Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Перспективные материалы и технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза

Учебное пособие. № 311
Покупка
Артикул: 408287.02.99
Доступ онлайн
2 000 ₽
В корзину
Рассмотрены общие и специальные вопросы самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) как способа получения неорганических соединений и композиционных материалов. Изложены теоретические основы СВС, закономерности и механизмы горения и труктурообразования в СВС-системах. Изучены термодинамические и кинетические аспекты взаимодействия компонентов при синтезе новых материалов в режиме горения. Представлены данные об основных технологических типах процессов производства порошков неорганических соединений, керамических материалов и изделий, новых композиционных материалов, литых тугоплавких соединений, о методах нанесения покрытий. Приведены сведения о структуре, свойствах и применении новых композиционных материалов. Уделено внимание лабораторным установкам для экспериментального исследования процессов СВС и оборудованию для промышленной реализации СВС-технологий. Учебное пособие рассчитано на студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению 150100 «Металлургия», а также на исследователей, инженеров и технологов в области порошковой металлургии, высокотемпературных материалов, керамических композиционных материалов, огнеупоров, ферросплавов и лигатур, материалов для электроники, химической промышленности и др. Данное издание посвящено 80-летию академика А.Г. Мержанова - выдающегося ученого в области физики горения и взрыва, основоположника метода СВС.
Перспективные материалы и технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза : учебное пособие / А. С. Рогачев, В. В. Курбаткина, Ю. М. Максимов [и др.]. - Москва : Изд. Дом МИСиС, 2011. - 377 с. - ISBN 978-5-87623-463-6. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1228991 (дата обращения: 19.04.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ 
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ  
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ  
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
№ 311 
  
Перспективные
материалы и технологии 
самораспространяющегося 
высокотемпературного синтеза
Учебное пособие 
Допущено учебно-методическим объединением 
по образованию в области металлургии в качестве учебного 
пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся
по направлению 150100 – Металлургия 
Москва  2011 
УДК 544.01:621.762.091.3-977:546.07 
 
П26 
Р е ц е н з е н т  
д-р техн. наук, проф. М.Р. Филонов 
Авторы: Е.А. Левашов, А.С. Рогачев, В.В. Курбаткина, 
Ю.М. Максимов, В.И. Юхвид 
П26 
Перспективные материалы и технологии самораспростра- 
няющегося высокотемпературного синтеза : учеб. пособие / 
Е.А. Левашов, А.С. Рогачев, В.В. Курбаткина и др. – М. : Изд. 
Дом МИСиС, 2011. – 377 с. 
ISBN 978-5-87623-463-6 
Рассмотрены общие и специальные вопросы самораспространяющегося 
высокотемпературного синтеза (СВС) как способа получения неорганиче-
ских соединений и композиционных материалов. Изложены теоретические 
основы СВС, закономерности и механизмы горения и структурообразования 
в СВС-системах. Изучены термодинамические и кинетические аспекты взаи-
модействия компонентов при синтезе новых материалов в режиме горения. 
Представлены данные об основных технологических типах процессов произ-
водства порошков неорганических соединений, керамических материалов и 
изделий, новых композиционных материалов,  литых тугоплавких соедине-
ний, о методах нанесения покрытий. Приведены сведения о структуре, свой-
ствах и применении новых композиционных материалов. Уделено внимание 
лабораторным установкам для экспериментального исследования процессов 
СВС и оборудованию для промышленной реализации СВС-технологий. 
Учебное пособие рассчитано на студентов высших учебных заведений, 
обучающихся по направлению 150100 «Металлургия», а также на исследова-
телей, инженеров и технологов в области порошковой металлургии, высоко-
температурных материалов, керамических композиционных материалов, ог-
неупоров, ферросплавов и лигатур, материалов для электроники, химической 
промышленности и др. 
Данное издание посвящено 80-летию академика А.Г. Мержанова – вы-
дающегося ученого в области физики горения и взрыва, основоположника 
метода СВС. 
