Динамика температурных полей при направленном синтезе борсодержащих материалов для ядерных установок

• Автор: Исаченко, Дмитрий Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 129 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Использование технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза для создания функциональных
борсодержащих материалов
1Л. Использование керамических материалов в атомной науке и технике
1.2. Направленный самораспространяющийся
высокотемпературный синтез
1.3. Основные направления математического моделирования
СВС-процессов
Выводы
Глава 2. Модель теплового состояния образцов при горении двухкомпонентных борсодержащих СВС-систем
2.1. Постановка задачи
2.2. Расчет температуропроводности в рамках модели теплового состояния
2.3. Расчетное определение высокотемпературных теплоемкостей
2.4. Параметры источника тепловыделения и влияние геометрии образцов на тепловые режимы горения
2.4.1. Кольцевой фронт горения
2.4.2. Плоский фронт волны горения
2.5. Результаты расчетно-теоретического анализа при синтезе
двухкомпонентных борсодержащих систем
Выводы
Глава 3. Расчетно-теоретический анализ влияния основных
факторов управления СВС-процессом
3.1. Влияние плотности исходной системы на формирование температурных полей при протекании СВС
3.2. Влияние величины энерговыделения, протекающих СВС-рсакций, на тепловое состояние системы
3.2.1. Динамика температурных полей, реализующихся при горении борсодержащих СВС-систем при нагружении реакционно-способными добавками
3.2.2. Динамика температурных полей, реализующихся при горении борсодержащих СВС-систем при нагружении инертными
добавками
3.3.Тепловое состояние борсодержащих СВС-систем при
изменении начальной температуры процесса
Выводы
Глава 4. Экспериментальное изучение влияния параметров подготовки и проведения СВ-синтеза на формирование температурных полей
4.1.Приборы и техника проведения эксперимента
4.2. Тепловые режимы получения материалов на основе борида вольфрама и карбида бора
4.3. Влияние реакционно-способных добавок на тепловые режимы и свойства конечного продукта
4.4. Сравнительный анализ результатов расчетных и лабораторных экспериментов по синтезу борсодержащих
материалов
Выводы
Заключение
Список литературы

Введение
Актуальность работы
В соответствии с программой развития атомного энергопромышленного комплекса России на 2007 — 2010 годы и на перспективу до 2015 года, утвержденной Правительством Российской Федерации планируется реализация ускоренного развития атомного энергопромышленного комплекса для обеспечения геополитических интересов страны. Одной из составляющих данной проблемы являются' вопросы, связанные с созданием новых материалов для ядерных установок различного целевого назначения, а также уже эксплуатируемых материалов, но с использованием нетрадиционных технологий получения.
Одной из таких технологий является самораспространяющийся высокотемпературный синтез, открытый академиком А.Г. Мержановым и его научной школой. Суть метода СВС заключается в способности ряда химических элементов и соединений вступать в экзотермическую реакцию, распространяющуюся по объему материала в волновом режиме.
В свою очередь, работа в условиях ядерных установок налагает жесткие требования на свойства синтезируемых материалов. В связи с этим возникает необходимость рассмотрения СВС как направленного синтеза материалов, режимы подготовки и реализации которого дают возможность получить материалы с заданным сочетанием свойств.
Накопленный опыт позволил сформулировать основные этапы реализации направленного СВС материалов ядерных установок:
• поиск систем элементов и соединений, способных обеспечить требуемые свойства;
• определение принципиальной возможности создания таких материалов в режиме СВС;

играют принципиальную роль.
Поэтому возникает необходимость разработки расчетнотеоретической модели горения, учитывающей динамику распределения температуры в объеме образца. Модель несомненно является надежной основой для выявления оптимальных условий получения функциональноградиентных материалов, разработки принципов стабилизации фронта СВС, изучения влияний условий синтеза на характеристики процесса горения, а также предварительных оценок фазового состава конечного продукта.