Экспериментальные методы изучения процессов структурообразования при высокотемпературном синтезе алюминидов титана

Филимонов, Валерий Юрьевич

Экспериментальные методы изучения процессов структурообразования при высокотемпературном синтезе алюминидов титана тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.01 ВАК РФ

Филимонов, Валерий Юрьевич АВТОР

доктора физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Барнаул МЕСТО ЗАЩИТЫ

2007 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.01 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Экспериментальные методы изучения процессов структурообразования при высокотемпературном синтезе алюминидов титана»

Автореферат диссертации на тему "Экспериментальные методы изучения процессов структурообразования при высокотемпературном синтезе алюминидов титана"

00305ББ88

1 " На правах рукописи

Филимонов Валерий Юрьевич

Экспериментальные методы изучения процессов структурообразования при высокотемпературном синтезе алюминидов титана

Специальность 01.04.01 - приборы и методы экспериментальной

физики

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико - математических наук

Барнаул-2007

003056688

Работа выполнена в Алтайском государственном техническом университете им.И.И.Ползунова.

Научный консультант: Заслуженный деятель науки РФ

доктор физико-математических наук, профессор Евстигнеев Владимир Васильевич.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор Безносюк Сергей Александрович.

доктор физико-математических наук, профессор Шаркеев Юрий Петрович

доктор физико-математических наук, профессор Ковалев Олег Борисович.

Ведущая организация: Институт структурной

макрокинетики и проблем материаловедения РАН (п.Черноголовка)

Защита состоится: « 25 » мая 2007 г. в 14 — на заседании диссертационного совета Д 212.005.03 при Алтайском государственном университете по адресу: 656049, г.Барнаул, пр.Ленина 61.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Алтайского государственного университета

Автореферат разослан «¿¿>» марта 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Ускорение темпов развития технологического и промышленного машиностроения ставит перед исследователями в области фундаментального и прикладного материаловедения задачи получения композиционных материалов с комплексом взаимодополняющих физико -химических, механических и других свойств. Процессом, обладающим значительным технологическим потенциалом в отношении получения композиционных материалов с особыми свойствами, является самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС), открытый А.Г.Мержановым (ныне академиком) и его научной школой. Существенный вклад в развитие этого метода внесли исследования российских ученых Левашова Е.А., Максимова Ю.М., Юхвида В.И., Рогачева A.C., Евстигнеева В.В. Метод отличается низкими энергозатратами, простотой и надежностью оборудования, чистотой синтезированного продукта. СВС можно проводить в двух режимах: послойного горения и теплового взрыва. Как правило, СВ - синтез в режиме теплового взрыва проводят с использованием муфельных печей, в которых быстрое изменение температуры или условий теплоотвода невозможно. Это ограничивает возможности изменения внешних теплофизических условий синтеза, варьированием которых можно управлять процессами структурообразования при синтезе гетерогенных порошковых систем в режиме теплового взрыва, а также изучать указанные процессы.

фазового состава любой бинарной или многокомпонентной системы определяются спецификой диаграммы состояния. Весьма эффективным способом экспериментального анализа динамики процессов образования фаз, является метод динамической дифрактометрии высокого пространственного и временного разрешения (метод синхротронного излучения). В случае проведения синтеза в режиме теплового взрыва, для изучения процессов эволюции фазового состава при параллельных и последовательных реакциях синтеза этот метод является единственно возможным.

Одним из наиболее перспективных направлений современного материаловедения является создание и разработка титановых сплавов. Последние могут быть использованы в авиастроении, судостроении, пиротехнике и в качестве материалов для выдерживания статических нагрузок в высокотемпературных средах. Интерметаллиды системы 11 - А1 более легкие чем никель — алюминиевые суперсплавы, они не требуют защиты от высокотемпературного окисления, более дешевые и более прочные. Они могут конкурировать с никелевыми суперсплавами не только в аэрокосмической области, но и в других отраслях промышленности. Однако, на сегодняшний день отсутствуют однозначные представления о "механизмах структурообразования в данной системе. Указанные интерметаллидные соединения не использовались при

получении защитных покрытий методом ДГН, в то же время уникальные свойства интерметаллидов данного класса, в сочетании с высокоэффективными технологиями ДГН могут обеспечить весьма надежную защиту поверхностей изделий, подверженных деструктивным воздействиям. Исходя из изложенного:

Цель работы заключалась в разработке методик и устройств для изучения процессов макрокинетики саморазогрева и фазообразования в технологически значимой системе Тл - А1. В связи с этим были поставлены и решены следующие задачи: создание экспериментального комплекса для изучения указанных процессов, проводимых в режиме теплового взрыва, выбор режимов проведения синтеза с целью получения монофазного продукта различной стехиометрии при различной дисперсности тугоплавкого компонента с использованием разработанного комплекса, исследование последовательности процессов фазообразования при высокотемпературном синтезе моноалюмида титана в режиме теплового взрыва с использованием метода динамической дифрактометрии, в разработке математической модели динамики процессов структурообразования на основе диаграммы состояния бинарной порошковой смеси 'П - А1 для оптимизации режимов проведения синтеза с целью получения монофазного продукта, получение защитных покрытий из синтезированных алюминидов титана методом детонационно - газового напыления и исследовании их свойств с использованием диагностического комплекса для испытаний покрытий. Научная новизна работы

1 .Спроектирован и создан экспериментальный комплекс для изучения процессов структурообразования на основе специализированного реактора с низкой тепловой инерционностью, позволяющий получать однородное распределение фазового состава по всему реагирующему объему и исследовать процессы вторичного структурообразования в процессах СВС, проводимых в режиме теплового взрыва.

2. С использованием разработанного экспериментального комплекса проведено исследование процессов структурообразования при синтезе в режиме теплового взрыва в системе "П - А1. Установлены особенности процессов первичного и вторичного структурообразования при синтезе в порошковых системах состава И + ЗА1 и И + А1 при различной дисперсности тугоплавкого компонента в исходной шихте.

3. На основе экспериментального метода динамической дифрактометрии в пучках синхротронного излучения, исследована последовательность процессов структурообразования при СВ - синтезе в режиме теплового взрыва в системе Л + А1.

4. Для выяснения оптимальных режимов работы экспериментального комплекса на основе специализированного реактора, разработана

математическая модель процессов фазообразования для бинарных гетерогенных систем с учетом тепловыделения от химической реакции в процессе плавления легкоплавкого компонента в режиме Стефана. Установлены условия полного превращения компонентов в продукт реакции в объеме цилиндрического реактора в зависимости от параметров системы и условий ее взаимодействия с окружающей средой.

5. Для определения условий проведения СВ - синтеза алюминидов титана с целью получения монофазного продукта, разработана математическая модель макрокинетики саморазогрева и процессов фазообразования в порошковой системе И - А1 при синтезе соединений Т1А13 и ЛА1 на основе диаграммы состояния, в режиме теплового взрыва. Результаты расчета математической модели качественно согласуются с экспериментальными данными.

6. С применением метода детонационно - газового напыления на установке «Катунь - М» получены защитные покрытия из порошковых материалов интерметаллидных соединений Т1А13 и "ПА1, синтезированных с применением разработанного специализированного реактора. Установлены особенности формирования структуры полученных покрытий.

7. На основе экспериментально - диагностического комплекса для анализа свойств покрытий, определены их эксплуатационные характеристики: пористость, жаростойкость, стойкость к ударно -абразивному износу поверхности.

Практическая значимость работы состоит в том, что разработанный экспериментальный комплекс на основе специализированного реактора дает возможность управления процессами структурообразования в технологически — значимой системе Т1 - А1. В работе экспериментально определены режимы проведения синтеза для получения монофазных продуктов состава ТлА13 и ИА1 при различной дисперсности тугоплавкого компонента, установлена последовательность образования фаз при первичном и вторичном структурообразовании. Синтез неравновесных структур, характеризуемых незавершенностью фазовых превращений, которые можно получать с использованием специализированного реактора, также может представлять практический интерес. В результате проведения экспериментальных исследований с использованием установки «Катунь - М» впервые получены защитные покрытия из алюминидов титана методом детонационно — газового напыления, обладающие комплексом характеристик, которые могут быть полезны для использования в различных режимах эксплуатации поверхностей. Созданный экспериментальный комплекс на основе специализированного реактора может быть использован для изучения

закономерностей протекания самораспространяющегося

высокотемпературного синтеза в режиме теплового взрыва в других порошковых системах. Защищаемые положения

1. Экспериментальный комплекс на основе специализированного реактора, позволяющий управлять процессами фазообразования при СВ - синтезе алюминидов титана в режиме теплового взрыва.

2. Методика исследования процесса СВС в режиме теплового взрыва с использованием разработанного технологического реактора, позволяющая изучать процессы первичного и вторичного структурообразования в системе И - А1 при изменении дисперсности тугоплавкого компонента в исходной шихте.

3. Режимы проведения синтеза с целью получения монофазных продуктов состава Т1А13 и Т1А1.

4. Возможность применения метода динамической дифрактометрии в пучках синхротронного излучения к исследованию процессов теплового взрыва в гетерогенных порошковых системах с точки зрения анализа последовательности образования фаз продукта.

5. Математическая модель макрокинетики саморазогрева гетерогенных порошковых систем в объеме цилиндрического реактора с учетом плавления легкоплавкого компонента, позволяющая разработать рекомендации по оптимизации работы реактора для получения монофазного продукта, равномерно распределенному по объему спеченного образца.

6. Математическая модель процессов фазообразования в системе 'П -А1, дающая возможность прогнозирования режимов работы реактора с целью получения продуктов синтеза требуемого состава.

7. Применение метода детонационно - газового напыления для получения защитных покрытий из алюминидов титана, обладающими высокой жаростойкостью, низкой пористостью, высоким уровнем стойкости к ударно - абразивному износу.

Апробация работы Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на VI - м международном симпозиуме по самораспространяющемуся высокотемпературному синтезу (Израиль, Хайфа 2001 г), на VII - м международном симпозиуме по самраспространяющемуся высокотемературному синтезу (Краков, 2003 г), На III - семинаре вузов Сибири и Дальнего Востока по теплофизике и теплоэнергетике (Новосибирск, 2003), не Международной школе - семинаре посвященном году науки и культуры России в Казахстане (Алма - Аты 2003 г), на международной конференции «Новые перспективные материалы и технологии их получения» (Волгоград, 2004г), на VIII - м международном симпозиуме по самраспространяющемуся высокотемературному

синтезу (Италия, 2005г), на V -й международной конференции по механохимии и механоактивации (Новосибирск, 2006г).

Основные результаты диссертации опубликованы в 37 работах, список которых помещен в конце автореферата.

Объем и структура диссертации. Работа состоит из введения, пяти глав и списка цитируемой литературы. Общий объем работы 250 страниц, включая 173 рисунков 7 таблиц и 242 библиографических наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы, сформулированы цель и задачи исследования, перечислены результаты, определяющие научную новизну и практическую значимость, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

ГЛАВА I. МАКРОКИНЕТИКА НЕИЗОТЕРМИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ И ПРОЦЕССЫ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ В ГЕТЕРОГЕННЫХ КОНДЕНСИРОВАННЫХ СИСТЕМАХ.

ТЕХНОЛОГИИ НАНЕСЕНИЯ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ ИЗ ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ.

В главе рассмотрены основные представления теории процессов самораспространяющегося высокотемпературного синтеза как в режиме послойного горения, таки в режиме теплового взрыва. Рассмотрены основные экспериментальные методы изучения процессов СВС как с точки зрения тепловой динамики развития процесса, так и с точки зрения изучения процессов формирования синтезируемых фаз. Приведены известные на сегодняшний день исследования по механизмам процесса структурообразования в системе Т1 - А1. В главе также представлены характеристики основных технологий процессов нанесения защитных покрытий. Особое внимание уделено методу детонационно - газового напыления. В конце главы поставлены основные цели и задачи настоящей работы.

Глава II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ДИНАМИКИ САМОРАЗОГРЕВА И ПРОЦЕССОВ

СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ ПРИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОМ СИНТЕЗЕ В РЕЖИМЕ ТЕПЛОВОГО ВЗРЬЮА.

Глава посвящается описанию базовых конструкционных элементов комплекса для проведения исследований по изучению динамики саморазогрева и процессов структурообразования в системе ТьА1.

Основным элементом комплекса являлся специализированный реактор, схема которого представлена на рис.1. Реактор представляет собой стальной цилиндр с внутренним диаметром 38 мм, с толщиной стенки 1 мм. Высота объема, занятого реагирующей шихтой составляет 50 мм. На

боковую поверхность цилиндра наматывалась нихромовая спираль 2, через которую пропускался электрический ток.

Рис.1. Схема технологического реактора для проведения синтеза в режиме теплового взрыва.

Спираль изолировалась от поверхности цилиндра слоем 3. Для прогрева торцевых поверхностей шихты были использованы специально разработанные нагревательные элементы 4, основу которых составлял слой асбеста, толщиной 5 мм, по его периметру просверлены отверстия, через которые пропущена нихромовоя проволока. Все три нагревательные элемента соединялись последовательно. Для контроля температуры, в стенке реактора и в объеме шихты 6 использовались хромель-алюмеливые термопары 5. Для изоляции шихты от торцевых нагревателей применялись асбестовые прокладки 8. В цепь входит выключатель 9. В соответствии со стандартной методикой измерения температуры с помощью термопар был использован компенсационный спай 7. Блок 10 выполняет функцию защитного устройства, предохраняющего систему от короткого замыкания. Для сбора и обработки данных использовался ПК ГВМ с многоканальной платой аналого-цифрового преобразования ЛА 1,5РС1, к которой подключались термопары 5. Использование платы дает возможность определения температуры, с высокой точностью, с погрешностью Д/ = ±1(1С , при этом время преобразования сигнала составляет 2мкс. Для установления определенной температуры стенки реактора с целью проведения процесса синтеза в режиме статического теплового взрыва, с использованием измерителя мощности строился калибровочный график зависимости температуры стенки от подаваемой на спираль мощности. Температура стенки реактора измерялась посредством термопары.