УДК 544.01:621.762.091.3–977:546.07 
ISBN 978-5-87623-463-6 
© Коллектив авторов, 2011 
ОГЛАВЛЕНИЕ 
Предисловие ........................................................................................................ 6 
ГЛАВА 1. ОБЩИЙ ВЗГЛЯД НА ПРОЦЕСС И ПРОБЛЕМУ СВС..............15 
1.1. Общая характеристика процессов СВС..............................................15 
1.2. Типы химических реакций и основные классы продуктов СВС......17 
1.3. Классификация процессов СВС по агрегатному состоянию 
компонентов..................................................................................................18 
1.4. Термодинамика СВС-систем ...............................................................21 
1.5. Кинетика химических реакций............................................................27 
1.6. Элементы теории горения. Скорость распространения волны СВС.....29 
1.7. Температурные профили волны СВС ................................................. 36 
ГЛАВА 2. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ГОРЕНИЯ 
И СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ В СВС-СИСТЕМАХ................................. 42 
2.1. Экспериментальные методы исследования СВС-процессов............ 42 
2.2.  Закономерности горения безгазовых составов ................................. 50 
2.3. Системы твердое–газ ............................................................................ 59 
2.4. Структурообразование продуктов СВС  и механизм горения ......... 64 
2.4.1. Изменение структуры среды в зонах прогрева и реакции ....... 66 
2.4.2. Формирование структуры продукта........................................... 75 
Рекомендуемая литература к главам 1 и 2 ...................................................... 96 
ГЛАВА 3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ТИПЫ СВС ............................................. 97 
3.1. Технология как наука и принципы ее разработки ............................. 97 
3.2. Шесть основных типов СВС-технологий........................................... 99 
3.3. Принципы управления структурой и свойствами 
СВС-продуктов........................................................................................... 101 
3.4. СВС механически активированных смесей...................................... 104 
Рекомендуемая литература к главе 3 ............................................................. 118 
ГЛАВА 4. ПОРОШКОВЫЕ И СПЕЧЕННЫЕ СВС-МАТЕРИАЛЫ .......... 120 
4.1. Технология СВС-порошков ............................................................... 120 
4.1.1. Основные химические схемы получения СВС-порошков ..... 123 
4.1.2. Получение порошков ................................................................. 124 
4.1.3. Получение порошков по азидной СВС-технологии ............... 128 
4.1.4. Получение порошков интерметаллидов................................... 132 
4.1.5. Материалы, получаемые по технологиям порошков.............. 139 
4.1.6. Пористые материалы и изделия................................................ 145 
4.2. СВС-спекание...................................................................................... 147 
4.2.1. Получение керамических материалов в газостатах................ 147 
4.2.2. Получение огнеупорных материалов ....................................... 153 
4.2.3. Получение керамической пены................................................. 156 
4.2.4. Получение материалов для электроники ................................. 158 
Рекомендуемая литература к главе 4 ............................................................. 168 
ГЛАВА 5.  СВС АЗОТИРОВАННЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ 
ДЛЯ МЕТАЛЛУРГИИ.....................................................................................170 
5.1. Горение металлов в азоте ...................................................................171 
5.1.1. Общие особенности горения металлов в азоте........................171 
5.1.2. Азотирование феррованадия .....................................................176 
5.1.3. Азотирование кремния и ферросилиция..................................188 
5.1.4. Азотирование хрома, феррохрома, феррониобия 
и ферромарганца ...................................................................................196 
5.2. СВС нано- и композиционных керамических порошков 
на основе нитридов ....................................................................................199 
5.2.1. Синтез композиции Si3N4–SiC...................................................200 
5.2.2. Синтез керамики Si3N4–ZrO2 .....................................................201 
5.2.3. Синтез композиции на основе Si3N4–TiN с использованием 
ильменитового концентрата ................................................................202 
5.3. Горение порошков металлов и сплавов при вынужденной 
фильтрации азотсодержащего газа...........................................................205 
5.4. Опытно-промышленная технология получения 
азотсодержащих лигатур ...........................................................................207 
Рекомендуемая литература к главе 5 .............................................................216 
ГЛАВА 6. СИЛОВОЕ СВС-КОМПАКТИРОВАНИЕ..................................218 
6.1. Общая характеристика технологии ...................................................218 
6.2. Сплавы марки СТИМ..........................................................................220 
