Реагенты и процессы
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.
Смотрите также
Химия кадмия
...
Предисловие
В сказке «Алиса в Зазеркалье» – второй части знаменитой
детской дилогии Льюиса Кэрролла, ныне вошедшей в классику литературы для
взрослых, – есть забавное стихотворение (исполняемое Траляля, бр ...