зачеканенной в стенку реактора. Для контроля степени однородности распределения температуры в объеме реактора, проводился предварительный эксперимент с использованием двух термопар, введенных в объем реагирующей шихты. При этом спай первой термопары размещалася в геометрическом центре цилиндрической реакционной полости, спай второй термопары размещался на оси цилиндра, на расстоянии 1мм от торцевой поверхности.

На рис.2 приведены термограммы, полученные по показаниям двух термопар в процессе синтеза оединения ГПА13 при температуре стенки 800°С, для размеров частиц титана 130 ± 23 мкм. В приведенном температурно-временном масштабе термограммы неразличимы, поэтому в правом нижнем углу расположен увеличенный участок термограммы, соответствующий изменению температуры в интервале 660 - 680°С за время 250с. Отличия в показаниях термопар находятся на уровне флуктуаций сигналов, и не превышают 0,2%. Аналогичная картина имеет место при расположении спая второй термопары в шихте на расстоянии 1мм от внутренней поверхности стенки цилиндра. Последнее свидетельствует о высокой степени однородности распределении температуры в объеме реактора на протяжении всего процесса синтеза.

ют

J0W

вхю 70G0 soeo ЕТОО 10030 naco 13003 1X03 14003

Вргмя(с)

Рис.2. Термограмма процесса теплового взрыва при температуре стенки 800°С. Размер частиц титана составляет 130 ± 23 мкм. 1 - показания термопары, расположенной у торца, 2 - показания термопары, расположенной в центре реактора.

Главной конструкционной особенностью реактора, является возможность отключения источника разогрева в нужный момент времени, при этом происходит быстрое охлаждение реагирующей шихты через стенки реактора в окружающее пространство. Последнее представляет интерес с точки зрения изучения последовательности и продолжительности

стадий процессов фазообразования. Необходимо заметить, что при использовании традиционных муфельных печей, такой возможности нет. Варьирование продолжительностью процесса синтеза, дает возможность установления времени, необходимого для полного превращения компонентов в монофазный продукт.

На рис.3 представлены термограммы синтеза триалюминида титана в режиме отключения источника в момент достижения системой максимальной температуры и в режиме выдержки

Рис.3. Термограммы синтеза при температуре стенки реактора Т0 = 750°С в системе "П + 3 А1, при среднем размере частиц тугоплавкого компонента 130мкм. 1 — синтез в режиме выдержки температуры, 2 - синтез в режиме

Нижняя оценка характерного времени диффузии алюминия в фазе Т1Л13 /0 ~ г()2 ¡И при значениях параметров диффузии О0 =2-10"7м2/с, Е= 105кДж/'моль, га = 10"4м дает = 1.2-103с, при времени остывании до температуры стенки 500с (при этой температуре коэффициент диффузии ниже почти на два порядка). В действительности в процессе охлаждения происходит быстрое экспоненциальное уменьшение коэффициентов диффузии. Это дает основания предполагать, что имеется возможность блокирования процессов вторичного структурообразования с целью выяснения роли процессов первичного структурообразования. Действительно, в режиме синтеза 1 (рис.3) продукт реакции монофазный, в режиме 2 многофазный. Кроме того, важно знать на каком этапе происходит превращение исходной шихты в монофазный продукт в зависимости от дисперсности частиц тугоплавкого компонента в исходной шихте.

Рентгеноструктурный анализ исходных смесей порошков и синтезированных продуктов проводился на дифрактометре рентгеновском

14С0

С 500 1000 15 СО 20С0 25С0 3000 Враял(с)

отключения источника.

общего назначения ДРОН-6. Для исследования применялась стандартная рентгеновская трубка с Си Ка-голучением, с длиной волны А.= 1,5418 А. Дифрактограммы снимались с шагом сканирования 0,05 градуса и временем экспозиции в каждой точке равным 3 секунды. Обработку и анализ экспериментальных данных осуществляли с помощью пакета программ PDWin, предназначенного для автоматизации процесса обработки рентгенограмм.

Исследование микроструктуры шлифованных поверхностей проводилось с использованием автоматического анализатора изображения «ВидеоТест», в состав которого входят: оптический микроскоп, цифровая камера «Baumer Optronic» и компьютер на базе Windows ХР для визуализации и обработки изображения. Анализатор позволяет изучать микроструктуру шлифов, полученных из спеков продукта, получать фотографии элементов структур высокого качества, определять микротвердость, производить количественный анализ гранулометрии изучаемых образцов. Анализ фазового состава элементов структуры полученного продукта проводился с использованием рентгеновского микроанализатора «САМЕВАХ».

Для исследования процессов динамики фазообразования использовался метод динамической дифрактометрии высокого пространственного и временного разрешения в пучках синхротронного излучения (СИ). Метод позволяет определять динамику изменения фазового состава в процессе химических превращений в гетерогенных конденсированных системах. От классических источников рентгеновского излучения, в которых рентгеновские кванты рождаются при ускорении электронов, синхротронное излучение выгодно отличается малой угловой расходимостью (р= 10"3-И0"5рад) при высокой интенсивности потока (1016-1021фотонов/с •см"); генерацией импульсов излучения, следующих друг за другом со стабильным временным интервалом с минимальным значением 5нс в течение длительного времени; малой длительностью импульса излучения (менее 1нс); широким спектральным диапазоном излучения (4-Ч00кэВ). Перечисленные свойства позволяют с высоким пространственным и временным разрешением анализировать быстропротекающие процессы фазообразования при синтезе композиционных материалов. В настоящем исследовании указанный метод был адаптирован к исследованию процессов синтеза в режиме теплового взрыва. На рис.4 представлена соответствующая схема функционирования установки для изучения динамики фазовых превращений в процессе теплового взрыва. Излучатель 1 генерирует поток синхротронного излучения 2, который попадает на поверхность реагирующей шихты, находящейся в реакторе 3 через бериллиевое окно 4. Реактор находится в вакуумной камере 5, из которой производится откачка воздуха до давления 0,1 атм., при помощи магистралей 6.

б) 8

Рис.4. Схема функционирования установки для Изучения динамики фазовых превращений в процессе теплового взрыва: а) внешний вид установки: б) технологический реактор. I - излучатель. 2 - падающий пучок СИ, 3 -технологический реактор, 4 -беридлиевое окно, 5 -

пакуумная камера, 6 магистрали для откачки воздуха, 7 -термопара, 8 -отраженный пучок, 9 -детектор, 10 - система охлаждения.

. Динамика разогрева Шихты измерялась с помощью термопары 7. Отраженный пучок 8 попадает в детектор 9. Установка оснащена системой охлаждения 10. Введенная в объем шихты термопара располагалась на оси цилиндра, на расстоянии 2мм от поверхности. Изучались процессы вторичного сгруктурообразования при отключении источника разогрева в момент достижения реагирующей шихтой максимальной температуры Приведенная методика позволяет анализировать динамику тепловых процессов и процессов сгруктурообразования в поверхностном слое реагирующей шихгы при синтезе в режиме статического теплового взрыва, в процессе быстрого охлаждения при отключении источника, при контакте поверхностного слоя с окружающей средой, производить качественный и количественный анализ фазового состава продукта, анализировать микроструктуру конечного продукта синтеза.

Для получения покрытий из синтезированного продукта методом детонашюнно - газового напыления, применялась установка «Катунь - М» с использованием пропан - кислородной смеси для реализации детонационного процесса. В комплекс оборудования для исследования свойств нанесенных покрытий входили; электронный микроскоп .1$М-Т20(.1ЕОЬ), для анализа поперечных и продольных шлифов покрытий; специализированный стенд для пескоструйной обработки поверхностей с целью изучения стойкости покрытий к ударно - абразивному воздействию; весы ТесЬЫргоС Т2 четвертого класса точности (Польша) с диапазоном измерений 0-500 мг с точностью 0,5 мг для определения пористости покрытия методом гидростатического взвешивания: лабораторная муфельная печь СНОЛ -¡6.2/11-43 для определения жаростойкости

покрытий; цифровая быстродействующая система ввода изображений УБ-СТТ-285/Х/Е-2001/М, производства ЗАО «НПК Видеоскан», г. Москва для визуализации процесса нанесения покрытий, определения скорости и времени пролета частиц.

ГЛАВАШ. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО СИНТЕЗА АЛЮМИНИДОВ ТИТАНА В РЕЖИМЕ ТЕПЛОВОГО ВЗРЫВА

В главе рассматриваются особенности процессов структурообразования и макрокинетика саморазогрева при синтезе алюминидов титана в режиме теплового взрыва. Выяснено, что в порошковой системе состава Т1 + ЗА1 после реализации теплового взрыва, за время достижения системой установленной температуры стенки реактора (750°С) при охлаждении, синтезируется монофазное соединение Т1А13 при размерах частиц до 180мкм. В системе состава Т1 + А1 монофазное соединение Т1А1 синтезируется при размерах частиц до 130мкм (рис.3 - 5). При больших размерах продукт синтеза двухфазный (рис.6 - 8).

Время (с)

Рис.3. Термограмма процесса саморазогрева при тепловом взрыве в системе П + А1. Размер частиц титана в исходной шихте 80± 12 мкм.

ж"ПА1

(-,-,-т—-р—т-,-г.... т- . ■

20 30 4(1 НО 60 70 30 90 100 20

Рис.4. Дифра кто грамма продукта синтеза в системе "П н- А1. Размер частиц титана в исходной шихте 80± 12 мкм.

Рис,5. Фотография соответствующего элемента структуры синтезированного продукта.

Время (с)

Рис.6. Термограмма процесса саморазогрева при тепловом взрыве в системе Тл + А1. Температура стенки реактора 750°С, размер частиц титана 180 ± 32 мкм.

хТШ ► ТЮа

80 90 100

Рис.7. Дифрактограмма продукта синтеза в системе Л + А1. Размер частиц титана 180± 32 мкм.

Рис.8. Фотография элемента структуры синтезированного продукта.

1 - фаза *ПА13,2 - фаза "ПА1 Размер частиц титана 180± 32 мкм.

При синтезе в режиме отключения источника при достижении системой максимальной температуры, монофазный продукт в системе "Л + А1 состава "ПА1 может синтезироваться в режиме первичного структурообразования только для относительно мелкой фракции частиц титана в исходной шихте (до 55мкм). В остальных случаях продукт двухфазный, с содержанием фаз Т1А1 и "ПА13. Следовательно, можно предположить, что моноалюминид титана синтезируется на этапе вторичного структурообразования, в процессе охлаждения системы. В системе ~П + ЗА1 при синтезе в режиме отключения источника синтезируется монофазный продукт состава "ПА13 для фракции частиц титана в исходной шихте до 1 ЗОмкм. Сказанное иллюстрируется следующей схемой (рис, 9).

а)

б)

Рис.9. Особенности структурообразования в системах "Л + ЗА! (а), Л + А1 (б)в различных режимах синтеза, при различной дисперсности тугоплавкого

компонента.

На следующем этапе исследования рассматривались особенности динамики процессов структурообразования в системе Тл+А! с применением метода синхротронного излучения. На рис.10 представлена термограмма синтеза соединения Т1+А1 в процессе остывания, при отключении источника разогрева в момент достижения шихтой максимальной температуры.

1260 1220 ¿> 1100 & 1140 О, 1100

10«0 1010 »00

900

1050

1150

1250

1650

1750

1(58

1350 1450 1550

Время (с)

Рис. 10. Термограмма синтеза соединения Т1А1 на этапе охлаждения, при размере частиц титана в исходной шихте 80 ± 12мкм. Точками обозначены моменты фиксирования фазового состава.

Интервал между съемкой каждой дифрактограммы составлял 2с при полном количестве кадров - 64, Такой режим съемки дает подробную информацию о динамике процессов вторичного отру кту р оо б ра:ю в а н ия в системе Т] + А1. На рис.11 представлены дифрактограммы синтеза, полученные в процессе остывания, после реализации теплового взрыва, в соответствии с моментами времени, обозначенными на рис.10.

а)

Номера кадров

Рис.11. Динамика развития фазового состава при остывании системы состава Т!+А1 после реализации теплового взрыва.а) ось абсцисс - 20, ось ординат - номера сканируемых кадров, ось аппликат - интенсивность б)проекция поверхности на горизонтальную

плоскость.

Из рисунков следует, что в данном случае процесс фазообразования является сложным и многостадийным, однако, четко прослеживается основная линия, соответствующая главной синтезируемой фазе. На основании полученных результатов были построены зависимости рассчитанных межплоскостных расстояний от времени (рис. 12).

2,55

►,35

-1

2,25 2,15 2,С5 1,95

Т1»А1и(114) Т15 А111 (105)

. НА! з (004)

Х»2А1{ (0014)

Т»зА15(002)(_

0 5с" 1с«

ТШ2(002)

15© 266 250 30® 350 Время (с)

Рис.12. Зависимость межплоскостных расстояний от времени для синтезируемых фаз.

Из рисунков можно сделать вывод, что при образовании устойчивых химических соединений, представленных на диаграмме состояния системы ТьА1, синтезируются метастабильные, короткоживущие фазы состава Т)9А12;, Т12А15, Т15А1,ь Т13А15> которых не наблюдается в конечном продукте синтеза. В процессе первичного структурообразования синтезируются интерметаллидные соединения ИАЬ и "ПАк Фаза Т)А1 синтезируется на этапе вторичного структурообразования. Фаза Т!А12 впоследствии исчезает на этапе вторичного структурообразования.