6.3. Композиционные мишени для технологий ионно-плазменного 
распыления..................................................................................................231 
6.3.1. Мишени на основе макс-фаз в системе Ti–Cr–Al–C...............233 
6.3.2. Мишени из боридной керамики в системах Сr–B и Ti–Cr–B......242 
6.3.3. Мишени из танталсодержащей карбидной керамики 
в системе Ti–Ta–C.................................................................................250 
6.3.4. Мишени на основе карбонитрида титана.................................259 
6.4. Электродные материалы для технологии электроискрового 
легирования.................................................................................................264 
6.5. Крупногабаритные изделия................................................................275 
6.6. Синтетические градиентные материалы...........................................281 
6.7. Алмазосодержащие материалы..........................................................283 
6.8. Технологические параметры и их влияние на структуру 
и свойства продуктов синтеза ...................................................................299 
6.9. СВС-экструзия и СВС-прокатка........................................................306 
Рекомендуемая литература к главе 6 .............................................................307 
ГЛАВА 7. СВС-МЕТАЛЛУРГИЯ ..................................................................309 
7.1. Схемы химического превращения исходной смеси в конечные 
продукты......................................................................................................309 
7.2. Феноменология СВС-металлургии....................................................310 
7.3. Моделирование процессов горения в плавящихся 
гетерогенных системах.............................................................................. 311 
7.4. Моделирование фазоразделения в жидкофазных продуктах 
горения ........................................................................................................ 316 
7.5. Закономерности управления процессом, составом и структурой 
продуктов синтеза ...................................................................................... 318 
7.5.1. Закономерности горения............................................................ 319 
7.5.2. Закономерности фазоразделения.............................................. 322 
7.5.3. Закономерности формирования химического состава литых 
продуктов .............................................................................................. 324 
7.5.4. Формирование фазового состава, макро- и микроструктуры 
литых продуктов................................................................................... 326 
7.6. Технологии и оборудование СВС-металлургии .............................. 328 
7.6.1. СВС-металлургия в реакторах под давлением газа ................ 329 
7.6.2. Центробежная СВС-металлургия ............................................. 333 
7.7. Продукция СВС-металлургии и ее применение .............................. 343 
7.7.1. Литые материалы и их использование..................................... 343 
7.7.2. Многослойные материалы и литые защитные покрытия....... 351 
7.7.3. Литые трубы................................................................................ 352 
Рекомендуемая литература к главе 7 ............................................................. 354 
ГЛАВА 8. НЕРАЗЪЕМНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ И ПОКРЫТИЯ, 
ПОЛУЧАЕМЫЕ ПО ТЕХНОЛОГИЯМ СВС-СВАРКИ 
И ГАЗОТРАНСПОРТНЫХ ПОКРЫТИЙ ..................................................... 356 
8.1. Сварные соединения ........................................................................... 356 
8.2. Термитная СВС-сварка....................................................................... 359 
8.3. СВС-электросварка ............................................................................. 361 
8.4. Газотранспортная СВС-технология .................................................. 374 
Рекомендуемая литература к главе 8 ............................................................. 378 
ПРЕДИСЛОВИЕ 
Дорогие коллеги, друзья!  
Вот уже прошло почти 45 лет, как мы начали изучать замечатель-
ный процесс, получивший название «самораспространяющийся высо-
котемпературный синтез» (или, коротко, СВС-процесс). «Саморас-
пространяющийся» – потому что этот процесс, будучи локально 
инициированным, далее сам распространяется в виде волны реакции; 
«высокотемпературный» – потому, что он сопровождается выделе-
нием тепла, которое разогревает вещество в зоне реакции до высокой 
температуры; а слово «синтез» указывает на то, что в ходе этого про-
цесса могут быть синтезированы ценные вещества и материалы. 
В первых опытах были осуществлены твердофазные процессы 
(твердые реагенты, твердые продукты), и было непонятно, как и по-
чему самораспространяются такие реакции, ведь они, как известно, 
протекают крайне медленно, а здесь наблюдаются довольно большие 
скорости фронта (до 10 см/с, а иногда и выше). Лишь позднее стало 
ясно, что благодаря высоким значениям теплового эффекта реакции 
и сильному кинетическому торможению волна начинает распростра-
няться уже при малой глубине реакции и для самораспространения 
вовсе не нужно ждать полного превращения вещества (как следовало 
из классической теории распространения волны реакции). 
