Методы воздействия на скорость распространения фронта реагирования в самораспространяющемся высокотемпературном синтезе – новом направлении химико-технологических процессов (90

преподавателем дополнительно. Соотношение компонентов рассчитывается исходя из стехиометрических соотношений и дополнительных условий, определенных преподавателем. Объем реакционной смеси и массовые доли компонентов рассчитываются исходя из требуемой массы одного элемента и их общего количества.

2.1.3.Изготовление образцов

–Смешение шихты производится в смесителе с металлическими шарами типа – шаровая мельница. Загрузка ингредиентов в смеситель осуществляется в предварительно совмещенном виде. Смешение осуществляется в две стадии – при вращении барабана во взаимопротивоположные стороны, по 20 минут в каждую. По окончании смешения готовая шихта отделяется от шаров на сетке с размером ячеек ~2мм.

–Формование опытных элементов осуществляется методом глухого прессования диаметром 15-20мм без оболочки.

–Фиксируются масса и размеры готовых элементов.

Рассчитываются опытная и относительная плотности.

2.1.4. Реализация СВС

СВС осуществляется в вертикальной камере. Инициирование производится от раскаленной нихромовой проволоки.

Секундомером фиксируется время горения образца. Результаты исследований оформляются в виде таблицы.

31

2.1.5 Оформление отчета

Полученные результаты экспериментов представляются в виде исследуемых функций (графически). Отчет оформляется в соответствии с ГОСТ 2.105-95 и содержит следующие разделы:

–цель и задачи работы;

–теоретическое обоснование;

–полученные результаты с обсуждением и выводами.

2.2 Меры безопасного выполнения работы

При приготовлении шихты в смесителе, разделении готовой смеси от металлических шаров, формировании образцов методом глухого прессования и сжигании изделий в вертикальной камере необходимо соблюдение соответствующих инструкций: №1339 - мешка, №1327 – прессование, № 1369 – сжигание.

На рабочем месте не должно быть посторонних предметов. При выполнении работы использовать средства индивидуальной защиты (халат, маска, рукавицы). После сжигания образцов необходимо дождаться остывания СВС-продукта, после чего произвести его визуальный осмотр. Все работы необходимо производить в присутствии преподавателя и учебно-вспомогательного персонала. По окончании работ необходимо навести порядок и сдать рабочее место и сопутствующие материалы учебному лаборанту.

Таблица 1 – Результаты эксперимента

32

Контрольные вопросы.

1.СВС – новый химико-технологический прием. Содержание (химические реакции) и назначение СВС.

2.Достоинства и недостатки СВС как химико- технологического приема.

3.Скорость горения как интегральная характеристика экзотермического процесса.

4.Что такое волна горения?

5.Какие процессы называют автоволновыми?

6.В чем особенность безгазового горения?

7.Параметры, характеризующие экстремальность реакций

СВС.

8.Зона прогрева в экзотермическом взаимодействии.

9.Масштаб гетерогенности в реакциях на границе раздела фаз.

10.Какие процессы называют адиабатическими?

11.Относительная плотность.

12.Что такое фронт горения (реагирования)?

13.Что означает – разбавление реакционной смеси?

14.Методы управления процессами СВС.

15.Химические методы.

16.Физические методы.

17.Нетепловое действие электромагнитного поля.

18.Действие массовых сил на процессы фазоразделения и морфологию получаемых продуктов

33

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Технологии, построенные на основе СВС, это еще неосвоенная «территория», но уже освоенные технические решения показывают перспективность этого нового химико-технологического направления. В настоящее время СВС как научное направление и технологическое приложение охватило весь развитый мир – от США до Китая.

Реакции СВС были открыты в конденсированных системах с конденсированными продуктами. В настоящее время исследованы многие системы с неорганическими компонентами, реагирование которых происходит с большим тепловым эффектом. Однако существует множество реакций с экзотермическим эффектом, которые не изучались, либо изучались не основательно. Мало изучены реакции образования полупроводников.

Реакции СВС реализованы в жидкой и газовой средах. Особый интерес представляют реакции образования градиентных материалов. Отдельный интерес имеют технологии с применением СВС-компактирования, когда получают изделия, не требующие последующей обработки.

Сочетание СВС с механохимическим синтезом – новое направление, которое уже получило научное признание. Эта технология позволяет управлять дисперсностью порошков, получаемых методами СВС. Методами СВС изготавливают порошки карбидов, боридов, интерметаллидов нанометрических размеров; материалы высокотемпературных нагревателей, способных работать в агрессивных средах; высокотемпературные сверхпроводящие материалы; материалы со специальными магнитными свойствами для новых электрических машин с низкими потерями; высокопрочные ударо- и теплостойкие инструментальные материалы для обработки металлов резанием, прокаткой, штампованием; специальные полупроводниковые материалы с лавинообразной генерацией электронов и многие другие соединения с уникальными потребительскими свойствами.

34

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Мержанов, А.Г. Проблемы горения в химической технологии и металлургии / А.Г. Мержанов// Успехи химии. – 1976. –№ 5 . – С.

827-848.

2.Мержанов, А.Г. Самораспространяющийся высокотемпе- ратурный синтез // Физическая химия: Современные проблемы / Под ред.Я.М.Колотыркина . – М .: Химия, 1983. – С . 5-44.

3.Мержанов, А.Г. Научные основы, достижения и перспективы развития процесса твердопламенного горения / А.Г.Мержанов //

Известия РАН. – Сер.: Химия, 1997. – Т.46. – № 1. – С . 7-31.

4.Мержанов, А.Г. Твердопламенное горение / А.Г. Мержанов, А.С. Мукасьян – М .: изд.Торус Пресс, 2007. – 336 с.

5.Максимов, Ю.М. Генерация и перенос электрического заряда при самовоспламеняющемся высокотемпературном синтезе на примере системы Со-S /Ю.М. Максимов, А.И. Кирдяшкин и др. //

ФГВ. – 2000. – № 5. – С . 130-133.

6.Морозов, Ю.Г. О происхождении электродвижущей силы горения / Ю.Г. Морозов, М.В Кузнецов // Хим.физика. – 2000. –

Т.19. – №11. – С . 98-104.

7. Кирдяшкин, А.М. Влияние магнитного поля на горение гетерогенных систем с конденсированными продуктами реакции / А.М. Кирдяшкин, Ю.М. Максимов, А.Г. Мержанов // ФГВ. – 1986.

– №6. – С . 65-72.

35