Макрокинетика высокотемпературного синтеза химических соединений в условиях теплового взрыва порошковых смесей

• Автор: Лапшин, Олег Валентинович
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 309 с. : ил.

2 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. САМОРАСПРОСТРАНЯЮЩИЙСЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ

СИНТЕЗ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

1.1. Основные закономерности самораспространяющегося

высокотемпературного синтеза химических

соединений

1.2. Высокотемпературный синтез химических соединений в режиме

теплового взрыва порошковой смеси

ГЛАВА II. ЗАРОДЫШЕОБРАЗОВАНИЕ - НАЧАЛЬНЫЙ ЭТАП

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО СИНТЕЗА ХИМИЧЕСКИХ

СОЕДИНЕНИЙ
2.1. Процесс формирования реакционной поверхности раздела на границе
контакта реагентов
2.2. Влияние периода зародышеобразования на условия теплового
взрыва
2.3. Однородный прогрев образца внешним источником энергии и влияние
периода зародышеобразования на режимы его воспламенения 59
ГЛАВА III. ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ СИНТЕЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ
МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИЧЕСКОГО СОЕДИНЕНИЯ №3АЬ
3.1. Термографические исследования теплового взрыва порошковой смеси никеля с алюминием, и никеля с алюминием и инертным наполнителем
3.2. Математическая модель высокотемпературного синтеза композиционных материалов на основе интерметаллида №3А1 в режиме теплового взрыва
порошковой смеси
3.3. Оценка термокинетических и теплофизических параметров процесса высокотемпературного синтеза интерметаллида №3А1 в режиме теплового взрыва порошковой смеси чистых элементов

3.4. Высокотемпературный синтез интерметаллида №3А1: твердофазная стадия, зародышеобразование и воспламенение
3.5. Высокотемпературная стадия синтеза интерметаллида №3А1. Сравнительный анализ экспериментальных и расчетных данных. Оптимизация режимов высокотемпературного синтеза интерметаллида №3А1
ГЛАВА IV. ОБЪЕМНОЕ СВС-КОМПАКТИРОВАНИЕ БИНАРНЫХ
МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ С КОНДЕНСИРОВАННЫМИ ПРОДУКТАМИ
РЕАКЦИИ
4.1. Высокотемпературный синтез химических соединений под давлением
4.2. Одностороннее компактирование реагирующих бинарных смесей
4.3. Формирование макроскопической структуры продукта в режиме силового СВС-компактирования
4.4. Макрокинетика силового компактирования реагирующей безгазовой смеси, содержащей легкоплавкий компонент
4.5. Математическое моделирование высокотемпературного синтеза алюминидов никеля под давлением
ГЛАВА V. МЕХ А НО X И М И Ч ЕС К АЛ АКТИВАЦИЯ И
ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ СИНТЕЗ ГЕТЕРОГЕННЫХ
КОНДЕНСИРОВАННЫХ СИСТЕМ
5.1. Механохимический синтез тугоплавких неорганических веществ
5.2. Макрокинетика механосинтеза в системе твердых компонентов
5.3. Макрокинетика механосинтеза в системе «твердое -газ»
5.4. Неизотермическое взаимодействие порошков с активной газовой средой при измельчении
5.5. Термокинетические параметры процесса механосинтеза в системе «твердое - газ»

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ЛИТЕРАТУРА

2.2. Влияние периода зародышеобразования на условия теплового взрыва
Период экзотермического химического взаимодействия для большинства интерметаллидообразующих систем можно разбить на две стадии: твердофазное взаимодействие или низкотемпературный синтез (до температуры образования жидкой фазы), и высокотемпературный синтез (обусловленный резким ускорением реакции взаимодействия вследствие образования легкоплавкого расплава и увеличения реакционной поверхности).
Если реакционную смесь нагревать достаточно медленно, то сформировавшийся в низкотемпературной области синтеза продукт реакции в дальнейшем может препятствовать развитию процесса превращения смеси исходных компонентов в продукт реакции. Так, в [167] показано, что при развитии процесса синтеза в присутствии жидкой и твердой фаз скорость нагрева исходной порошковой смеси существенно влияет на кинетику теплового взрыва. Было установлено, что с увеличением скорости нагрева повышается экзотермический эффект от химической реакции и тем в большей степени, чем больше легкоплавкого компонента присутствовало в смеси. Увеличение скорости нагрева реакционной смеси также приводило не только к высокой плотности, но и к большей гомогенности конечного продукта [168]. Аналогичные результаты были получены в работе [169].
В то же время учет в математической модели периода зародышеобразования не только позволит более правильно отразить кинетику формирования продукта реакции в твердофазной области синтеза в условиях нагрева порошковой смеси внешним источником энергии, но также проследить влияние данного периода на температурно-временные характеристики воспламенения последней.
Как уже было сказано выше, реагирование в смесях твердых веществ начинается с формирования реакционной поверхности, на которой происходит перестройка кристаллической упаковки, снижающая напряжение между двумя кристаллическими решетками. Возникновению реакционной поверхности