Очень часто СВС-процесс сравнивается с горением, рассматрива-
ется как его разновидность и называется «твердопламенное горение». 
Действительно, СВС имеет много общего с горением (сильное тепло-
выделение при очень больших температурах, фронтальный, или вол-
новой, характер распространения реакции, высокие скорости нагрева 
вещества в волне и др.). Но есть одно существенное различие. Для 
теории горения очень важно понимание того, что происходит вблизи 
фронта горения. Именно прифронтальные процессы определяют 
картину горения, в первую очередь скорость движения фронта (ее 
часто называют скоростью горения). Для СВС-процессов это также 
существенно, но недостаточно, поскольку в теории и практике СВС 
важную роль играют и зафронтальные процессы, которые протека-
ют далеко за фронтом, не влияя на скорость последнего. Это фазовые 
и структурные превращения в первичных продуктах горения, кото-
рые образуются в результате реакции и по существу представляют 
собой первичные продукты СВС. Таким образом, понятие «СВС», с 
одной стороны, шире, чем «горение», поскольку включает в себя не 
только макрокинетические, но и материаловедческие представления, 
а с другой – уже, так как не рассматривает обширные классы реакций 
горения, не приводящие к образованию материалов. 
Если использовать простейшие нестрогие формулировки, то мож-
но записать следующее: 
Горение = Тепловыделение + Теплопередача, 
СВС = Горение + Структурообразование. 
Любопытно, что авторы СВС первоначально хотели дать этому про-
цессу название «синтез горением», имея в виду его «горельческое» 
происхождение. Но в конце концов отказались от него, когда поняли 
роль структурных факторов. 
Таким образом, вышеприведенная формула СВС стала его девизом 
и не позволяет свести его понимание к простому горению. Подчерк-
нем, что благодаря важности структурных факторов научные основы 
СВС стали называть структурной макрокинетикой (СМК).  
Каждое крупное научное открытие имеет своих предвестников. 
Твердое пламя (или СВС) не является исключением из этого правила. 
Ранее мы знали, что существуют процессы так называемой внепеч-
ной металлотермии, в которой идут окислительно-восстановительные 
реакции в жидкой фазе. Были известны также процессы горения ме-
таллов на воздухе или в кислороде. Все они и развитые представле-
ния о механизме горения конденсированных систем – это три кита, 
на которых базируются СМК и СВС. Но звена, которое связывало бы 
эти три понятия воедино, не было. Это сделал СВС. Поэтому отноше-
ние к нему противоречивое: с одной стороны, это научное открытие, 
а с другой – «все давно известно». Время показало, что первая точка 
зрения сильнее. 
Мы стали понимать, как и какие продукты (материалы) можно по-
лучать с помощью СВС-процессов; разработали научные основы СВС 
(термодинамические, 
кинетические, 
макрокинетические); 
создали 
идеологию и методологию структурной макрокинетики; провели ис-
следования процессов в разных химически реагирующих средах, 
протекающих с образованием бескислородных тугоплавких соедине-
ний (карбидов, боридов, нитридов, силицидов, интерметаллидов), 
простых и сложных оксидов, гидридов и пр.; овладели приемами ма-
тематического моделирования процессов горения СВС-систем; стали 
участвовать в решении крупных материаловедческих проблем (созда-
ние новых материалов и технологий для машиностроения, металлур-
гии, электротехнической промышленности и электроники, авиационно-
космической техники и др.). 
За прошедшие 45 лет сделано немало и прежде всего – это созда-
ние научных основ СВС. К ним относятся: 
– термодинамика СВС-процессов (разработаны методы расчета 
температуры, равновесного состава продуктов горения СВС-систем и 
компьютерный справочник ИСМАН-ТЕРМО); 
– кинетика СВС-реакций (создание оригинальных высокотемпе-
ратурных устройств с регулируемым электронагревом для исследо-
вания кинетики тепловыделения при Т = 1000...3000 °С); 
– экспериментальная диагностика СВС-процессов, включающая 
изучение механизма и закономерностей горения большого количест-
ва бинарных и многокомпонентных систем, а также структурообра-
зования в продуктах горения; 
– комплекс теоретических работ, ставший основой нового раздела 
в науке о горении («твердопламенное горение»); 
– открытие и исследование тепловых автоколебаний фронта горе-
ния и спиновых волн, оказавших большое влияние на развитие нели-
нейной динамики реагирующих сред; 
– компьютеризация нестационарных нелинейных трехмерных 
уравнений и т.д. 
