоем продукта, разделяющего реагенты при микрогетерогенных процессах. Несмотря на

ошибочным представлениям о несоответствии кинетики реакции закону Аррениуса. В то время как небольшое изменение наклона может привести к существенному изменению функции тепловыделения ввиду сильной зависимости скорости тепловыделения от энергии активации.
Более общим и систематическим подходом является применение метода Лежандра. Однако в этом случае термокинетические параметры определяются не прямым анализом структуры термограммы, а косвенным, что дает информацию о наиболее вероятных значениях этих параметров (задача оптимизации). Этот метод неприменим для систем, близким к вырождению.
Таким образом, возникает необходимость разработки корректной методики выделения участка (участков), соответствующих закону Аррениуса на термограммах и анализа структуры кинетической функции.
Основной задачей настоящего исследования является разработка экспериментальной методики обработки и анализа термограмм синтеза в конденсированных системах, с целью определения кинетических параметров реагирующей смеси. В качестве объектов исследования были выбраны системы 11 + ЗА1 (классический СВС), и 3№ + А1 (предварительная механическая активация).