Исследование влияния теплофизических условий синтеза на процессы структурообразования в гетерогенной порошковой смеси титан — алюминий
Диссертация
С точки зрения химии процесса СВ-синтеза большой интерес представляет процесс фазообразования в послеиндукционный период (вторичное фазообразование). В частности, весьма важно получить монофазный продукт определенной стехиометрии возможно с не полностью прореагировавшими исходными компонентами, т. е. осуществить плакирование частиц тугоплавкого компонента. Последнее нередко осуществляется путем… Читать ещё >
Содержание
- Глава I. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез как способ получения интерметаллических соединений
- 1. 1. Физико-химические процессы при взаимодействии бинарных металлических систем с интерметаллидами на диаграмме состояния
- 1. 2. Некоторые вопросы теории теплового взрыва
- 1. 3. Экспериментальные методы реализации теплового взрыва в гетерогенных конденсированных системах
- 1. 4. Специфика структуро и фазообразования в системе титан-алюминий
- Глава II. Критические условия теплового взрыва в гетерогенных системах с учетом кинетики образования интерметаллидной фазы
- 2. 1. Постановка задачи
- 2. 2. Критические условия теплового взрыва для случая линейного закона торможения
- 2. 3. Критические условия теплового взрыва при взаимодействии компонентов по механизму реакционной диффузии
- 2. 4. Выводы по главе II
- Глава III. Экспериментальное исследование критических условий теплового взрыва при синтезе бинарной порошковой смеси Ti-Al в технологической оснастке
- 3. 1. Исследование влияния уровня теплоизоляции реактора на динамику и фазовый состав продукта, синтезированного в режиме теплового взрыва
- 3. 2. Описание экспериментальной методики для изучения динамики разогрева смеси при отключении источника разогрева
- 3. 3. Определение эффективного коэффициента теплоотдачи
- 3. 4. Определение критической температуры и режимов синтеза. Диаграмма критических условий теплового взрыва
- 3. 5. Выводы по главе III
- Глава IV. Исследование фазового состава и микроструктуры продукта синтеза в системе Ti-Al при отключении внешнего источника мощности
- 4. 1. Анализ результатов эксперимента. Фазовый состав продукта
- 4. 2. Анализ микроструктуры продукта. Механизмы структурообразования
- 4. 3. Выводы по главе IV
Список литературы
- Мержанов А.Г., Боровинская И. П. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез неорганических соединений. // Докл. А.Н. СССР. 1972. т.201. № 2. С. 366 — 369.
- Лапшин О.В., Овчаренко В. Е. Математическая модель высокотемпературного синтеза алюминида никеля №зА1 в режиме теплового взрыва порошковой смеси чистых элементов. // Физ.Гор.Вз. 1996. т. 32. № 3. С. 68−76.
- Евстигнеев В.В., Вольпе Б. М., и др. Интегральные технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Москва. Высш. школа, 1996. 274с.
- Гаспарян А.Г., Штейнберг А. С. К механизму теплового взрыва в алюминийсодержащих смесях для СВС интерметаллидов. // Вторая всесоюзная конференция по технологическому горению. Черноголовка, 1978. тез. докладов. 1978. С.78−80.
- Савицкий А.П. Жидкофазное спекание систем с взаимодействующими компонентами. СО. АН СССР. Новосибирск: Наука, 1991. 180с.
- Филимонов В. Ю. Евстигнеев В.В. Василенко С. Н. Влияние тепловых режимов самораспространяющегося высокотемпературного синтеза на структуру конечного продукта в системе Ti А1 .//Перспективные материалы, 2001.№ 5. С.70−73.
- Скороходов В.В., Солонин Ю. М., Уваров И. В. Химические, диффузионные и реологические процессы в технологии порошковых материалов. Киев: Наукова думка. 1990. 246с.
- Ю.Валитова В. М., Афоничев Д. Д. и др. Особенности структуры термообработанных компактов из титанового порошка, плакированного алюминием при разложении металлоорганического соединения.// Физика и химия обработки материалов. 1995. № 1. с. 90−93.