ГЛАВА IV. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ В РЕЖИМЕ СТАТИЧЕСКОГО ТЕПЛОВОГО ВЗРЫВА В НЕКОТОРЫХ ГЕТЕРОГЕННЫХ КОНДЕНСИРОВАННЫХ СИСТЕМАХ.

Глава посвящена математическому моделированию динамики саморазогева и процессов структурообразования в режиме статического теплового взрыва в бинарных системах со слабой растворимостью твердой фазы в жидкой. В первой части главы рассматривался тепловой взрыв в

гетерогенных системах, взаимодействующих по механизму реакционной диффузии, в цилиндрическом реакторе, с учетом динамики плавления легкоплавкого компонента. На основании численного решения уравнений теплопроводности для цилиндрического реактора и уравнений диффузии легкоплавкого компонента в решетку тугоплавкого в объеме мезоячейки было показано, что в процессе саморазогрева за фронтом плавления происходит рост температуры, при этом формируется низкотемпературная волна горения, на ширине которой имеет место процесс фазообразования с невысокой глубиной выгорания. В момент достижения фронтом плавления геометрического центра реактора, происходит быстрый рост температуры (тепловой взрыв), который сопровождается скачкообразным изменением глубины выгорания в центре. Далее происходит движение фронта полного превращения к периферии цилиндра, при этом скорость движения фронта замедляется. В зависимости от теплофизических параметров задачи, может происходить либо полное выгорание компонентов по радиусу цилиндра, либо фронт полного превращения останавливается и имеет место неполное выгорание компонентов по радиусу цилиндра. Наиболее существенно на макрокинетику саморазогрева и полноту превращения влияют параметры &=Ър,(2Е/КТ,2 с2р2 (где р, - плотность жидкой фазы, <2 - тепловой эффект образования фазы, Е- энергия активации диффузии Т1 - температура плавления легкоплавкого компонента, с2,р2-эффективная теплоемкость и плотность среды из частиц тугоплавкого компонента и жидкой фазы), критерий Био, В/ = аЯ/Л , где а - коэффициент теплоотдачи, Я - внутренний радиус цилиндра, Я - теплопроводность материала цилиндра, и температура стенки цилиндра. Установлено, что полнота выгорания по объему реактора зависит от критерия Био. В случае малых значений указанного критерия, далее в случае низкоэкзотермической реакции, в объеме реактора имеет место полное превращение компонентов при высокой степени однородности распределении продукта в объеме реактора.

На основе развитых представлений, в следующем разделе главы проводится моделирование процессов структурообразования в системе Т( -А1 при саморазогреве в режиме теплового взрыва, и выяснение зависимости фазового состава конечного продукта от соотношения компонентов и теплофизических условий синтеза на основе диаграммы состояния. Диаграмма системы "П - А], используемая в расчетной модели, с обозначением концентрационных границ областей гомогенности фаз, представлена на рис.13. При построении модели предполагалось, что тепловыделение от процессов, происходящих при диффузионной перекристаллизации а - твердого раствора в р - твердый раствор и распада а2-фазы пренебрежимо мало по сравнению с тепловыми эффектами

реакции. Основной целью расчета являлось выяснение качественных закономерностей процессов структурообразования при синтезе алюминидов титана в режиме теплового взрыва для систем Т\ + ЗА1 и "П + А1, при различной дисперсности частиц тугоплавкого компонента.

М (ат.)

Рис.13. Диаграмма состояния системы "П - А1

В данной задаче рассматривался саморазогрев порошковой смеси Т1 - А1, находящейся в реакторе объема V, с поверхностью теплоотдачи 5 с эффективным коэффициентом теплоотдачи а . Задача анализировалась в термически безградиентной постановке, при Ш «1. Предполагалось, что саморазогрев происходит в статических условиях, при фиксированной на протяжении всего процесса синтеза, температуре стенки реактора, которая выше температуры плавления легкоплавкого компонента. За время плавления и достижения смесью температуры стенки Т* в системе не происходит образования фаз, легкоплавкий компонент полностью находится в жидкой фазе. Рассматривалось соотношение компонентов, соответствующее стехиометрии фаз Т1А13 и ТиА1, в соответствии с этим рассчитывался размер реакционной ячейки по известной формуле

я + (1)

Л Ит^г.Рм )

где гтГ радиус частицы титана, рм, /1Т1 - атомные массы титана и алюминия соответственно, им, и,. - стехиометрические коэффициенты, РлпРп ~ плотности.

Уравнение теплового баланса для порошковой системы с жидким алюминием:

НТ Ч

С —— = п!¥* -а—(Т-Т'), I = 0, Т = Т0 (2)

у л у

где С,.- теплоемкость единицы объема смеси, Т'- температура стенки

реактора, п- число ячеек в единице объема, IV*- скорость тепловыделения, которая определяется скоростью образования фаз, а также скоростью растворения. Максимальные температуры синтеза не достигали температуры плавления фазы Т1А.13, по этой причине теплоотвод на плавление не рассматривался.

Выражение для скорости тепловыделения имеет вид:

»'■ =&р.„%¡„..)ал, га

где <2, - тепловой эффект образования фазы ИЛЬ, 02 - фазы ТЧА1, <2, - фазы "П3А1 (на единицу массы алюминия), г,(г)-текущий радиус частицы в процессе фазообразования (г0 < /• < ), ^-концентрация алюминия, определяемая ликвидусной линией на диаграмме (см. рис.3), О, = О0,ехр(-£(/КГ)- коэффициент диффузии в жидкой фазе (Ц„ - предэкспонент, Е, - энергия активации), - тепловой эффект растворения. /, - количество алюминия в фазах:

п п п

/, = Ля ¡с(г}2с1г, 12 = 4л- \с(г)-2с1г, 1Ъ = 4л- \с(гУ'с1г (4)

п п ч

Система уравнений диффузии в областях:

г, <г < Яе , — = Д(г)-^--^-/-2~ ,г =г^0,с = с, ,г = ^ (расплав) (5) от г ог ог

г2 < г — = Ц |-, /- = , с = с, = г2+0, с = с2, ("ПАЬ)

от г ог ог

дс ( \ 1 д 2 9с

<3/ г от- ст*

^7 = с = с5, г =г4И1, с = с6 СПзА1)

ся л дг дг

п Эс 1 5 2 дс 8с

О < г < г4, — г —, г = г4.0, с = с7, г = О, — = 0.тв.раствор

от г дг дг дг

На основании расчета модели (1) - (5) были определены механизмы структурообразования в системах "П + А1 и "П + ЗА1, которые, как выяснилось, качественно различаются. На рис.14 приведены характерные результаты расчета динамики процесса структурообразования для систем "Л + А1 и "П + ЗА1. Здесь ось абсцисс - время, ось ординат - безразмерный радиус ячейки. Приведенные результаты соответствуют размеру частиц тугоплавкого компонента 180мкм. При синтезе соединения Т1*А13, при любом значении коэффициента теплоотдачи меньшего критического всегда синтезируется однофазный продукт указанной стехиометрии. В данной системе формирование монофазного продукта происходит путем диффузионной перекристаллизации у - фазы и а2- фазы в соединение Т1А13. Процесс перекристаллизации завершается в момент достижения максимальной температуры синтеза, который соответствует исчезновению расплава алюминия. При взаимодействии в системе "П + А1, как и в предыдущем случае, на первом этапе происходит быстрый процесс образования фазы Т1А13 с одновременным исчезновением расплава, что соответствует достижению максимальных температур. Однако, количества алюминия не достаточно для образования триалюминида титана, что вызывает остановку границы раздела указанной фазы с фазой ИА1. Уменьшение градиента концентрации алюминия в области соединения Т1А13, вызванное с одной стороны диффузией алюминия вглубь частицы, с другой, условием непроницаемости границы ячейки, приводит к движению фронта в направлении периферии ячейки, таким образом, после остановки, фронт «поворачивает» и происходит диффузионная перекристаллизация триалюминида титана в /-фазу. Одновременно с этим, происходит перекристаллизация а2 - фазы и твердого раствора. В отличие от синтеза триалюминида титана, диффузионные процессы идут медленнее, и синтез у - фазы происходит в процессе остывания, с медленным движением границы раздела и со слабым тепловыделением (вторичное структурообразование). С уменьшением размера частиц тугоплавкого компонента происходит уменьшение характерных времен: исчезновения расплава (достижения максимальной температуры), остановки границы раздела триалюминида титана и у- фазы, образования конечного продукта.

а)

г/Ие!,

0,9-;

-I

0,71 ; 0,41

031

05«

од)

200

400 600

800

1000 " 1200^ 1400 "

Время (с) б)

г/я

,1Г <У>|

ом •

'V.

0,7*

0,6«

04« 0,41 , 03^

0^ од!

200

-К

400

600 800 Время (с)

1000 1200 1400

Рис.14. Динамика фазообразования в системе Л - А1 в объеме ячейки.

Размер частиц тугоплавкого компонента 180мкм, температура окружающей среды 750°С. а) система "Л + ЗА1, б) система И + А1. 1-расплав, 2-соединение Т1А13, 3- соединение Т1А1, 4-соединение 'П3А1, 5-твердый раствор.

Результаты расчета качественно согласуются с результатами экспериментальных исследований, представленных в гл.Ш (см.рис.8). При синтезе в системе _П + А1 для получения монофазного продукта, синтез необходимо проводить с отжигом длительностью не менее 3000с для

крупной фракции частиц титана (180мкм). Для более мелкой фракции (130мкм) необходимая длительность отжига порядка 1800с.

Глава V ПОЛУЧЕНИЕ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ ИЗ АЛЮМИНИДОВ ТИТАНА МЕТОДОМ ДЕТОНАЦИОННО - ГАЗОВОГО НАПЫЛЕНИЯ. ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ.

Нанесение покрытий производилось с использованием установки для детонационно — газового напыления «Катунь М». Полученный набор синтезированных интерметаллидных порошков применялся в процессах детонационно — газового напыления с целью выяснения свойств полученных покрытий. Использовались порошки, состава, соответствующего монофазному соединению TiAl3 и порошки, синтезированные в режиме отключения источника (многофазный продукт) при размерах размер частиц 130 ± 23мкм (рис.9), при следующих параметрах режима напыления: соотношение объемных расходов пропан -кислород соответствовало стехиометрическому соотношению для реагирующих газов (3,17:1). Дистанция напыления (расстояние от среза ствола до поверхности основы, составляла 10см. Глубина загрузки (расстояние от дозатора до поверхности основы) составляла 50см. Установленная скважность импульсов (временной промежуток между импульсами) — 0,25с. В дальнейшем эти параметры оставались неизменными. На рис.15 приведены соответствующие дифрактограммы, снятые с поверхностей нанесенных покрытий.

а)

^ TiAl. ► TiO,

10 20 30 ад 50 60 70 80 SO 103 2©

б)

- ~ПА13 ► '.ТЮ

20 30 40 50 60 70 80 90 100

Рис.15. Дифрактограммы нанесенных покрытий (а) монофазный исходный продукт, (б) многофазный исходный продукт.

Из рисунков следует, что как в случае напыления однофазного продукта, так и в случае напыления многофазного продукта, напыленный слой определяется составом соединения Т1А13. Этот на первый взгляд парадоксальный результат полной идентичности дифрактограмм нанесенных покрытий при различии в фазовом составе исходных порошков можно объяснить тем, что в процессе пролета или соударения с основой происходит отжиг частиц до формирования стабильной фазы. Последнее подтверждает высказанное ранее предположение о том, что установка для детонационно - газового напыления является высокоэнергетическим реактором или активатором химического взаимодействия. На рис.16 представлены фотографии поперечных шлифов покрытий. После диспергирования, частицы привариваются друг к другу, образуя связную совокупность, что вообще говоря, должно обеспечивать высокую когезионную прочность. Из фотографий следует, что структура является однородной, без продольных и поперечных трещин. Характер покрытия слоистый и низкопористый что характерно для покрытий, полученных методом ДГН. На основании рис.166 можно предположить, что материал при напылении находится в пластичном состоянии, поскольку повторяет контуры дефектов основы. Последнее может обеспечивать высокую

алюзионную прочность. Весьма важным является то, что состав покрытия

Рис Л б. Фотографии структуры поперечного шлифа покрытия состава Т1А1з при различном увеличении.

1а следующем этапе проводилось напыление мокофазных порошков состава Т1А1 со средним размером 130мкм. На рис,17 представлена соответствующая дифракто грамма, снятая с напыленной поверхности. Из вида дифрактограммы следует, что слой покрытия состоит из двух фаз, состава ~ПА1 и "ПзА1. Наличие двух фаз в сформировавшемся покрытии можно объяснить тем, что при прохождении частицами расстояния от дозатора до напыляемой поверхности, происходит их полное или частичное плавление. В процессе соударения происходит кристаллизация жидкой фазы, при этом образуется некоторое количество фазы ТьА1, что и наблюдается, на дифрактограмме. Таким образом, напыленный продукт является многофазным. В случае напыления порошкового материала, состава Т1А1;, этого не наблюдается, по всей видимости, из - за различия в значениях те плофизических констант, а следовательно и из - за различия во временах плавления.

На рис.18 приведены фотографии поперечных шлифов поверхности покрытия из порошкового материала состава Т1А1. Покрытие является бо;1ее монолитным, чем в случае покрытия да порошкового материала состава Т1А13. На снимках наблюдаются крупные твердофазные включения, которые можно идентифицировать как не до конца расплавившиеся частицы напыляемой» материала. Очевидно, что покрытие имеет строение близкое к монолитному, однако не является монофазным. На снимках наблюдаются крупные твердо фаз нйе включения, которые можно идентифицировать как не до конца расплавившиеся частицы напыляемого .материала. Поскольку покрытие не является М оно фазным, при термических шш механических напряжениях, компоненты, составляющие покрытие, будут по разному реагировать на указанные напряжения, что может гривести к разрушению покрытия. Таким образом, вопрос о получении

монофазного покрытия из моноалюминида титана требует дополнительного исследования.