СВС повлиял не только на теорию и практику процессов горения, 
но и на химию и технологию неорганических материалов, заложив 
основы динамического материаловедения (это трудная, но важная 
область знания, позволяющая проследить динамику фазовых и струк-
турных превращений).  
Значительными являются технологические успехи СВС. Создано 
шесть технологических типов СВС, большое количество базовых 
технологий, позволяющих получать в опытных условиях порошки, 
материалы, изделия из современных неорганических материалов, на-
носить разнообразные покрытия и осуществлять неразъемное соеди-
нение материалов. Некоторые СВС-технологии дошли до промышлен-
ного уровня (автоматизированные технологические линии для произ-
водства порошков, крупногабаритных труб с внутренним износо-
стойким покрытием). 
Не будем перечислять все достижения СВС, чтобы не превращать 
предисловие в отчет. Подчеркнем только, что сейчас им завоевана 
собственная ниша как в теории горения, так и в химии и технологии 
неорганических материалов. 
Но самым большим успехом СВС следует считать создание миро-
вого сообщества специалистов в этой области. Сейчас исследованием 
и использованием СВС-процессов занимаются в 49 странах. Прове-
дено 11 специализированных международных симпозиумов, ряд дву-
сторонних семинаров (российских исследователей СВС с учеными 
США, Китая, Японии, Франции). С 1992 г. издательство Allerton 
Press (США) выпускает журнал «Самораспространяющийся высоко-
температурный синтез», редакционная коллегия которого находится 
в Черноголовке (Московская обл.). Там же располагается базовая ор-
ганизация Международной ассоциации по СВС, входящей в состав 
Мировой академии керамики. 
Наиболее развиты СВС-исследования в России. Это понятно, так 
как именно здесь было сделано открытие явления «твердого пламе-
ни», заложены научные и технологические основы СВС. 
Ведущей научной организацией страны является Институт струк-
турной макрокинетики и проблем материаловедения РАН (ИСМАН, 
Черноголовка), специально созданный для развития работ по СВС в ка-
честве головной организации межотраслевого научно-технического 
комплекса (МНТК) «Термосинтез». За период существования этого 
МНТК (1986–1992 гг.) образовано 15 производственных участков, раз-
виты фундаментальные исследования и выполнены целевые научно-
технические разработки. Распад СССР нанес большой удар дальнейше-
му развитию проблемы СВС. Некоторые организации не успели «встать 
на ноги» и, лишившись государственной поддержки, самоликвидирова-
лись. Но ИСМАН выстоял и продолжает активно развивать работы по 
СВС. Отметим два ведущих коллектива института – лаборатории про-
фессоров И.П. Боровинской и А.С. Рогачева. Специализация первой – 
химия и технология СВС, второй – макрокинетика и горение. И та, и 
другая сегодня поддерживают традиционно высокий уровень исследо-
ваний и разработок. Изучением СВС-процессов также активно занима-
ются и в других лабораториях института. 
Крепкие позиции удерживает коллектив Научно-учебного центра 
СВС МИСиС–ИСМАН и кафедры порошковой металлургии и функ-
циональных покрытий НИТУ «МИСиС», возглавляемый проф. 
Е.А. Левашовым. В МИСиС интересуются всеми вопросами СВС, но 
больше тяготеют к «тонкопленочной» тематике. Известность полу-
чили работы по синтезу композиционных мишеней для магнетронно-
го напыления, алмазосодержащих материалов и алмазного инстру-
мента, по созданию дисперсно-упрочненных наночастицами элек-
тродов и покрытий и др.  
Творческий коллектив под руководством проф. Ю.М. Максимова 
(Томск) завоевал авторитет своими работами по структурной макро-
кинетике, технологии азотированных ферросплавов, созданию круп-
ногабаритных фильтров. Самарская группа, возглавляемая проф. А.П. 
Амосовым, занимается получением нанопорошков нитридов с исполь-
зованием в качестве азотсодержащего реагента азида, а также абра-
зивных порошков с помощью СВС-компактирования.  