- П.Кирдяшкин А. И., Лепакова O.K., Максимов Ю. М., Пак А. Т. Структурные превращения компонентов порошковой смеси в волне безгазового горения. //Физ.гор.вз. 1989. т.25. № 6. с. 67 72.
- Левашов Е.А., Рогачев А. С., Юхвид В. И., Боровинская И. П. Физико-химические и технологические основы самораспространяющегося высокотемпературного синтеза.М.: Бином. 1999.173с.
- Порошковая металлургия и напыленные покрытия. Под ред. Митина Б. С. М.: Металлургия. 1987.791с.
- Мержанов А.Г. Теория безгазового горения. Черноголовка, 1973, -25с. (Препринт ОИХФ АН СССР).
- Семенов Н.Н. Цепные реакции Л.- Гостехиздат 1934, 555с
- Франк-Каменецкий Д. А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике- М. Наука. 1967. 490с.
- Зельдович Я.Б., Баренблатт Г. И. и др. Математическая теория горения и взрыва. М. Наука, 1980 376с.
- Итин В.И., Найбороденко Ю. С. Высокотемпературный синтез интерметаллических соединений. Томск. Изд-во томского ун-та. 1989. 209с.
- Скороход В.В., Солонин Ю. М., Уварова И. В. Химические, диффузионные и реологические процессы в технологии порошковых материалов. Киев. Наукова думка. 1990 г. с.142−158.
- Вольпе Б.М., Гарколь Д. А., Евстигнеев В. В. Два механизма структурообразования в системах с интерметаллидами на диаграмме состояния. В сб. Труды Международной научно-технической конференции «Проблемы промышленных СВС технологий». Барнаул 1994. с. 69−80.
- Розовский А.Я. Кинетика топохимических реакций. М.- Химия 1974. 224с.
- Химия твердого состояния / Под общ. редакцией В. Гарнера, М.: ИЛ, 1961. 265с.
- Ларинов А.Н., Лозовская А. В., Полищук Д.Ф.// Металлофизика. Киев: Наукова думка, 1969 № 28 с.5−49.
- Будников П.П., Гинстлинг A.M. Реакции в смеси твердых веществ. М. Стройиздат, 1971. 488с.
- Кивало Л.И., Скороход В. В., Григоренко Н. Ф. Объемные изменения при спекании прессовок из смеси порошков титана и железа. // Порошковая металлургия. 1982, № 5. — с. 17−21.
- Шкадинский К.Г., Мержанов А. Г., Хайкин Б. И. Распространение пульсирующего фронта экзотермической реакции в конденсированной фазе. // Физ.гор.вз. 1971, т.7 № 1, с. 19−2
- Хайкин Б. И. Мержанов А.Г. К теории распространения фронта химической реакции. // Физ.гор.вз. 1966 т.2 № 3 с. 36−43.
- Корчагин М.А., Александров В. В. Неронов В.А. Фазовый состав промежуточных продуктов взаимодействия никеля с алюминием.//Изв. СО. АН СССР. Сер. Хим. Наук. 1979. — № 6. — с. 104−111.
- Александров В.В., Корчагин М. А., Болдырев В. В. Механизм и макрокинетика взаимодействия компонентов в порошковых смесях.// Докл. А.Н. СССР, 1987. — т.292, № 4. — с. 879−881.
- Александров В.В., Корчагин М. А. О механизме и макрокинетике реакций при горении СВС систем. // Физ.гор.вз. 1987. т.23. № 5. с. 55 -63.
- Алдушин А. П. Мартемьянова Т.М. Мержанов А. Г. Распространение фронта экзотермических реакций в конденсированных смесях при взаимодействии компонентов через слой тугоплавкого продукта // Физ.гор.вз. 1972. т.8 № 2 с. 202−212.
- Некрасов Е.А., Максимов Ю. М., и др. Влияние капиллярного растекания на распространение волны горения в безгазовых системах // Физ.гор.вз 1978 т. 14 № 5. — с. 26 — 32.
- Шкиро В.М., Боровинская И. П. Исследование закономерностей горения титана с углеродом / Процессы горения в химической технологии и металлургии. Черноголовка. 1975.- с.253−258.
- Мержанов А. Г. Рогачев А.С., Мукасьян А. С., Хусид Б. М. Макрокинетика структурных превращений при безгазовом горении смесей порошков титана и углерода//Физ.гор.вз 1990.- № 1- с. 104 114.
