Високотемпературного синтезу

(СВС), хім. процес, що протікає з виділенням тепла в автоволнових режимі типу горіння і приводить до утворення твердих продуктів. Як хім. стадій СВС можуть мати місце тримаючи. розпад складних реагентів, оксиди. -Відновити. р-ції, синтез з простих в-в та ін. Суміші для СВС складаються з пального (часто метали або їх нестабільні сполуки.), окислювача, а також наповнювачів і функцион. добавок, к-які вводять для регулювання складу і структури цільових продуктів. Типові реагенти - тугоплавкі метали (Ti, Zr, Hf, V, Nb, Та й ін.) І неметали (В, С, Si), гази (N 2 , O 2 , Н 2 ), оксиди і галогеніди металів і метали-відновники (типу А1 і Mg), гідриди металів, орг. і елементоорг. з'єднання, мінер. сировину і тверді пром. відходи.

Методом СВС отримують безкисневі тугоплавкі сполуки. (Бориди, карбіди, нітриди, силіциди), Інтерметал-ліди (алюмініди і ін.), Халькогеніди, складні оксиди (титанати, ніобати, танталат, ферити і ін.), Гідриди, Фосфіди, разл. нестехіометріч. фази, однофазні тверді розчини бінарних соед. (Напр., Карбонітриди) і ін. В режимі СВС можна отримувати і орг. з'єднання (напр., малонат піперазину).

СВС-специфічний. форма гетерог. горіння, що вимагає високої уд.пов-сті контакту реагентів. Порошок і гази-наиб. поширені типи реагентів. Організація СВС полягає в створенні порошкової суміші (шихти) і газового середовища і локальному ініціюванні процесу (запалення). Потім відбувається мимовільне поширення хвилі горіння та охолодження синтезується. продукту. На умови, характер і швидкість поширення фронту горіння, зонну структуру хвилі горіння, механізм хім. і структурних перетворень в хвилі, макс. т-ру і ін. впливають хім. природа реагентів, склад і структура шихти, параметри навколишнього середовища, зовн. впливу (хутро. і енергетичні). Типові значення параметрів, що характеризують СВС: розмір часток реагентів 0, 1-100 мкм, щільність шихти-від насипний до 60% від щільності реагентів, тиск навколишнього газу 10 2 -10 7 Па , т-ра ініціювання 900-1500 К, тривалість ініціювання 0, 5-3 с, швидкість поширення хвилі 0, 1-10 см / с, т-ра горіння 1500-3500 К, швидкість нагріву в-ва в хвилі 10 3 -10 6 К / с.

Вивчення СВС виявило ряд нових явищ-неєдиний режимів поширення хвилі р-ції і гістеро-зісний перехід між ними, мимовільна гомогенізація гетерог. середовища, пов'язана з капілярним розтікання легкоплавкого компонента в предпламенной зоні, спінові хвилі як прояв теплової нестійкості автоволнових процесів, анізотропний ефект, що дозволяє отримувати полікрісталліч. продукти з анізотропією св-в, і ін. Отримали розвиток такі нові напрямки в теорії і практиці горіння, як безгазових горіння (горіння порошкоподібних сумішей без виділення газоподібних продуктів) і фільтрації. горіння. Важливі переваги СВС-використання хім. енергії і відсутність зовн.джерел тепла.

За допомогою СВС отримують неорг. матеріали (напр., порошки тугоплавких соед., абразивні пасти, азотір. феросплави, кермети, кераміку), деталі та вироби заданих розмірів і форм, в т. ч. з безвольфрамових твердих сплавів (ріжучі пластини, валки, фільєри тощо.) , вогнетривкі вироби і покриття, а також здійснюють нероз'ємне з'єднання деталей.

Способи СВС були розроблені на основі відкритого в 1967 (А. Г. Мержанов, І. П. Боровинська, В. М. Шкіря) явища "твердого полум'я"-процесів, в яких брало вихідні, кінцеві і промежут. в-ва знаходяться в хвилі горіння у твердій фазі.

Літ. :

Мержанов А. Г., в. кн. : Фізична хімія. Сучасні проблеми, під ред. Я. М. Колотиркін, М. Хімічна енциклопедія. - М.: Радянська енциклопедія. Під ред. І. Л. Кнунянц. 1988.