В республиках бывшего СССР также сохранился интерес к СВС-
процессам. Хорошо известны ведущие ученые Армении (С.К. Долу-
ханян, С.Л. Харатян, П.Б. Авакян), Грузии (Г.Ф. Тавадзе, Г.Ш. Ониа-
швили), Казахстана (Г.П. Ксандопуло, З.А. Мансуров). 
Активная работа в этой области продолжается не только в странах 
бывшего СССР. 
В США высоко держат в руках знамя СВС профессора З.А. Му-
нир (электроСВС), Дж.Дж. Мур (композитные материалы), Ян Пу-
шинский (СВС-керамика), Б. Матковский (математическое моделиро-
вание). Свежую струю в американские исследования внес проф. 
А.С. Мукасьян, воспитанник ИСМАН, ныне профессор университета 
Нотр Дам (США). Он находится на острие сотрудничества с Россией, 
активен в организационных делах (недавно стал региональным редак-
тором вышеупомянутого журнала по СВС). 
Большие перспективы развития демонстрируют китайские спе-
циалисты, с которыми российские ученые установили творческие 
контакты. Профессора И.П. Боровинская и Ю.М. Максимов, с одной 
стороны, а также профессора R.Z. Yuan и Lai Hey, с другой, способ-
ствовали развитию российско-китайских отношений. В настоящее 
время наиболее активны китайские ученые акад. Ге и проф. Жанг. 
Почти в каждом университете есть «точка», в которой занимаются 
или собираются заняться изучением и (или) использованием СВС. 
В Европе первыми начали осваивать СВС краковские ученые-
керамисты под руководством проф. Р. Пампуха. Сегодня наиболее 
активны французы. Они специализируются в трех направлениях: высокие 
давления газов, изучение фазообразования с помощью синхротронного 
излучения, СВС-механохимия.  
В целом состояние исследований и уровень понимания проблемы 
высоки, что позволяет новым технологиям успешно конкурировать 
на рынке инноваций. Анализируя проблему, можно выделить следующие 
направления: 
– химия СВС-процессов; 
– общая и структурная макрокинетика; 
– нетрадиционные материалы и технология; 
– индустриализация и коммерциализация СВС. 
Что мы имеем сегодня? Что дали науке и технике работы в области 
СВС? Какой вклад был внесен в каждое из этих четырех направлений? 

Прежде всего СВС заметно обогатил химию горения. Мы стали 
изучать такие процессы, о которых раньше ничего не знали. Например, 
реакция горения 
3Cu + 2BaO2 + 1/2Y2O3 
2
O
⎯⎯
→ YBa2Cu3O7–x + Q, 
предложенная М.Д. Нерсесяном и И.П. Боровинской с соавторами, 
легла в основу опытного производства порошков ВТСП.  
Сегодня мы имеем богатый арсенал технологических приемов, в 
основе которых лежит СВС. Время показало, что основной тезис «не 
греть, а сжигать» весьма плодотворен. Его использование позволило 
создать около 100 конкретных технологических приемов, каждый из 
которых можно быстро превратить в промышленную технологию. 
Важно, что мы научились априори понимать, какой процесс пойдет в 
производство, а какой не пойдет. 
Но наибольшие успехи достигнуты в макрокинетике СВС-процессов (
так как здесь в активе были мощные результаты, полученные 
в школе Н.Н. Семенова), а также в области нетрадиционных материалов: 
разнообразных градиентных и многослойных материалов, 
новых марок твердых сплавов, порошкового сырья для выращивания 
монокристаллов бескислородных тугоплавких соединений, многокомпонентной 
и многофункциональной керамики, нанопорошков 
нитридов, боридов, карбидов и других соединений. Успешно решаются 
и задачи нанесения покрытий.  