*Т!Д1

-г—1-(-,-1-.-1-1--1-.-1-Г-,-I-г—I--1-.-1

10 30 30 40 50 60 70 80 80 100 г®

Рис.17. Дифрактограмма, полученная с напыленной поверхности нз порошкового композиционного материала состава Т5А1.

Рис. 18. Фотографии структуры продольных шлифов из порошкового материала состава ТШ при различном увеличении.

Для определения пористости покрытия в соответствии с ГОСТ 18898-73, на основу наносился слой покрытия из триалюминида титана толщиной 4мм для фракции исходных частиц титана 130 ± 23мкм. Покрытие отделялось от основы, после этого для элементов покрытия применялся метод гидростатического взвешивания. Было установлено, что минимальная пористость соответствует ядру потока и составляет 2,6%. При испытании на жаростойкость выяснено, что максимальный привес при минимальной пористости составляет 2,3% от массы образца.

На рис.19 представлены результаты сравнительных испытаний на ударно - абразивный износ

6 я 10

Время (мнк)

Рис.19. Зависимость относительной потери массы при ударно — абразивном воздействии от времени для различных покрытий. 1 — поверхность Сталь 3 без покрытия, 2 - покрытие из диборида титана (толщина 200мкм), 3 - покрытие из №3А1 (200мкм), 4 - покрытие из

ТШ3 (200мкм) размер частиц титана в исходной шихте 130 ± 23мкм, 5 - покрытие из Т]'А13, размер частиц титана в исходной шихте

55 ±7мкм.

Из результатов испытаний следует, что стойкость покрытия к ударно -абразивному воздействию зависит от дисперсности частиц в исходной шихте. Из рисунка следует, что стойкость покрытия из алюминида титана в четыре раза превосходит стойкость покрытия из алюминида никеля №3А1.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработан экспериментальный комплекс на основе специализированного реактора для проведения исследований по изучению динамики процессов самораспространяющегося высокотемпературного синтеза в режиме теплового взрыва на основе термопарных измерений. Конструкция реактора позволяет получать однородное распределение синтезированных фаз по объему конечного продукта и изменять условия теплообмена с окружающей средой.

2. Разработан метод проведения высокотемпературного синтеза в режиме теплового взрыва, с использованием динамической дифрактометрии (синхротронного излучения), для экспериментального изучения динамики фазовых превращений в процессе теплового взрыва. Применение динамической дифрактометрии дает возможность изучения процессов высокотемпературного синтеза в динамике, позволяет сделать вывод о последовательности образования синтезируемых фаз, а также о количественных изменениях в кристаллической структуре материала в режиме реального времени непосредственно в процессе синтеза.

3. В результате проведения серии экспериментальных исследований на основе комплекса установлено, что в гетерогенной порошковой системе "П + ЗА] в диапазоне размеров частиц тугоплавкого компонента до 180мкм, при проведении синтеза в режиме теплового взрыва в процессе остывания системы до температуры стенки реактора (750°С), конечным продуктом синтеза является монофазиое соединение Т]'АЬ,.

4. В гетерогенной порошковой системе состава Т1+А1 состав конечного продукта зависит от дисперсности частиц титана в исходной шихте. В процессе охлаждении системы до температуры стенки, монофазное соединение состава Т1А1 синтезируется в диапазоне размеров частиц тугоплавкого компонента до 130мкм. При больших размерах частиц титана синтезируется двухфазный продукт состава Т5А1 и Т1А13.

5. При использовании экспериментального комплекса для синтеза в режиме отключения источника в момент достижения системой максимальных температур установлено, что в системе Т1 + ЗА1 при среднем размере частиц тугоплавкого компонента 130 мкм продукт реакции многофазный. При средних размерах частиц тугоплавкого компонента 80 мкм и ниже, продукт реакции монофазный. В системе "Л + А1 монофазный продукт синтезируется лишь при размерах частиц до 55мкм.

6. С использованием метода динамической дифрактометрии установлено, что при использовании комплекса в режиме отключения источника в системе 'П + А1 наряду с образованием устойчивых химических соединений, соответствующих диаграмме состояния системы "П-А1, синтезируются метастабильные, короткоживущие фазы состава "Г^АКз, 'П2А15, 'П5Л11Ь Т13А15. На этапе первичного структурообразования синтезируются соединения ТлАЬ и Т1А12. Фаза Т1А1 синтезируется на этапе вторичного структурообразования. Фаза Т1А12 впоследствии исчезает на этапе вторичного структурообразования.

температуре стенки реактора, процессы фазообразования происходят одинаково во всех точках реакционного объема, что приводит к образованию монофазного продукта во всем объеме образца. В противном случае возможно неполное выгорание.

8. С целью оптимизации работы реактора в отношении получения монофазных продуктов в системе "Л - А1, разработана математическая модель процессов структурообразования при синтезе соединений Т1А13 и 'ПА1 на основе диаграммы состояния, в результате расчета которой выяснено, что в системе "П + ЗА1 формирование монофазного продукта 'ПА13 происходит путем диффузионной перекристаллизации у - фазы и

а2 - фазы в соединение Т1АЬ. В системе "Л + А1 диффузионные процессы протекают медленнее, жидкая фаза исчезает раньше, чем происходит перекристаллизация фаз "ПА13 и Тл3А1 в соединение "ПА1. Процессы фазообразования заканчиваются на стадии охлаждения (вторичное структурообразование).

9. При нанесении покрытий из порошкового материала монофазного интерметаллидного соединения Т1А13 методом детонационно - газового напыления, наблюдается полная наследственность фазового состава соединения. При нанесении покрытий из порошкового материала, содержащего несколько фаз (Т)А13, Т1А1, ПАК и ТъА1), полученного при синтезе в неравновесных условиях быстрого охлаждения, на основе вновь формируется монофазное соединение Т1А13. Это можно объяснить тем, что в условиях детонационно-газового напыления происходит отжиг продукта синтеза. При нанесении покрытий из порошкового материала соединения Т1А1, на основе формируется двухфазный продукт. Последнее связано с тем, что в процессе напыления происходит частичное плавление указанного соединения. Кристаллизация частиц на поверхности основы приводит к появлению фазы И3А1.

10. С использованием диагностического комплекса для изучения свойств монофазного покрытия из порошкового материала соединения Т1А13, полученного методом ДГН установлено, что оно является низкопористым (общая пористость 2%), жаропрочным (максимальный привес 9мг/'см2), стойким к ударно - абразивному износу. По последней характеристике оно превосходит широко используемые покрытия из алюминида никеля №3А1 в четыре раза.

Основное содержание диссертации отражено в следующих

работах:

1. Евстигнеев В.В., Филимонов В.Ю., Хомутов О.И., Яковлев В.И. Макрокинетика неизотермического взаимодействия и процессы структурообразования в гетерогенных системах. - Новосибирск.: Наука. -2006. - 414 с. Монография.

2. Филимонов В.Ю., Гуляев П.Ю., Евстигнеев В.В. Способ определения энергии активации теплового взрыва в конденсированных средах. Патент РФ № 2105293. - Приоритет от 16.07.96. - Бюл. ВАК. - 1998. - №5. - ч.Н. - С.452.

3. Гуляев П.Ю., Евстигнеев В.В, Филимонов В.Ю. Температуропроводность реагирующих сред // Перспективные материалы. - 1999. - № 2. - С. 73 - 77.

4. 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.

5. Евстигнеев В.В., Филимонов В.Ю. Обзор современного состояния проблем СВ-синтеза. В сб. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез. Материалы и технологии. - Новосибирск. :Наука. - 2001. - С. 5 - 18.

6. Филимонов В.Ю., Евстигнеев В.В. Василенко С.Н. Структура продукта синтеза порошковой смеси Ti - А1 в режиме теплового взрыва при различных условиях теплоотвода. В сб. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез. Материалы и технологии. - Новосибирск. :Наука. - 2001. - С. 31-36.

7. Евстигнеев В.В., Краснощеков С.В., Филимонов В.Ю. Определение кинетических параметров СВ - синтеза бинарной системы Ti - А1. В сб. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез. Материалы и технологии. - Новосибирск.-.Наука. - 2001,- С. 186- 192.

8. Евстигнеев В.В., Краснощеков С.В., Филимонов В.Ю. О критических условиях самовоспламенения гетерогенных конденсированных систем при наличии фазовых превращений. // Физика горения и взрыва. - 2001. - т. 37. -№6. - С. 61-66.

9. V.Y.Philimonov, V.V.Evstigneev. Structure of Ti - A1 Powder Mixture Synthesis Product Realized in Condition of Thermal Explosion with Varied Heat Removal// VI Internation Symposium on Self - Propogating Synthesis (SHS -2001). Tehnion, Haifa, Israel. Februaru 17 - 21. - Book of abstracts. - P. 47.

10. Филимонов В.Ю., Евстигнеев B.B., Краснощеков C.B. Определение структуры кинетической функции при саморазогреве бинарной порошковой смеси Ti - Al эквиатомного состава. // Перспективные материалы. - 2003. -№ 1.-С.84-88.

11. Евстигнеев В.В., Филимонов В.Ю., Василенко С.Н. Экспериментальное определение эффективного коэффициента теплоотдачи реактора для проведения СВС в режиме теплового взрыва. // Вестник Алтайского научного центра Сибирской Академии наук Высшей школы. - 2002. - № 5. -С.30-32.

12. V.V. Evstigneev, V.Y. Philimonov. Experimental Determination of Critical Condition for Thermal Explosion and Principles of Phase Formation in Ti - Al Binary Powder Mixture. VII International Symposium on Self - Propogating High -Temperature Synthesis. Cracow 2003, July 6 - 9th. - Book of abstracts. P. 13.

13. V.V. Evstigneev, Y.M.Maksimov, V.I.YakovIev, V.Y.Philimonov, A.A.Gladkih, O.K.Lepakova. Investugation of the Structure of Detonation Coating from Ti - B2 + Fe, Ti - B2+Ni Powders Producted with the Help of High -Temperature Synthesis Method. VII International Symposium on Self -Propogating High -Temperature Synthesis. Cracow 2003, July 6 - 9th. - Book of abstracts. P. 14.

14. Гладких A.A., Евстигнеев B.B., Филимонов В.Ю., Яковлев В.И. Метод получения монофазного интерметаллидного соединения TiAl3 для жаропрочных термостойких покрытий. // III Семинар вузов Сибири и дальнего востока по теплофизике и теплоэнергетике. Тезисы докладов. Новосибирск: Институт теплофизики СО РАН. - 2003. - С. 19.

15. В.В.Евстигнеев, В.Ю.Филимонов, В.И.Яковлев.Порошковые СВС -материалы на основе бинарных систем никель - алюминий, титан -алюминий для функционально - градиентных детонационных покрытий.//В сб. "Функциональные порошковые материалы и покрытия". Пермь. - 2003. -Вып. №1.. С. 5-7.

16. Евстигнеев В.В. Филимонов В.Ю. Василенко С.Н. Милюкова И.В. Особенности процесса фазообразования в гетерогенной порошковой смеси Ti - А1 в режиме теплового взрыва при отключении внешнего источника разогрева.\\ Перспективные материалы. - 2004. - № 1. - С. 86 - 90.

17. Евстигнеев В.В., Филимонов В.Ю., Василенко С.Н. Два механизма структурообразования в гетерогенной порошковой смеси Ti — А1 при синтезе в режиме теплового взрыва.// Ползуновский вестник. - 2004. -.№1. - С.239 -243.

18. Евстигнеев В.В., Филимонов В.Ю., Василенко С.Н.. Кинетика и режимы синтеза интерметаллидного соединения TiAl3 в неадибатических условиях // Ползуновский вестник. - 2004. -.№1. - С. 244 - 248.

19. Евстигнеев В.В., Жакупова А.Е., Филимонов В.Ю., Яковлев В.И.. Кинетика самораспространяющегося высокотемпературного синтеза интерметаллидного соединения TiAl3. В сб. Физика конденсированного состояния/ЛГезисы докладов Международной школы - семинара, посвященной году науки и культуры России в Казахстане. Усть -Каменогорск. - 2004. - С. 52 - 53.

20. Yevstigneev V.V., Filimonov V.Y., Zhakupova A..Y., Yakovlev V.I., Semenchina A..S. Influence of heating and cooling conditions of heterogeneous powder mixture of Ti - A1 on a structure of the final product at hight - temperature synthesis// Физика твердого тела. Материалы 8-й Международной конференции. Алматы, ИЯФ НЯЦ РК, 2004. - С. 156 -157.

21. Евстигнеев В.В., Яковлев В.И., Филимонов В.Ю. Разработка СВС -порошковых материалов и покрытий интерметаллидного класса для защиты поверхностей ответственных деталей.// Обработка металлов. - 2004. - Т.23. -№2. - С.9 -10.

22. V.V. Evstigneev, V.Y. Filimonov, and V.I. Yakovlev. Critical conditions for thermal explosion in a heterogeneous Ti - A1 powder mixture.// Progress in Combustion and Detonation. / [ Edited by A.A. Borisov, S.M. Frolov, A.L. Kuhl],

- Moscow: TORUS PRESS Ltd. - 2004. - P. 78 - 79.

23. Евстигнеев В.В., Филимонов В.Ю., Яковлев В.И. Экспериментально — диагностический стенд детонационного напыления порошковых материалов.// Новые перспективные материалы и технологии их получения. (НПМ) - 2004. Международная научная конференция. Волгоград. 20 - 23 сентября 2004 г. - Т.1. - С. 190 - 191.

