Використання процесів саморосповсюджуючогося високотемпературного синтезу в технології газотермічиого напилення покриттів
Одним із направлень наукової школи, заснованою Григорієм Валентиновичем Самсоновим, являється вияснення механізму і закономірностей взаємодії речовин в твердій фазі [74]. Перші роботи по контактній взаємодії тугоплавких сполук з тугоплавкими металами і перші десертаційні роботи, присвячені цим процесам і виконані під управлінням Г.В .Самсонова, відносяться до початку 60-х років минулого століття. Надалі з дослідженням твердо фазної взаємодії були пов’язані роботи по створенню методів з’єднання різновидних матеріалів в твердій фазі (дифузійного зварювання), нанесенню захисних покриттів та експлуатації деталей з покриттями в умовах високих температур і навантажень, а також роботи, пов’язані з появою критеріїв сумісності різнорідних матеріалів, які працюють при високих температурах та навантаженнях (у тому числі з видаленням зчеплень при терті) а також сумісності компонентів композиційних матеріалів (матриці з армованими волокнами або включеннями).
В 1967 р. А. Г. Мерженов з співробітниками відкрили один із різновидів контактної твердо фазної взаємодії - саморосповсюджуючийся високотемпературного синтезу (СВС). Суть процесу СВС полягає в тому, що після локальної інстиляції взаємодії в тонкому шарі висхідної суміші реагентів фронт реакції, що прот’кає в режимі безгазового горіння, самовільно розподіляється по всій системі завдяки теплопередачі від гарячих продуктів взаємодії до найближчої висхідної суміші. При цьому термічна активність реакції достатня подальшої інсцеляції процесу Утворення продуктів реакції в цьому випадку являється як результатом процесу, так і причиною його подальшого розвитку. Таким чином СВС являє собою сильно екзотермічну взаємодію хімічних елементів (або сполук) в конденсованій фазі, які протікають в режимі горіння. Специфічними характеристиками технологій , основаних на використанні ефекту СВС, являються високі температури і малий час синтезу нових матеріалів, можливість керування процесом, невисока затрата енергії, чистота отриманих продуктів і інше.
На даний час виділяють наступні типи технологій, основаних на реалізації процесів само поширювального високотемпературного синтезу; СВС-технологія виготовлення заготовок та виробництва порошків, СВС-компакгування, СВС-металургія, СВС-зварювання, нанесення газотранспортних СВС-покриттів
В першу чергу метод СВС був використаний для отримання порошків тугоплавких неорганічних сполук (карбідів, боридів, нітридів, силіцидів, інтерметалідів та ін.). Загальна схема технології отримання порошків як продуктів СВС представлена на рисунку 7.40 [74].
Рис.
7.40. Схема СВС-технології виробництва
порошку
Такі порошки відрізняються малим вмістом домішок, можуть мати як стехіометричний, так рівноважний склад. При цьому відкриваються широкі можливості виникнення різноманітних композиційних порошків наприклад, оксикарбідних і карбідосиліцидних. Була розроблена технологія отримання методом СВС порошків карбідів бору, кремнію, титану, ТіСг, ніобію; бориду питану ;силіцидів, гідридів титану і молібдену, нітридів кремнію, титану, танталу, гафнію, алюмінію, гідридів титану, танталу, дисульфідів молібдену і
вольфраму, алюмідів нікелю і титану. Метод дозволяє виготовляти також компактні і пористі матеріали в сполучені з гарячою обробкою і тиском. Таким шляхом були виготовленні пористі матеріали з пам’яттю форми на основі нікеліну титану [4]. Виконуються роботи по використанню СВС в металургії, в тому числі, в ливарному виробництві і в галузі зварювання.
До числа галузей техніки , де реалізація СВС дозволяє розширити їх можливості, відносячи нанесення покриття шляхом газотермічного напилення (ГТН) і наплавлення. [5, 6, 8, 9].В цих технологіях існує можливість двох різних по суті шляхів прикладення СВС. Перший - застосування різного виду порошків в тому числі композиційних, отриманих за допомогою СВС і володіють певними перевагами в порівнянні з виготовленими іншими методами (склад, структура, вартість та ін.), другий - зіставлення процесу нанесення покриттів з синтезом матеріалу покриття шляхом СВС використання тепла реакції, що виділяється, для покращення якості формованого шару