- Слезов В.В., Саголович В. В. Диффузионный распад твердых растворов. У.Ф.Н. 1987, 151, 1с. 23−30.
- Мержанов А.Г. Новые элементарные модели горения второго рода.// Докл. АН СССР. 1972. т.233. № 6 с. 1130−1133.
- Боровинская И.П. Образование тугоплавких соединений при горении гетерогенных конденсированных систем. В кн. Горение и взрыв. Материалы IV Всес. симп. по горению и взрыву. М.: Наука, 1977, с. 138−148.
- Мержанов А.Г., Руманов Э. Н. Образование твердых растворов в режиме горения. Изв. А.Н. СССР, Мет., 1977, № 3, с. 188−193.
- Merzhanov A.G. Twenty years of search and findings. In. Combustion and plasma synthesis of hight temperature materials / Eds. Z.A. Munir, J.B. Holt., N.Y.:VCH Publ. Inc., 1990, p.1−53.
- Процессы горения конденсированных систем. Новое направление исследований. Вестник А. Н. СССР, 1979, № 8, с. 10−18.
- Merzhanov A.G. The research directions in the future SHS. Int. J. SHS, 1995, V4, № 4, p. 323 -350.
- Shugaev V.A., Rogachev A.S., Ponomarev V.I. A model for structure formation in SHS systems. Int. J. SHS, 1992, V.64, № 7, p. 965 976.
- Рогачев А.С. Динамика структурных превращений в процессах безгазового горения. Дис. на соиск. учен, степени д. физ-мат. наук, Черноголовка, ИСМАН, 1994, 276 с.
- Семенов Н. Н. К теории процессов горения. // Журн. Рус. Физ.-хим. Об-ва. 1928. Т.60. № 3. с. 241−250.
- Семенов Н.Н. Тепловая теория горения и взрыва. //Успехи физ. наук. 1940. Т.23. № 3. с. 251−486.
- Тодес О.М. Адиабатический тепловой взрыв. // Ж. физ. химии. 1993. т.4. № 1. с. 71−77.
- Франк-Каменецкий Д. А. Распределение температур в реакционном сосуде и стационарная теория теплового взрыва. //Ж. физ. химии. 1939. Т. 13. № 6. с.738−755.
- Барзыкин В.В., Мержанов А. Г. Краевая задача в теории теплового взрыва.//Докл. АН СССР. 1958. Т. 120. № 6. с.1271−1273.
- Мержанов А.Г., Дубовицкий Ф. И. Квазистационарная тепловый режим протекания взрывных реакций. // Докл. АН СССР. 1958. Т.120. № 5. с.1068−1071.
- Мержанов А.Г., Дубовицкий Ф. И. Квазистационарная теория теплового взрыва самоускоряющихся реакций. // Ж. физ. химии. 1960. Т.34. № 10. с. 2235−2244.
- Барзыкин В.В., Гонтковская В. Т., Мержанов А. Г., Худяев С. И. К нестационарной теории теплового взрыва. // Ж. прикл. механ. и техн. физ. 1964. № 3. с. 118−125.
- Барзыкин В.В., Гонтковская В. Т., Мержанов А. Г. К теории теплового взрыва самоускоряющихся реакций. //Физ.гор.вз. 1996. № 4. с. 18−23.
- Merzhanov A.G. Worldwide evolution and present status of SHS as a branch of modern R&D. //Int. J. of SHS. 1997. V 6. № 2. p. 119−163.
- Мержанов А.Г., Озерковская Н. И., Шкадинский К. Г. Динамика теплового взрыва в послеиндукционный период. //Физ.гор.вз 1999. т.35, № 6. с. 65 71.
- Лапшин О.В., Овчаренко В. Е. Математическая модель высокотемпературного синтеза интерметаллического соединения Ni3Al на стадии воспламенения. // Физ.гор.вз. 1996. т. 32. № 2. с. 4654.