24. Евстигнеев В.В., Филимонов В.Ю., Яковлев В.И. Закономерности структурообразования в бинарных порошковых смесях Ti - Al, Ni - A1 // Новые перспективные материалы и технологии их получения. (НПМ) - 2004. Международная научная конференция. Волгоград. 20 - 23 сентября 2004 г. -Т.1.- С. 191-193.

25. В. В. Евстигнеев, В.Ю. Филимонов, В.И. Яковлев, А.С. Семенчина. Способ управления микроструктурой продукта синтеза при реализации в системе Ti - Al. .В сб. "Функциональные порошковые материалы и покрытия". - Пермь 2004. - Вып. №2. - С. 60 -62.

26. Evstigneev V.V., Filimonov V.Y., Yakovlev V.I. The Peculiarities of a Structure Formation Process in a Ti - Al Heterogeneous System at Different Thermal Modes of Syntesis// International Journal of SHS. - 2004. - V.13. - №3. -P. 209-219.

27. Евстигнеев B.B., Филимонов В.Ю., Жакупова A.E., Яковлев В.И., Семенчина А.С. Влияние дисперсности титана и тепловых режимов синтеза на фазовый состав и микроструктуру конечного продукта в системе Ti - А// Вестник Казахстанского национального университета, Апматы. - №1 (19). -Серия физика. - 2005. - С. 62 - 66..

28. V.V. Evstigneev, V.Y. Filimonov, V.I.Yakovlev, A.S.Semenchina. The Obtaining Of The Synthesis Products Of Different Microstructures At The Realization Of SHS In The Mode Of Thermal Explosion In The System Ti - Al// VIII International Symposium on Self - Propagating High - Temperature Synthesis. Quartu S. Elena (CA)/ Italy 21 - 24 June. - 2005. - P. 39 - 40.

29. V.V. Evstigneev, Y.M. Maksimov, V.I.Yakovlev, V.Y. Filimonov. The Obtaining Of Composite Surfaces From Disperse SHS - Materials By The Method Of Detonation Spraying //. The Obtaining Of The Synthesis Products Of Different Microstructures At The Realization Of SHS In The Mode Of Thermal Explosion In The System Ti - Al// VIII International Symposium on Self - Propagating High

- Temperature Synthesis. Quartu S. Elena (CA)/ Italy 21 - 24 June. - 2005. - P. 44 -45.

30. В.В.Евстигнеев, В.Ю.Филимонов, В.И.Яковлев и др. Экспериментально -диагностический комплекс для проведения процесса самораспространяющегося высокотемпературного синтеза в режиме теплового взрыва.// Ползуновский Альманах. - 2005. - №3. - С.165 - 168.

31. Евстигнеев B.B., Филимонов В.Ю., Кошелев К.Б., Яковлев В.И., Жакупова А.Е. Математическое моделирование разогрева поверхности контакта основа - напыляемый слой в процессе детонационно - газового нанесения защитных покрытий.// Фундаментальные проблемы современного материаловедения. - 2005. - №6. - С. 98 - 102.

32. Филимонов В.Ю. Особенности процессов структурообразования в бинарных системах, взаимодействующих по механизму реакционной диффузии // Ползуновский вестник. - 2005. - №4. - ч. 1. - С.36 - 43.

33. Филимонов В.Ю, Терехин СВ., Гладких А.А, Черников B.C., Жакупова А.Е. Экспериментальная методика определения кинетических и теплоэнергетических параметров дисперсного потока в процессе детонационно - газового напыления СВС - материалами// Ползуновский вестник. - 2005. - №4. - ч. 1. - С.87 - 92.

34. Филимонов В.Ю. Критерии тепловой устойчивости гетерогенных систем, окисляющихся по параболическому закону // Физика горения и взрыва. -2006-Т.42-.№3.-С.53-56.

35. Евстигнеев В.В., Филимонов В.Ю., Яковлев В.И. Особенности процессов структурообразования в бинарной порошковой смеси TiAl при различной продолжительности синтеза // Физика и химия обработки материалов. -2006.-№3.-С.67-72.

36. V.V.Evstigneev., V.Y.Filimonov., V.I.Yakovlev. Peculiarities of microstructure formation during gas - detonation spraying of protective coatings from TiAl3 and Ni3Al composite powders // V International Conference on Mechanochemistry and Mechanical Alloying, July 3 — 6. - 2006. - Novosibirsk, Russia. Program Abstracts. - P.224.

37. Евстигнеев B.B., Филимонов В.Ю., Кошелев К.Б. Математическая модель процессов фазообразования в бинарной порошковой смеси Ti - Al в режиме неадиабатического теплового взрыва // Физика горения и взрыва. - 2007. -Т.43.-№2.-С.52-57.

Подписано в печать 22.03.07 г. Формат 60x84 1/16 Печать - ризография. Усл.п.л. 2,09 Тираж 100 экз. Заказ 2007 - '¿'2

Отпечатано в типографии АлтГТУ 656038, г. Барнаул, пр-т Ленина, 46 Лицензия на полиграфическую деятельность ПЛД№ 28-35 от 15.07.97 г.

Введение диссертация по физике, на тему "Экспериментальные методы изучения процессов структурообразования при высокотемпературном синтезе алюминидов титана"

Ускорение темпов развития технологического и промышленного машиностроения ставит перед исследователями в области фундаментального и прикладного материаловедения задачи получения композиционных материалов с комплексом взаимодополняющих физико - химических, механических и других свойств. При этом с целью достижения требуемого уровня указанных характеристик, композиционный материал может использоваться как для изготовления изделия в целом, так и для изготовления его отдельных элементов, наиболее подверженных деструктивным воздействиям (износу, коррозии, окислению). Отраслями промышленности, где требования к эксплуатационным характеристикам материалов особенно высоки, являются авиастроение, судостроение, космические технологии. Основные методы получения композиционных материалов традиционно связаны с печными технологиями: выплавка в электрических и индукционных печах, алюминотермическое восстановление кислородных и галоидных соединений, электролитическое выделение кристаллов интерметаллидов из расплавов и др. Во всех указанных технологических процессах используются нагреватели, потребляющие значительное количество энергии, кроме того они характеризуются низкой производительностью, большими затратами времени и недостаточно высокой чистотой продукта.

Процессом, обладающим значительным технологическим потенциалом в отношении получения композиционных материалов с особыми свойствами, является самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС), открытый А.Г.Мержановым (ныне академиком) и его научной школой. Основные преимущества СВС по сравнению с традиционными методами порошковой металлургии - простота и надежность используемого оборудования, низкие энергозатраты, чистота продуктов, высокая скорость синтеза делают его одной из перспективных современных технологий.

Синтез композиционных материалов относится к процессам горения, и его можно проводить в двух режимах - послойное горение и тепловой взрыв. СВС в режиме теплового взрыва, хотя и требует несколько больших энергозатрат, выгодно отличается от технологий послойного горения, прежде всего возможностью управления тепловой активностью реагирующей шихты посредством изменения теплофизических условий синтеза, особенно в процессе вторичного структурообразования. К управляющим факторам можно отнести мощность инициирующего теплового источника, время его действия, условия теплоотвода, размеры системы и т.д. Кроме того, знание критических условий теплового взрыва позволяет разграничить режим изотермического спекания и собственно теплового взрыва. Таким образом, в режиме теплового взрыва появляется возможность управления фазовым составом конечного продукта, его полнотой превращения. Основной целью технологий СВС является, как правило, получение однофазного продукта требуемого состава. Как правило, синтез в режиме теплового взрыва проводят с использованием муфельных печей, в которых быстрое изменение температуры или условий теплоотвода невозможно. Это ограничивает возможности изменения внешних теплофизических условий синтеза, варьированием которых можно управлять процессами структурообразования при синтезе гетерогенных порошковых систем в режиме теплового взрыва, а также изучать указанные процессы. Кроме того, способ синтеза в муфельных или индукционных печах характеризуется высоким энергопотреблением, которое значительно превышает необходимое для инициирования теплового взрыва. Как следствие, возникает необходимость создания экспериментального комплекса для проведения СВС в режиме теплового взрыва с низким энергопотреблением, низкой тепловой инерционностью, с однородным распределением температуры в объеме шихты.

Для реализации синтеза с целью получения продукта требуемого состава и свойств, необходимо понимание всей сложной совокупности процессов структурообразования, определяющих протекание реакции. С учетом того, что СВ — синтез является процессом быстропротекающим, экспериментальная диагностика динамики процессов фазообразования весьма затруднена. Именно, если в процессах фронтального горения существует метод закалки фронта в клинообразном образце, для процессов теплового взрыва, которые развиваются во времени, применение такого метода исключено. Следовательно, для анализа динамики процессов структурообразования при синтезе в режиме теплового взрыва необходимо с одной стороны разрабатывать математические модели указанных процессов, с другой стороны совершенствовать экспериментальные методики. В этом отношении любая бинарная система сугубо индивидуальна, и разработка универсальной модели, описывающей макрокинетические закономерности развития процесса горения, не выполнимая задача. Особенности процессов образования и эволюции фазового состава любой бинарной или многокомпонентной системы определяются спецификой диаграмм состояния. Весьма эффективным способам экспериментального анализа динамики процессов образования фаз, является метод динамической дифрактометрии высокого пространственного и временного разрешения (метод синхротронного излучения). Известно применение этого метода к исследованию СВС в режиме послойного горения, однако на сегодняшний день метод синхротронного излучения не адаптирован к изучению процессов теплового взрыва, в то время как в данном случае, это является единственным способом определения особенностей процессов фазообразования.

Одной из наиболее важных областей применения синтезированных порошковых материалов, является получение защитных покрытий поверхностей деталей и узлов механизмов и машин. Для этих целей широко используются методы напыления дисперсных материалов, в число которых входят плазменное, электродуговое и детонационно - газовое напыление. При этом плазменное и электродуговое напыление являются непрерывными процессами, детонационно - газовое напыление (ДГН) является процессом импульсным. Процесс ДГН выгодно отличается от других видов нанесения покрытий, прежде всего высокими скоростями дисперсного потока (свыше 1000 м/с) при высокой температуре дисперсного потока (до 2000°К). Технологии ДГН позволяют получать высококачественные покрытия с низкой остаточной пористостью и высокой адгезией с основой, которые способны эффективно противостоять сильному износу, воздействию коррозии и высокой температуры. С помощью технологий ДГН можно улучшить и даже полностью изменить поверхностные свойства деталей, получить заранее прогнозируемые свойства поверхности, с тем, чтобы наилучшим образом удовлетворить условиям эксплуатации деталей машин, приборов и механизмов. Однако существует еще один аспект технологий ДГН. Высокие скорости, давления и температуры дисперсного потока, развиваемые в этом процессе, позволяют изменять фазовый состав, кристаллическую структуру, агрегатное состояние напыляемых частиц, как в потоке, так и в момент удара о поверхность основы, что дает возможность рассматривать установку для ДГН как высокоэнергетический реактор или активатор. Однако вопрос о структуро и фазообразовании в процессах ДГН мало изучен. Как правило, исследователей интересуют вопросы, связанные с физико - механическими свойствами нанесенных покрытий. В связи с этим необходимо заметить, что изучение химизма указанного процесса дает богатую информацию в отношении возможности управления процессами структурообразования, выбора необходимого режима получения композиционных порошков с одной стороны, и оптимального режима ДГН с другой.

Одним из наиболее перспективных направлений современного материаловедения является создание титановых сплавов. Последние могут быть использованы в авиастроении, судостроении, пиротехнике и в качестве материалов для выдерживания статических нагрузок в высокотемпературных средах. Интерметаллиды системы Тл - А1 более легкие чем никель алюминиевые суперсплавы, они не требуют защиты от высокотемпературного окисления, более дешевые и более прочные (прочность на усилие растяжения при 1473°К более чем 100 Н/мм2). Они могут конкурировать с никелевыми суперсплавами не только в аэрокосмической области, но и в других отраслях промышленности. Разработка технологий получения титановых сплавов - сравнительно новое направление. Широкое применение сплавов на основе Тл - А1 сдерживается отсутствием эффективных и недорогих технологий их производства. Кроме того, производство сплавов ТлА1 предполагает некоторые сложности, связанные с различием в температурах плавления и парообразования, а также в плотностях компонентов. Технологии их производства весьма сложные и многостадийные, при этом методы порошковой металлургии в сочетании с механическим сплавлением требуют длительной обработки компонентов и предполагают строгое соблюдение температурного режима и режима давления. В то же время на сегодняшний день мало публикаций, посвященных применению технологий самораспространяющегося высокотемпературного синтеза к производству алюминидов титана. Отсутствуют однозначные представления о механизмах структурообразования, математические модели процессов синтеза. Указанные интерметаллидные соединения не использовались при получении защитных покрытий методом ДГН, в то же время уникальные свойства интерметаллидов данного класса, в сочетании с высокоэффективными технологиями ДГН могут обеспечить весьма надежную защиту поверхностей изделий, подверженных деструктивным воздействиям. Исходя из изложенного:

Цель работы заключалась в разработке методик и устройств для изучения процессов макрокинетики саморазогрева и фазообразования в технологически значимой системе Тл - А1. В связи с этим были поставлены и решены следующие задачи: создание экспериментального комплекса для изучения указанных процессов, проводимых в режиме теплового взрыва, выбор режимов проведения синтеза с целью получения монофазного продукта различной стехиометрии при различной дисперсности тугоплавкого компонента с использованием разработанного комплекса, исследование последовательности процессов фазообразования при высокотемпературном синтезе моноалюмида титана в режиме теплового взрыва с использованием метода динамической дифрактометрии, в разработке математической модели динамики процессов структурообразования на основе диаграммы состояния бинарной порошковой смеси Тл - А1 для оптимизации режимов проведения синтеза с целью получения монофазного продукта, получение защитных покрытий из синтезированных алюминидов титана методом детонационно -газового напыления и исследовании их свойств с использованием диагностического комплекса для испытаний покрытий. Научная новизна работы

1 Спроектирован и создан экспериментальный комплекс для изучения процессов структурообразования на основе специализированного реактора с низкой тепловой инерционностью, позволяющий получать однородное распределение фазового состава по всему реагирующему объему и исследовать процессы вторичного структурообразования в процессах СВС, проводимых в режиме теплового взрыва.