Созданные производства имеют высокий уровень рентабельности, 
что свидетельствует о больших возможностях СВС не только в научно-
техническом, но и в производственном отношении. Процессы и продукты 
СВС нашли применение в различных отраслях промышленности: 
• машиностроение (абразивы, инструментальные и конструкционные 
материалы, керамика и др.); 
•  металлургия (ферросплавы и лигатуры, в том числе азотирование, 
огнеупоры, тигли для плавки цветных металлов, лодочки для 
вакуумной металлизации); 
• химия и химическая промышленность (борсодержащие тугоплавкие 
соединения, фосфиды и фумиганты, пигменты, фильтры для 
очистки жидкостей и газов, катализаторы); 
• электротехника и электроника (высокотемпературные нагреватели, 
изделия из электропроводящих твердых смазок, оксидное сырье для 
выращивания монокристаллов, сверхпроводящая керамика, ферриты, 
клеи-герметики, теплопроводящие подложки из нитрида алюминия); 
• горно-металлургическая промышленность (трубы с внутренним 
износостойким керамическим покрытием, переработка некоторых 
видов минерального сырья). 
Интересно, что на первых порах развития СВС-направления в работах 
делали акцент на сравнение двух методов – СВС и печного – с 
целью доказать, что СВС по крайней мере не хуже. В настоящее время, 
когда СВС отвоевал собственную нишу, вопрос конкурентоспо-
собности отошел на второй план. 
Чем следует заниматься? Я думаю, что каждый опытный специалист 
по СВС сам знает, что надо делать. Давать советы – дело неблагодарное. 
Здесь я хочу лишь привести сугубо субъективный перечень интересных, 
с моей точки зрения, направлений и тем. К ним относятся: 
– создание структурно-макрокинетических моделей; 
– теоретическое (математическое) моделирование конкретных 
процессов; 
– компьютеризация трехмерных нестационарных процессов горения; 
– развитие методов неизотермической кинетики; 
– создание непрерывных СВС-процессов, в том числе с преобра-
зованием выделенного тепла в электрическую энергию (микроэлек-
тростанций); 
– разработка технологий, основанных на термически сопряженных 
СВС-процессах (получение двух или нескольких продуктов); 
– автоматизация технологий силового СВС-компактирования; 
– развитие технологий прямого получения материалов и изделий 
(силовое СВС-компактирование, центробежное СВС-литье, газоста-
тические СВС-технологии и т.п.); 
– совмещение процессов СВС с мощными энергетическими и 
механическими воздействиями; 
– создание нового специализированного оборудования (квази-
адиабатический реактор, совмещенный реактор-аттритор, валковый 
аттритор-уплотнитель и др.); 
– организация заводов порошковой металлургии (производство 
СВС-порошков и их переработка в изделия и покрытия); 
– создание любых производств, основанных на прямом получении 
изделий (неперетачиваемые режущие пластины и пр.); 
– выпуск материалов и изделий для нужд различных отраслей 
промышленности; 
– СВС-процессы в условиях микрогравитации или невесомости, а 
также многое другое. 
Современный этап развития науки и техники предполагает интен-
сивное создание материалов с качественно новым уровнем эксплуа-
тационных свойств, что достигается использованием для получения 
материалов как новых физико-химических процессов, так и новых 
комбинаций известных методов. Часто ошибочно считают, что с по-
мощью СВС легко получить конечный результат, готовый к практи-
ческому использованию: для этого лишь необходимо правильно вы-
брать состав реагентов, смешать их и поджечь. В редких случаях, 
действительно, так бывает (если к продукту не предъявляется особых 
требований). Однако в большинстве случае для того, чтобы получить 
продукт требуемого качества, необходимо провести работу по регулированию – 
тонкому управлению составом и структурой продукта с 
выбором оптимальных условий синтеза. Такая работа требует глубоких 
знаний и высокой квалификации. 
 
Широкое внедрение СВС-технологий в промышленное производство 
подразумевает подготовку специалистов – инженеров, 
технологов. В настоящее время такую подготовку в России осуществляют 
несколько вузов: НИТУ «МИСиС», СамГТУ, АлтГТУ и др. В 
НИТУ «МИСиС  созданы учебные курсы «Технологии и материалы 
СВС», «Процессы СВС как основа синтеза неорганических материалов», «
Технология получения неорганических материалов методом 
СВС» для подготовки специалистов, бакалавров и магистров.  В то 
же время, несмотря на значительное количество научных статей, монографий 
и обзоров, учебной литературы, которая бы в доступной 
форме рассказывала о методе СВС и его возможностях, крайне не-
Доступ онлайн
2 000 ₽
В корзину