Реагенты и процессы

Научная литература / Самораспространяющийся высокотемпературный синтез / Реагенты и процессы
Страница 2

Для процессов СВС химическая природа реагентов непосредственного значения не имеет - важны лишь величина теплового эффекта реакции и законы тепловыделения и теплопередачи, агрегатное состояние реагентов и продуктов, кинетика фазовых и структурных превращений и другие макроскопические характеристики процесса.

Поэтому химия СВС-процессов разнообразна. Наибольшее распространение получили

- реакции синтеза из элементов

Ti + C = TiC Ni + Al = NiAl 3Si + 2N2 = Si3N4 Zr + H2 = ZrH2

- окислительно-восстановительные реакции

B2O3 +3Mg + N2 = 2BN + 3MgO B2O3 + TiO2 +5Mg = TiB2 + 5MgO MoO3 + B2O3 +4Al = MoB2 + 2Al2O3 3TiO2 + C + 4Al = TiC + 2Al2O3 2TiCl4 + 8Na + N2 = 2TiN + 8NaCl

- реакции окисления металлов в сложных оксидных средах

3Cu + 2BaO2 + 1/2Y2O3 + 0.5(1.5 - x)O2 = YBa2Cu3O7-x Nb + Li2O2 + 1/2Ni2O5 = 2LiNbO3 8Fe + SrO + 2Fe2O3 + 6O2 = SrFe12O19

Известны также СВС-реакции

- синтеза из соединений

PbO + WO3 = PbWO4

- взаимодействия разлагающихся соединений с элементами

2TiH2 + N2 = 2TiN + 2H2 4Al + NaN3 + NH4Cl = 4AlN + NaCl + 2H2

- термического разложения сложных соединений

2BH3N2H4 = 2BN + N2 + 7H2

Обобщая вышесказанное надо отметить, что весьма перспективным является проведение СВС-процессов в экзотермических системах органического синтеза (как порошковых, так и жидкофазных). В них СВС протекает при не очень высоких температурах (100-300С) и с более низкими скоростями, что позволяет более детально исследовать механизм СВС с применением таких типичных для органической химии методов как ЭПР, ЯМР и др. Для жидких систем появляется реальная возможность исследовать влияние возникающих свободно-конвективных течений на автоволновой процесс. Представляются перспективными (но пока совсем не проанализированными) и технологические приложения.

Незаслуженно не развиваются исследования СВС в криогенных системах (типа металлический порошок - жидкий азот), в смесях наноразмерных реагентов, в высокоплотных исходных составах.

В последние годы появилась возможность создания тонких многослойных пленок с наноразмерными слоями (например, путем магнетронного напыления). Исследование горения в таких пленках вызывает большой интерес, т.к. позволяют изучать гетерогенные особенности СВС-процессов в простейших (модельных) условиях, а также использовать этот процесс для нанесения тонких покрытий.

Требует большего внимания так называемый газофазный СВС - горение газовых смесей с конденсацией продукта как в виде мелких, наноразмерных частиц (гомогенная конденсация), так и в виде пленок (гетерогенная конденсация на введенных в смесь поверхностях). Несмотря на ограниченный круг объектов (газовых смесей, реагирующих с тепловыделением и образующих твердый продукт, не так уж много), такой процесс представляет теоретический интерес и может занять достойное место в технологической практике.

Большой интерес вызывает создание детонационных СВС-процессов, в которых передача энергии от продуктов реакции в исходную смесь происходит путем ударного сжатия вещества, а не благодаря теплопередаче, как в обычных СВС-процессах.

Страницы: 1 2 

Смотрите также

Жизнь и деятельность Д.И. Менделеева. Периодический закон
Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева – основа современной химии. Да и остальные открытия ученого по сей день не потеряли своего значения. Дмит ...

Атмосферная перегонка нефти
Нефть представляет собой сложную смесь парафиновых, нафтеновых, ароматических и других углеводородов с различными молекулярными массами и температурами кипения. Так же в нефти содержаться с ...

Карбоновые кислоты. Уксусная кислота
...