2. С использованием разработанного экспериментального комплекса проведено исследование процессов структурообразования при синтезе в режиме теплового взрыва в системе Тл - А1. Установлены особенности процессов первичного и вторичного структурообразования при синтезе в порошковых системах состава И + ЗА1 и Тл + А1 при различной дисперсности тугоплавкого компонента в исходной шихте.

4. Для выяснения оптимальных режимов работы экспериментального комплекса на основе специализированного реактора, разработана математическая модель процессов фазообразования для бинарных гетерогенных систем с учетом тепловыделения от химической реакции в процессе плавления легкоплавкого компонента в режиме Стефана. Установлены условия полного превращения компонентов в продукт реакции в объеме цилиндрического реактора в зависимости от параметров системы и условий ее взаимодействия с окружающей средой.

5. Для определения условий проведения СВ - синтеза алюминидов титана с целью получения монофазного продукта, разработана математическая модель макрокинетики саморазогрева и процессов фазообразования в порошковой системе 11 - А1 при синтезе соединений ТлА13 и Т1А1 на основе диаграммы состояния, в режиме теплового взрыва. Результаты расчета математической модели качественно согласуются с экспериментальными данными.

6. С применением метода детонационно - газового напыления на установке «Катунь - М» получены защитные покрытия из порошковых материалов интерметаллидных соединений Т1А13 и ТлА1, синтезированных с применением разработанного специализированного реактора. Установлены особенности формирования структуры полученных покрытий.

7. На основе экспериментально - диагностического комплекса для анализа свойств покрытий, определены их эксплуатационные характеристики: пористость, жаростойкость, стойкость к ударно - абразивному износу поверхности.

Практическая значимость работы состоит в том, что разработанный экспериментальный комплекс на основе специализированного реактора дает возможность управления процессами структурообразования в технологически - значимой системе Тл - А1. В работе экспериментально определены режимы проведения синтеза для получения монофазных продуктов состава Т1А13 и ТлА1 при различной дисперсности тугоплавкого компонента, установлена последовательность образования фаз при первичном и вторичном структурообразовании. Синтез неравновесных структур, характеризуемых незавершенностью фазовых превращений, которые можно получать с использованием специализированного реактора, также может представлять практический интерес. В результате проведения экспериментальных исследований с использованием установки «Катунь - М» впервые получены защитные покрытия из алюминидов титана методом детонационно - газового напыления, обладающие комплексом характеристик, которые могут быть полезны для использования в различных режимах эксплуатации поверхностей. Созданный экспериментальный комплекс на основе специализированного реактора может быть использован для изучения закономерностей протекания самораспространяющегося высокотемпературного синтеза в режиме теплового взрыва в других порошковых системах. Защищаемые положения

2. Методика исследования процесса СВС в режиме теплового взрыва с использованием разработанного технологического реактора, позволяющая изучать процессы первичного и вторичного структурообразования в системе Ті - AI при изменении дисперсности тугоплавкого компонента в исходной шихте.

3. Режимы проведения синтеза с целью получения монофазных продуктов состава ТіА13 и ТІА1.

6. Математическая модель процессов фазообразования в системе Ті - А1, дающая возможность прогнозирования режимов работы реактора с целью получения продуктов синтеза требуемого состава.

Защищаемые положения

1. Способ исследования процесса СВС в режиме теплового взрыва с использованием сконструированного технологического реактора.

2. Особенности процессов первичного и вторичного структурообразования при синтезе в порошковых системах состава Ті + ЗА1 и Ті + А1 при изменении дисперсности тугоплавкого компонента в исходной шихте.

3. Использование метода динамической дифрактометрии в пучках синхротронного излучения к исследованию процессов теплового взрыва в гетерогенных порошковых системах.

4. Математическая модель процессов фазообразования для бинарных гетерогенных систем с учетом тепловыделения от химической реакции в процессе плавления легкоплавкого компонента в режиме Стефана.

5. Математическая модель процессов фазообразования в порошковой системе Ті - А1 при синтезе соединений ТіАІз и ТІА1 на основе диаграммы состояния, в режиме теплового взрыва. Адекватность результатов расчета и экспериментальных данных.

6. Особенности формирования структуры напыленных поверхностей методом ДГН из монофазных интерметаллидных соединений ТлА13 и ТШ.

7. Возможность применения полученных покрытий для защиты от деструктивных воздействий.

Поставленные цели обусловили структуру диссертационной работы. В первой главе рассмотрены основные представления теории процессов самораспространяющегося высокотемпературного синтеза как в режиме послойного горения, так и в режиме теплового взрыва. Рассмотрены основные экспериментальные методы изучения процессов СВС как с точки зрения тепловой динамики развития процесса, так и с точки зрения изучения процессов формирования синтезируемых фаз. Приведены известные на сегодняшний день исследования по механизмам процесса структурообразования в системе Тл - А1. В главе также представлены характеристики основных технологий процессов нанесения защитных покрытий. Особое внимание уделено методу детонационно - газового напыления. В конце главы поставлены основные цели и задачи настоящей работы.

Во второй главе поставлена и решена задача о динамике процессов структурообразования в бинарных системах, в которых доминирующим механизмом образования фаз является реакционная диффузия. Задача рассматривалась с учетом распределения температуры по реакционному объему и с учетом возможности плавления легкоплавкого компонента в процессе реакции. Важным результатом явилось установление условий полного превращения компонентов в продукт реакции в объеме цилиндрического реактора в зависимости от параметров системы и условий ее взаимодействия с окружающей средой. На основе развитых представлений, поставлена и решена задача об определении закономерностей процессов структурообразования в порошковой системе Л - А1 при синтезе соединений ТлА1з и ТлА1. Показаны качественные различия в механизмах образования синтезируемых фаз различной стехиометрии. Исследованы зависимости структуры конечного продукта от дисперсности частиц титана.

В третьей главе представлен экспериментальный комплекс для изучения процессов теплового взрыва в гетерогенных порошковых системах на основе специализированного реактора. Рассмотрены основные характеристики метода динамической дифрактометрии высокого пространственного и временного разрешения в пучках синхротронного излучения. Предложен способ адаптации указанного метода к изучению процессов теплового взрыва в порошковых системах.

В главе IV проведена серия экспериментальных исследований на базе разработанного экспериментального комплекса. Выявлены особенности процессов первичного и вторичного структурообразования при синтезе в порошковых системах состава Ті + ЗА1 и Ті + А1 при изменении дисперсности тугоплавкого компонента в исходной шихте. Разработаны рекомендации по режимам проведения синтеза с целью получения монофазных продуктов состава Т1АІ3 и ТІА1. Установлены особенности синтеза в условиях первичного и вторичного структурообразования. В эксперименте впервые были проведены исследования по изучению процессов вторичного структурообразования в неравновесных условиях при синтезе соединения ТІА1 с использованием установки для динамического рентгенофазного анализа в пучках синхротронного излучения.

В главе V представлен экспериментальный комплекс для детонационно - газового напыления и оборудование для исследования свойств защитных покрытий. Исследованы особенности формирования структуры и фазового состава напыленных поверхностей методом ДГН из монофазных интерметаллидных соединений ТіА13 и ТІА1. Изучены некоторые характеристики полученных покрытий. В конце работы представлены основные результаты проведенных исследований.

Заключение диссертации по теме "Приборы и методы экспериментальной физики"

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

3. В результате проведения серии экспериментальных исследований на основе комплекса установлено, что в гетерогенной порошковой системе Л + ЗА1 в диапазоне размеров частиц тугоплавкого компонента до 180мкм, при проведении синтеза в режиме теплового взрыва в процессе остывания системы до температуры стенки реактора (750°С),конечным продуктом синтеза является монофазное соединение Т1А13.

4. В гетерогенной порошковой системе состава ТИ-А1 состав конечного продукта зависит от дисперсности частиц титана в исходной шихте. В процессе охлаждении системы до температуры стенки, монофазное соединение состава Т1А1 синтезируется в диапазоне размеров частиц тугоплавкого компонента до 130мкм. При больших размерах частиц титана синтезируется двухфазный продукт состава Т1А1 и Т1А13.

5. При использовании экспериментального комплекса для синтеза в режиме отключения источника в момент достижения системой максимальных температур установлено, что в системе Тл + ЗА1 при среднем размере частиц тугоплавкого компонента 130 мкм продукт реакции многофазный. При средних размерах частиц тугоплавкого компонента 80 мкм и ниже, продукт реакции монофазный. В системе Тл + А1 монофазный продукт синтезируется лишь при размерах частиц до 55мкм.

6. С использованием метода динамической дифрактометрии установлено, что при использовании комплекса в режиме отключения источника в системе Т1 + А1 наряду с образованием устойчивых химических соединений, соответствующих диаграмме состояния системы ТьА1, синтезируются метастабильные, короткоживущие фазы состава Тл9А12з, Т]2А15, Т15А11Ь Т{3А15. На этапе первичного структурообразования синтезируются соединения ТлА13 и ТлА12. Фаза ТлА1 синтезируется на этапе вторичного структурообразования. Фаза Т1А12 впоследствии исчезает на этапе вторичного структурообразования.

7. Разработана математическая модель макрокинетики саморазогрева и процессов структурообразования в режиме теплового взрыва в гетерогенных системах с учетом фазовых превращений, позволяющая разработать серию рекомендаций для эффективной работы специализированного реактора. Установлено, что при значениях критерия Био, В1<0,01 при любых реальных значениях теплового эффекта реакции и температуре стенки реактора, процессы фазообразования происходят одинаково во всех точках реакционного объема, что приводит к образованию монофазного продукта во всем объеме образца. В противном случае возможно неполное выгорание.

8. С целью оптимизации работы реактора в отношении получения монофазных продуктов в системе Тл - А1, разработана математическая модель процессов структурообразования при синтезе соединений ТлА13 и Т1А1 на основе диаграммы состояния, в результате расчета которой выяснено, что в системе Тл + ЗА1 формирование монофазного продукта ТлА13 происходит путем диффузионной перекристаллизации у- фазы и «2 - фазы в соединение ТлА13. В системе Ti + AI диффузионные процессы протекают медленнее, жидкая фаза исчезает раньше, чем происходит перекристаллизация фаз TiAl3 и Ti3Al в соединение TiAl. Процессы фазообразования заканчиваются на стадии охлаждения (вторичное структурообразование).

9. При нанесении покрытий из порошкового материала монофазного интерметаллидного соединения TiAl3 методом детонационно - газового напыления, наблюдается полная наследственность фазового состава соединения. При нанесении покрытий из порошкового материала, содержащего несколько фаз (TiAl3, TiAl, TiAl2 и Ti3Al), полученного при синтезе в неравновесных условиях быстрого охлаждения, на основе вновь формируется монофазное соединение TiAl3. Это можно объяснить тем, что в условиях детонационно-газового напыления происходит отжиг продукта синтеза. При нанесении покрытий из порошкового материала соединения TiAl, на основе формируется двухфазный продукт. Последнее связано с тем, что в процессе напыления происходит частичное плавление указанного соединения. Кристаллизация частиц на поверхности основы приводит к появлению фазы Ti3Al.

10. С использованием диагностического комплекса для зучения свойств монофазного покрытия из порошкового материала соединения TiAl3, полученного методом ДГН установлено, что оно является низкопористым (общая пористость 2%), жаропрочным (максимальный привес 9мг/см ), стойким к ударно - абразивному износу. По последней характеристике оно превосходит широко используемые покрытия из алюминида никеля Ni3Al в четыре раза.

Автор выражает глубокую признательность Кошелеву К.Б, Яковлеву В.И., Афанасьеву A.B., Черникову В.С за помощь в проведении экспериментальных и теоретических исследований.

Список источников диссертации и автореферата по физике, доктора физико-математических наук, Филимонов, Валерий Юрьевич, Барнаул

1. Семенов H.H. К теории процессов горения // Журн. Рус. Физ - хим. Общества. - 1928. - Т.60. - №3. - С.241 -250.

2. Семенов H.H. Тепловая теория горения и взрывов// Успехи физ.наук.-1940. тТ.23. - №3. - С.251 - 486.

3. Франк Каменецкий Д.А. Распределение температур в реакционном сосуде и стационарная теория теплового взрыва // Ж. физ. Химии.- 1939.- Т.13. №6. - С.738 - 755.

4. Зельдович Я.Б., Баренблатт Г.И., Либрович В.Б., Махвиладзе Г.М. Математическая теория горения и взрыва. М.: Наука. 1980. 487с.

5. Франк Каменецкий Д.А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике.// 3-е издание.: М.: Наука. 1987. - 502с.

6. Бахман H.H., Беляев А.Ф. Горение гетерогенных конденсированных систем. М.: Наука, 1967. 228с.

7. Хауфе К. Реакции в твердых телах и на их поверхности. И.Л. 1968.- 210с.

8. Кофстад П. Высокотемпературное окисление металлов. Москва: Мир, 1969.-196с.

9. Хайкин Б.И., Блошенко В.Н., Мержанов А.Г. О воспламенении частиц металлов // Физ.гор. и взрыва. 1970. - Т.6. - №4. - С.474 - 478.

10. Ю.Похил П.Ф., Беляев А.Ф., Фролов Ю.В., и др. Горение порошкообразных металлов в активных средах. М.: Наука, 1972.