- Гаспарян А.Г., Штейнберг А. С. Макрокинетика взаимодействия и тепловой взрыв в смесях порошков Ni и А1. // Физ.гор.вз. 1988. № 3. с. 67−74
- Deevi S.C. Diffusional reactions in the combustion synthesis of MoSi2. Mater. Sci. Eng. 1992. V. A 129, P. 241−251.
- Ho-Yi L., Hong-Yu Y., Shu-Xia M., Shehg Y. Combustion synthesis of titanium aluminides. // Int. J. of SHS. 1992. V.l. № 3. P.447−452.
- Maupin H.E., Rawers J.C. Metall intermetallic composites formed by reaction — sintering elemental powders. // J. Mater. Sci. Lett. 1993. V.12. P. 540−541.
- Zhahg X.T., Xu X.L., Han J.C., Du S.Y. Measurement of the activation energy and reaction order of the Ni A1 — Fe system thermal explosion. J. of Inorganic Mat. 1998. V. 13. № 2. P.247−250.
- Yi H.C., Moore J.J. Combustion synthesis of TiNi intermetallic compounds. Part 2. Effect of Ti02 formation. //J. Mater. Sci. 1989. V. 24. P. 3456−3462.
- Yi H.C.<, Moore J.J. Combustion synthesis of TiNi intermetallic compounds. Part 3. Microstructural characterization. //J. Mater. Sci. 1992. V. 27. P. 5067−5072.
- Yi H.C., Moore J.J. The combustion synthesis of NiTi shape memory alloys. //JOM. 1990. V. 42. № 8. P. 31−35.
- Yi H.C., Petric A., Moore J.J. Effect of heating rate on the combustion synthesis of Ti-Al intermetallic compounds. //J. Mater. Sci. 1992. V. 27. P. 6797−6806.
- Князик В.А., Мержанов А. Г., Соломонов В. Б., Штейнберг А. С. Макрокинетика высокотемпературного взаимодействия титана с углеродом в условиях электротеплового взрыва. //Физ.гор.вз. 1985. № 3. с.69−73.
- Штейнберг А.С., Попов К. В. Электротепловой взрыв метод изучения кинетики быстропротекающих высокотемпературных реакций горения конденсированных веществ. //Хим. физ. процессов гор. и взрыва. 2000. т.2. с.59−61.
- Шиляев М.И., Борзых В. Э., Дорохов А. Р. Овчаренко В.Е. Определение термокинетических параметров из обратной задачи электротеплового взрыва. // Физ.гор.вз. 1992. № 3. с.53−57.
- Попов К.В., Князик В. А., Штейнберг А. С. Исследование высокотемпературного взаимодействия Ti с В методом электротеплового взрыва. //Физ.гор.вз. 1993. т.29. № I.e. 82−87.
- Кирдяшкин А.И., Максимов Ю. М., Китлер В. Д. и др. Эффект электроимпульсной активации СВС процесса. // Материалы Международного симп. по физике горения и взрыва. Черноголовка. 2000. т. 3. с. 20−22.
- Самсонов Г. В., Винницкий И. Н. Тугоплавкие соединения. Справочник. М.: Металлургия, 1997. 560с
- Титановые сплавы. Металлография титановых сплавов. М. Металлургия, 1980. 460с.
- Натанзон Я.В., Титов В. П., Антонченко Р. В. Растворимость титана в жидких алюминии, галии, индии //Адгейзия расплавов и пайка материалов. -1990. Вып.24 с. 49 -51.
- German R.M. Liquid phase sintering. N.Y.- London: Plenium Press, 1985 -2 nop.
- Kohno Т., Koscac M.J. Sintering and dimensional control of mixed elemental bronzepowder. // National powder metallurgy conference. -Montreal, 1982. Vol.38. -P.463 — 481.
- Nicolic Z.S., Ristic M.M. The modeling of the liquid phase sintering. // Science of sintering. 1981. — Vol.13 — № 2. P.91 — 102.
- Fortes M.A. The kinetics of powder densification ane to capillary forces. //Powder Metal. Int. 1982. — Vol.14.-№ 2. — P.96−100.
- Kausser W.A., Kwon O.J., Petzon G. Pore formention anolpore elimination during liquid phase sintering. //Eur. Int. Powder Met. Conf. -Florence, 1982, P.23 -30.