11. П.Новиков Н.П., Боровинская И.П., Мержанов А.Г. Термодинамический анализ реакций самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. // Процессы горения в химической технологии и металлургии. Черноголовка. 1975. - С. 188 - 193.

12. Робинсон П.М., Бивер М.Б. Термодинамические свойства. Интерметаллические соединения. М.: Металлургия, 1970.

13. Ландия H.A. Расчет высокотемпературных теплоемкостей неорганических веществ по стандартной энтропии /Тбилиси: Изд во АН. ГрузССР. -1962.-222с.

14. Н.Найбороденко Ю.С., Лавренчук Г.В., Филатов В.М. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез алюминидов. I. Термодинамический анализ // Порошковая металлургия. 1982. - №12.-С. 4 -9.

15. Мержанов. А.Г. Твердопламенное горение/ Черноголовка, Изд во ИСМАН.-2000.-238с.lö.Merzanov A.G. Solid flames: discovery, concepts and horisonts of cognition// Combust. Sei. Technol. 1994. - V.98. - № 4 . - P. 307 - 336.

16. Зельдович Я.Б., Франк Каменецкий Д. А. Теория теплового распрстранения пламени// Журн. физ. химии. - 1938. - Т.12. - Вып.1. С.100 -105.

17. Семенов H.H. Теория нормального распространения пламени // Успехи физ. наук. 1940. - Т.24, №4 - С.433.

18. Зельдович Я.Б. К теории распространения пламени.// Журн.физ. химии. -1948. Т. 22. - Вып.1. - С.27 - 49.

19. Хайкин Б.И., Мержанов А.Г. К теории распространения фронта химической реакции.// Физ.гор. и взрыва. 1966. - т.2. - №3. - С.36 - 43.

20. Зельдович Я.Б., Франк Каменецкий Д. А. Теория теплового распространения пламени.// Журн. физ. химии. 1938. - т.12. - вып.1. -С.100-105.

21. Колмогоров А.Н., Петровский Н.И. Пискунов Н.С. Исследование уравнения диффузии, соединенной с возрастанием количества вещества, и его применение к одной биологической задаче// 1937. Бюлл.МГУ. - Т.1. -№6. -С. 1-26.

22. Алдушин А.П., Каспарян С.Г. Теплодиффузионная неустойчивость стационарной волны горения // Препринт ОИХФ. Черноголовка - 1978.

23. Беляев A.B. О горении взрывчатых веществ. // Журн. физ. химии. 1938. -Т.12. - Вып.1.-С.93 -99.

24. Зельдович Я.Б. К теории горения порохов и взрывчатых веществ.// Журн. Эксперим. и теор. физики. 1942. - Т.12. - №11-12. - С. 498 - 524.

25. Мержанов А.Г., Дубовицкий Ф.И. К теории стационарного горения пороха// Докл.АН СССР. Т. 129. - №1. - с. 153 - 156.

26. Бахман H.H., Беляев А.Ф. Горение гетерогенных конденсированных систем. М.: Наука, 1967.- 228с.

27. Процессы горения в химической технологии и металлургии. Под. ред. А.Г. Мержанова. Черноголовка.:- 1975.- 292с.

28. Максимов Э.И., Мержанов А.Г., Шкиро В.М. Безгазовые составы, как простейшая модель горения нелетучих К систем // Физ. гор. и взрыва. -1965.-Т.1.-№4.-С. 24-30.

29. Авдуевский B.C., Бармин И.В., Гришин С.Д и др. Проблемы космического производства. М.: Машиностроение. 1980. -221с.

30. К теории теплового распространения фронта химической реакции // Физ. гор. и взрыва. 1966. - т.2. - №3. - С. 36 - 43.

31. Мержанов А.Г., Хайкин Б.И. Некоторые вопросы теории распространения экзотермической реакции в конденсированной фазе// Металлотермические процессы в химии и металлургии. Новосибирск.: Наука. - 1971. - С. 26 -31.

32. Алдушин А.П., Мержанов А.Г., Хайкин Б.И. О некоторых особенностях горения конденсированных систем с тугоплавкими продуктами реакции // Докл. АН СССР. 1972. - т.204. - №5. - С.1139 - 1142.

33. Алдушин А.П., Мартемьянова Т.М., Мержанов А.Г. Распространение фронта экзотермической реакции в конденсированных смесях при взаимодействии компонентов через слой тугоплавкого продукта // Физ. гор. и взрыва. 1972. - Т. 8. - №2. - С. 202 -212.

34. Алдушин А.П., Мартемьянова Т.М., Мержанов А.Г. Автоколебательное распространение фронта горения в гетерогенных конденсированных средах // Физ. гор. и взрыва. 1973. - Т. 9. - №5. - С.613 -626.

35. Мержанов А.Г. К теории безгазового горения/ Черноголовка. 1973. -Препринт ОИХФ АН СССР.

36. Мержанов А.Г. К теории безгазового горения/ Черноголовка/ 1973. -Препринт ОИХФ АН СССР.

37. Мержанов А.Г., Дубовицкий Ф.И. К теории стационарного горения пороха//Докл.АН СССР. -Т.129. №1. - С. 153 - 156.

38. Алдушин А.П., Мержанов А.Г., Хайкин Б.И. О некоторых особенностях горения конденсированных систем с тугоплавкими продуктами реакции // Докл. АН СССР. 1972. - Т.204. - №5. - С. 1139 - 1142.

39. Алдушин А.П., Мартемьянова Т.М., Мержанов А.Г. Распространение фронта экзотермической реакции в конденсированных смесях при взаимодействии компонентов через слой тугоплавкого продукта // Физ. гор. и взрыва. 1972. - Т. 8. - №2, с. 202 -212.

40. Merzanov A.G. Twenty years of search and findigs. In: Combustion and plasma synthesis of heigh temperature materials/ Eds. Z.A. Munir, J.B. Holt. N.Y.: VCHPubl. Inc.-1990. -P.l -53.

41. Merzanov A.G., Khaikin B.I. Theory of combustion waves in homogenious media// Prog. Energy Combust. Sci. 1988. - V.14. - P. 1- 98.

42. Алдушин А.П., Хайкин Б.И., Шкадинский К.Г. Влияние неоднородностей внутренней структуры среды на горение конденсированных смесей реагентов, взаимодействующих через слой продукта// Физ.гор. и взрыва. -1976. Т.12. - №6. - С.819 -827.

43. Makino A., Law С.К. SHS combustion characteristics of several ceramics and intermetallic compounds// J. Am. Ceram. Soc./ 1994. - V.77. - №3. - P. 778 -786.

44. Makino A., Law C.K. Analytical extinction criterion for the non adiabatic heterogeneous SHS flame propogation // Int. J. SHS. - 1995. - V.4. - №1. - p. 25-34.

45. Makino A., Law C.K. Bimodal particle dispersion in the nonadiabatic heterogeneous SHS flame propogation// Combust. Sci. Technol. 1995. - V. 106.-№ 1-3.-P. 193-201.

46. Копелиович Б.Л. О возникновении очагов во фронте безгазового горения под влиянием потерь тепла // Физ.гор. и взрыва. 2003. - Т. 39. - № 6. - С. 45 -51.

47. Гегузин Я.Е. Поверхностная диффузия и растекание.- М.: Наука. 126с.

48. Гегузин Я.Е. Физика спекания. М.: Наука, 1984. - 312с.50.1Пефер Г. Химические транспортные реакции. М.: Мир, 1964.- 173с.

49. Дорожевец И.Н., Штессель Э.А. Роль поверхности контакта при горении гетерогенных конденсированных систем // Физ. гор. и взрыва. 1991. -1.17. -№6. -С. 33-40.

50. Мержанов А.Г. Новые элементарные модели горения второго рода//Докл. АН СССР. 1977. - Т.233. - №6. - С.1130 - 1133.

51. Алдушин А.П., Мержанов А.Г. Безгазовое горение с фазовыми превращениями// Докл. АН СССР. 1977. - Т. 236. - №5. - С. 1133 - 1136.

52. Некрасов Е.А., Тимохин А. М. Пак А.Т. К теории безгазового горения с фазовыми превращениями // Физ гор. и взрыва. 1990. - Т.26. - №5. - С. 79 -85.

53. Апдушин А.П., Вольперт В.А., Филипенко В.П. Влияние плавления реагентов на устойчивость горения безгазовых систем // Физ. гор. и взрыва. 1987. - Т.23. - №4. - С. 35 - 41.

54. Прокофьев В.Г., Смоляков В.К. Нестационарные режимы горения безгазовых систем с легкоплавким инертным компонентом // Физ.гор. и взрыва. 2002. - Т.38. - №2. - С. 21 -25.

55. Мильников Г.В., Руманов Э.Н. Кристаллизация в волне СВС// Физ.гор. и взрыва. 1995. - Т. 31. - № 3. - С.19 - 21.

56. Ковалев О.Б., Фомин В.М. Модель структурных преобразований в реагирующей дисперсной смеси в условиях безгазового горения // Журнал прикладной механики и технической физики. 1997. - Т.38. - №1. - С.58 -64.

57. Смоляков В.К. Модели горения СВС систем, учитывающие макроструктурные превращения// Инж. -физ. журнал. - 1993. - Т. 65.4, С. 485-489.

58. Смоляков B.K. О моделировании высокотемпературного синтеза в пресс -формах// Физ.гор. и взрыва. 1993. - Т.29. - №2. - С.49 - 53.

59. Смоляков В.К. Модели горения СВС систем , учитывающие макроструктурные превращения// Инж. -физ. журнал. - 1993. - Т. 65. -№4. - С. 485 - 489.

60. Смоляков В.К. Структурные превращения при горении безгазовой смеси в проточном реакторе// Физ.гор. и взрыва.- 1994. Т.ЗО. - №1. - С.35 - 44.

61. Smolyakov V.K. Analytical and numerical investigation of macrostructural transformations in combustion of gasless systems. International Symposium «Chemistry of Flame Front». - 1997. - P. 58 - 59.

62. Смоляков B.K. Теория макроструктурных превращений при горении гетерогенных систем с конденсированными продуктами/Дисс. на соискание уч. степени доктора физ.мат. наук. Черноголовка 1998.

63. Ковалев О.Б., Фомин В.М. К теории межфазного взаимодействия в смеси реагирующих металлических порошков // Физ.гор. и взрыва. 2002. - Т.38, №6. -С.55-65.

64. Смоляков В.К., Некрасов Е.А., Максимов Ю.М. Моделирование безгазового горения с фазовыми превращениями// Физ.гор. и взрыва. -1984.-т. 20.- №2.-С. 63-73.

65. Вилюнов В.Н. Теория зажигания конденсированных веществ. Новосибирск: Наука, 1984. 173с.

66. Сеплярский Б.С. Зажигание конденсированных веществ при наличии теплопотерь с боковой поверхности // Физ.гор. и взрыва. 1990.- Т. 26. -№5.-С. 3-9.

67. Сеплярский Б.С., Воронин К.Ю. Распространение волны горения второго рода при протекании двух экзотермических последовательных реакций // Физ.гор. и взрыва. 1990. - т.26. - №1. - С. 52 -59.

68. Сеплярский Б.С., Гордополова И.С. Закономерности зажигания конденсированных систем накаленной поверхностью при параболическом законе взаимодействия// Физ.гор. и взрыва.- 1994. т.ЗО.- № 6. - С. 8 - 15.

69. Тодес О.М. Адиабатический тепловой взрыв // Ж.физ. химии. 1933. - т.4. - №1. - С. 71 -77.

70. Мержанов А.Г. , Дубовицкий Ф.И. Квазистационарная теория теплового взрыва самоускоряющихся реакций // Ж.физ.химии. 1960. - Т.34. - №10. -С.2235 - 2244.

71. Барзыкин В.В., Гонтковская В.Т., Мержанов А.Г., Худяев С.И. К нестационарной теории теплового взрыва// Журн. прикл. механ. и техн. физ. 1964. - №3. - С. 118 - 125.

72. Барзыкин В.В., Гонтковская В.Т. Мержанов А.Г. К теории теплового взрыва самоускоряющихся реакций // Физ.гор. и взрыва. 1966. - Т.2. - № 4. - С. 18-23.

73. Мержанов А.Г., Абрамов В.Г., Гонтковская В.Т. О закономерностях перехода от самовоспламенения к зажиганию // Докл. АН СССР. 1963. -Т. 148. - №1. - С.156 - 159

74. Абрамов В.Г., Гонтковская В.Т., Мержанов А.Г. К теории теплового воспламенения. Сообщение 1. Закономерности перехода от самовоспламенения к зажиганию // Изв. АН СССР. Сер.хим. - 1966. -№3.- С. 429-437.

75. Мержанов А.Г., Озерковская Н.И., Шкадинский К.Г. Динамика теплового взрыва в послеиндукционный период// Физ.гор. и взрыва.- 1999.- Т.35. -№6. С.65 - 70.

76. Алдушин А.П., Луговой В.Д., Мержанов А.Г., Хайкин Б.И. Условия вырождения стационарной волны горения // Докл. АН СССР. 1978. -Т.243. - №6. - с. 1434 - 1437.

77. Алдушин А.П. Тепловой взрыв и волны горения // Физ.гор. и взрыва. -1987. Т.23. - №3. - С.99 - 103.

78. Munir Z.A. Reaction synthesis processes: Mechanisms and characteristics // Metallurg. Trans. 1992. - V. 23 A. - P.7 - 13.

79. Munir Z.A., Sata N. SHS diagrams: theoretical analysis and experimental observations // Int.J. of SHS. 1992. - V.l. - №3. - P.355 - 365.

80. Князева А.Г., Чащина A.A. Численное исследование задачи о тепловом воспламенении в толстостенном сосуде // Физ.гор. и взрыва. 2004. - т.40.- №4. С.67 - 73.