- Смоляков В.К. Теория макроструктурных превращений при горении гетерогенных систем с конденсированными продуктами. Автореф. дис. док. физ.-мат. наук. Черноголовка. 1998. 30с.
- Найбороденко Ю.С. Закономерности и механизм реакционого спекания и безгазового горения смесей металлических порошков. Дисс. канд. физ-мат. наук. Томск 1974. 207с.
- Маслов В.М., Боровинская И. П., Мержанов А. Г. Экспериментальное определение максимальных температур процессов самораспространяющегося высокотемпературного синтеза //Физ.гор.вз 1978, т. 14 № 5. с. 79−85.
- Powling, Smith. Comb. Flame, 1962, с. 173.
- Похил П.Ф., Мальцев В. М., Селезнев В. А. Малинина Н.К. Оптический метод определения температуры поверхности пороха.// Физ.гор.вз- 1967 т. З № 3 с.328−338.
- Азатян Т.Е. Спектрально-оптические исследования самораспространяющейся волны синтеза тугоплавких соединений на основе титана. Дисс. канд. физ-мат. наук. Москва, 1979. 146с.
- Гарколь Д.А., Гуляев П. Ю., Евстигнеев В. В. Новая медодика высокоскоростной яркостной пирометрии для исследования процессов СВС.// Физ.гор.вз. 1994. т. ЗО № 1 с. 72−77.
- Вольпе Б.М., Гарколь Д. А., Евстигнеев В. В., Мухачев А. Б. Исследование взаимодействия системы никель-алюминий в процессе СВС на основе методики высокотемпературной яркостной пирометрии.//Физ.гор.вз. 1994. т. ЗО № 3 с.62−69.
- Вольпе Б.М., Евстигнеев В. В. Структурообразование в СВС-системе титан-алюминий-углерод.//Физ.гор.вз.-1992 т.24 с.68−75.
- Данилевский С.К., Сведе-Швец Н.И. Высокотемпературные термопары. М. Металлургия. 1977. 230с.
- Электрические измерения неэлектрических величин. Под общ. редакцией Новицкого П. В. M.-JI. «Энергия» 1966. 690с.
- А.В.Лыков Теория теплопроводности Н.: «Высшая школа», 599с
- Филимонов В.Ю., Евстигнеев В. В., Краснощеков С. В. Определение структуры кинетической функции при саморазогреве бинарной порошковой смеси Ti А1 эквиатомного состава. // Перспективные материалы 2003 № 1 с. 84−88.
- Письменская Е.Б., Рогачев А. С., Пономарев В. И. Механизм синтеза интерметаллических соединений в режиме теплового взрыва //
- Материалы Междунар. симп. по физике горения и взрыва. -Черноголовка, 2000. Т.З. с.150−152.
- Найбороденко Ю.С. Закономерности и механизм реакционного спекания и безгазового горения смесей металлических порошков. Дисс. канд. физ-мат. наук. Томск 1974. 207с.
- Еременко В.Н., Натанзон Я. В., Петрищев В. Я. Особенности кинетики образования фазы T1AI3 в системе TiAl.// Порошковая металлургия. 1987, № 2, с.26−31.
- Цвиккер У. Титан и его сплавы. М.: Металлургия, 1979. 278 с.
- Ч. Уэрт, Р.Томсон. Физика твердого тела. М.: Мир. 1969. 558с. Под.ред. С. В. Тябликова. Пер. с англ. А. С. Пахомовой, Б. Д. Сумма.
- Арутюнян А.Б., Харатян С. А., Мержанов А. Г. Воспламенение частиц металлов при образовании твердых растворов //Физ.гор.вз. 1979. т. 15. № 3, с. 16−22.
- Ш. Любов Б. Я. Кинетическая теория фазовых превращений. М.-
- Металлургия, 1969. 112. Хансен М., Андерко К. Структура бинарных сплавов: в 2-х томах
- М. Металлургиздат, 1962 т.2 — 250с. ПЗ. Рогачев А. С. Динамика структурных превращений в процессах безгазового горения. — Автореф. дисс. д.ф.-н наук. Черноголовка, 1994.-39с.
- Гегузин Я.Е. Диффузионная зона. -М.:Наука, 1979.343с.