81. Merzhanov A.G. On critical conditions of thermal explosion of a hot spot // Combust. Flame. 1966. - V.10. - №4. - P.341 - 348.

82. Thomas P.H. An approximate theory of "hot spot" critically // Combust. Flame. 1973.-V.21.- №1.-P. 99-109.

83. Буркина P.C., Вилюнов B.H. О возбуждении химической реакции в горячей точке// Физ.гор. и взрыва. 1980. - Т. 16. - №4. - С.75 - 79.

84. Буркина Р.С., Вилюнов В.Н. Очаговое тепловое воспламенение при произвольном начальном распределении температуры// Хим. физика. -1982.-№3.-С.419-422.

85. Ананьев А.В., Земских В.И., Лейпунский О.И. О тепловом самовоспламенении системы горячих очагов// Физ.гор. и взрыва. 1983. -Т. 19. - №4. - С.49 -52.

86. Афанасьев С.Ю., Сеплярский Б.С., Амосов А.П. Расчет критических условий воспламенения системы очагов разогрева// Физ.гор. и взрыва. -1990. Т.26. - №6. - С. 16 - 20.

87. Буркина Р.С., Буркин В.В. Воспламенение системы очагов разогрева при наличии теплоотдачи на боковой поверхности// Физ.гор. и взрыва. 2000.- т.36. №2. - С. 17 -21.

88. Итин В.И., Найбороденко Ю.С. Объемные изменения пористых тел при неизотермическом жидкофазном спекании и самораспространяющемся высокотемпературном синтезе// Порошковая металлургия. 1977. - Т. 170. -№2.-С.6-11.

89. Лапшин О.В., Овчаренко В.Е. Математическая модель высокотемпературного синтеза алюминида никеля M3AI в режиме теплового взрыва порошковой смеси чистых элементов// Физ. гор. и взрыва. 1996. - Т.32. - №3. - С.68 - 76.

90. Зенин A.A., Мержанов А.Г., Нерсисян Г.А. Структура тепловой волны в некоторых процессах СВС. Докл. АН СССР , 1980, т.250, №4, с.880 884.

91. Зенин A.A. Универсальная зависимость для тепловыделения в К фазе и макрокинетика газа при горении баллистных порохов // Физ. гор. и взрыва. - 1983. - Т.19. - №4. - С.78 - 81.

92. Левашов Е.А., Рогачев A.C., Юхвид В.И., Боровинская И.П. Физико -химические и технологические основы самораспространяющегося высокотемпературного синтеза// М.: Изд во «Бином». - 1999. - 173с.

93. Евстигнеев В.В., Краснощеков C.B., Филимонов В.Ю. Определение кинетических параметров СВ синтеза бинарной системы Ti - А1/

94. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез. Материалы и технологии. Новосибирск.: Наука. - 2001. -279с.

95. Овчаренко В.Е., Боянгин Е.Н. Влияние содержания алюминия на термограмму синтеза интерметаллида Ni3Al в режиме теплового взрыва// Физ.гор.и взрыва. 1998. - Т.34. - №6. - С.39 - 42.

96. Савицкий А.П. Жидкофазное спекание систем с взаимодействующими компонентами. Новосибирск.: Наука. - 1991.-181 с.

97. Бахман Н.Н., Беляев А.Ф. Горение гетерогенных конденсированных систем. М.: Наука, 1967. - 183с.

98. Holt J.B., Munir Z.A. Combustion synthesis of titanium carbide: theory and experiment// J. Mater. Sci. 1986. - Y.21. - №21. - P.251 - 259.

99. Гарколь Д.А., Гуляев П.Ю., Евстигнеев B.B. Новая методика высокоскоростной яркостной пирометрии для исследования процессов СВС // Физ.гор. и взрыва. 1994. - Т.30. - №1.- С.72 - 77.

100. 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. и взрыва. - 1994. - Т.30. - №3. - С.62 - 66.

101. Евстигнеев В.В., Вольпе Б.М., Милюкова И.В., Сайгутин Г.В. Интегральные технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза/ М.: Высшая школа. 1996. - 274с.

102. Рогачев A.C. Динамика структурных превращений в процессах безгазового горения/ Докторская диссертация. 1994. -Черноголовка, ИСМАН.

103. Varma A., Rogachev A.S., Mukas'yan A.S., Hwang S. Combustion Synthesis of Advansed Materials: Principles and Applications// Adv. Chem. Eng.-V.24.-P.79-226.

104. Рогачев A.C., Мукасьян A.C., Мержанов А.Г. Структурные превращения при безгазовом горении систем титан углерод и титан -бор // Докл. АН СССР. - 1987. - Т.297. - №6. - С. 1425 - 1428.

105. 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. и взрыва. 1990. - Т.26. - №1. -С.104- 108.

106. Рогачев А.С. Динамика структурных превращений в процессах безгазового горения/ Докторская диссертация. Черноголовка.: -ИСМАН. - 1994.

107. Болдырев В.В., Александров В.В., Корчагин М.А. Исследование динамики образования фаз при синтезе моноалюминида никеля в режиме горения // Докл.АН СССР. 1981. - Т.259. - №5. - С.1127 - 1130.

108. Wong J., Larson E., Holt J.B., Waide A., Rupp B, Frahm R. Time resolved X ray diffraction study of solid combustion reaction// Science. - 1990. -V.249. - P. 1406 - 1409.

109. Мержанов А.Г., Боровинская И.П., Пономарев В.И., и др. Динамическая рентгенография фазообразования в СВС процессах // Докл. РАН.-1993.- Т.328.- №1. С.72-74.

110. Merzhanov A.G., Borovinskaya I.P, Khomehko 1.0 and others. Dynamics of phase formation during SHS processes // Ann. Chim. Fr. 1995. - V. 20. - P. 123- 138.

111. Frahm R., Wong J., Holt J.B., Larson E., Rupp B, Waide A. Solid combustion reactions characterized by time resolved X - ray absorption spectroscopy// Proc. AIP Conf. - 1992. - № 258. - P. 615 - 620.

112. Larson E., Wong J., Holt J.B., Waide A., Nutt J., Rupp B. Time resolved diffraction study of Та С solid combustion system// J. Mater. Res. - 1993. -V.8. - №7. - P. 1533- 1541.

113. Javel J.F., Dirand M., Nassik F.Z., Gachon J.C. Real time X ray diffraction study of the formation by SHS of the phases /'and H in the ternary system A1 -Ni - ТУ/ J.Phys. IV Colloq 2, supplement J. Phys. III. - 1996. - V.6.- P.229 -234.

114. Javel J.F., Chariot F., Gramond M., Mathae V., Gachon J.C. Real time X -ray diffraction study of Al3Ni, Al3Ni2, AINi and AlNi3// Int. Journ. of SHS. -1998.-V. 7.- №1. P.43 - 54.

115. Held O., Gras Ch., Chariot F., Vrel.D., Gachon J.C. Combustion synthesis of A1o,25 xNixTio,75 by time - resolved X - ray diffraction/ Abstr. V Int. Symp. on self - propogating heigh temperature synthesis. - Moscow. - 1999. - P. 19-20.

116. Мержанов А.Г. Процессы горения конденсированных систем. Новое направление исследований // Вестник АН СССР. 1979. - №8.- С. 10 - 18.

117. Merzhanov A.G. Twenty years of search and findings. In Combustion and plasma synthesis of heigh temperature materials Eds. Z.A.Munir, J.B.Holt// N.U.:VCH Publ. Inc. - 1990. - P. 1 - 53.

118. Титановые сплавы. Металлография титановых сплавов. M. Металлургия. 1980. -464с.

119. Структура и свойства металлов и сплавов: Справочник./Под ред. О.М.Барабаш. Киев: Наукова думка. - 1986. - 219с.

120. Диаграммы состояния двойных металлических систем: Справочник: В Эт.: Т.1. / Под общ. Ред. Н.П. Лякишева. М.: Машиностроение, 1996. -387с.

121. Цудзимото Т. Легкие жаропрочные сплавы на основе интерметаллида Ti-Al // НИИ Металлов, Токио: ВЦП № 11.- 41192.

122. Коллингз Е.В. Физическое металловедение титановых сплавов: Пер. с англ./ Под ред. Веркина Б.И., Москаленко В.А. М.: Металлургия. - 1988. - 224с.

123. Колачев Б.А., Ливанов В.А., Елагин В.И. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов/ М.: Металлургия. -1981.-416с.

124. J. Krai, М. Ferdinandy, D. Liska, P. Diko. Formation of TiAl3 layer on titanium alloys // Material Sciens and Engineering. 1991. - A 140. - P.479 -485.

125. M. Thuillard, L.T. Tran and M. A. Nicolet. Al3Ti formation by diffusion of aluminium through titanium// Thin Solid Films. - 1988. - V. - 166. - P. 21 -27.

126. B.H Еременко , Я.В.Натанзон , В.Я. Петрищев . Особенности кинетики образования фазы TiAl3 в системе Ti -А1. // Порошковая металлургия. -1987.- №2.-С.27-31.

127. Van Loo F.J., Rieck G.D. Diffusion in the Titanium Aluminium System. I Interdiffusion between solid A1 and Ti or Ti - A1 // Acta Metallurgica. - 1973. -V.21. - №1. - P.61 - 71.

128. L.Levin, M.Wein. Diffusivities in a Growing Multiphase Layer // Z. Metallkde. -1980. H.4. - Bd. 71. - P.223 - 226.

129. L.Levin, M.Wein. Determination of Diffusivities in a Growing Phase // Z. Metallkde 1979. H. 90. - Bd. 70. - P. 597 - 600.

130. J. Krai, M. Ferdinandy and D.Liska. Formation of TiAl3 layer on titanium alloys // Material Science and Engineering. 1991. - A 140. - P.479 - 485.

131. Уманский Я.С., Скаков Ю.А.Физика металлов. М.: Атомиздат. 1978. -350с.

132. Сплавы титана с особыми свойствами. М: Наука, 1982. - 198с.

133. Химия синтеза сжиганием. Под.ред. М.Коидзуми.М.: Мир. 1998. -247с.

134. Lai Но Yi, Ye Hong - Yo, Miao Shu - Xia, and Yin Cheng. Combustion Synthesis of Titanium Aluminides // Int. Journ. of SHS. - 1992. - V.l. - № 3. -P.447 -452.

135. Yi.H.C., Petric A., Moore J.J. Effect of heating rate on the combustion synthesis of Ti A1 intermeiallic compounds // J. Mater. Sci. - 1992. - У.21, P. 6797 - 6806.

136. Григорян A.E., Елистратов Н.Г., Ковалев Д.Ю., Мержанов А.Г. и др. Распространение автоволоны экзотермичекой реакции в Ti А1 тонких многослойных пленках // Докл. Академии наук. - 2001. - Т. 381.- № 3. -С.368 -372.

137. Рогачев А.С., Григорян А.Э., Илларионова Е.В., и др. Безгазовое горение многослойных биметаллических нанопленок Ti/Al // Физ.гор. и взрыва. 2004.- Т.40. - №2.- С.45 - 51.

138. Елистратов Н.Г., Носырев А.Н., Хвесюк В.И, и др. Экспериментальное плазменное оборудование для получения сверхмногослойных материалов // Прикл. Физика. 2001.- № 3.- С.8 - 12.

139. Рогачев А.С., Григорян А.Г., Илларионова Е.В., и др. Безгазовое горение многослойных биметаллических нанопленок Ti/Al // Физ.гор. и взрыва. 2004. - Т.40.- №2.- С.45 -51.

140. Дерябин В.А., Попель С.И. Величина усадки и скорости свободного жидкофазного спекания порошков // Адгезия расплавов и пайка материалов.- 1980. №6.- С.42-46.

141. Nicolic Z.S., Ristic М.М. The modeling of the liquid phase sintering // Science of sintering.- 1981. V. 13. - №2.- P. 91 - 102.

142. Kausser W.A., Kwon O.J., Petzon G. Pore formation and pore elimination during liquid phase sintering . Eur. Int. Powder Met. Conf. - Florence. -1982.- P. 23-30.

143. Ossi P.M., Roberti R., Silvary G. On the rearrangement mechanisms during liquid phase sintering of a model system // Scripta metal. 1985. - V. 19. - №5. - P.569 - 574.

144. Натанзон Я.В., Титов В.П., Антонченко P.B., Журавлев B.C. Растворимость титана в жидких алюминии, галлии, индии // Адгезия расплавов и пайка материалов. 1990.- Вып. 24. - С.49 - 53.

145. Matsubara Т., Shibutani Т., Uenishi К and Kobayashi K.F. Fabrication of a thick surface layer of Al3Ti on Ti substrate by reactive pulsed electric current sintering // Intermetallics. - 2000. - V.8. - P.815 - 822.

146. Hampshire J., Kelly P.J and Teer D.J. The structure of со deposited aluminium - titanium alloy coating // Thin Solid Films. - 2004. - V.447 - 448. -P. 418-424.

147. Kim H.S., Theodore N.D., Gadre K.S., at al. Investigation of thermal stability, phase formation, electrical, and microstructural properties of sputter -deposited titanium aluminium thin films // Thin Solid Films. 2004.- V.460. -P. 17-24.

148. Mikherjee S., Prokert F., Richter E and Moeller W. Compressive stress, preferred orientation and film compositions in Ti based coatings developed by plasma immersion ion implantation - assisted deposition // Surf. Coat. Techn. -2004.-V.186.-P.99- 103.

149. Romankov S.E., Mukashev B.N., Ermakov E.L and Muhamedshina D.N. Structural formation of aluminide phases on titanium substrate // Surf. Coat. Techn. 2004. V. 180 - 181. - P. 280 - 285.

150. Leyens C., Peters M and Kaysser W.A. Intermetallic Ti Al coatings for protection of titanium alloys: Oxidation and mechanical behavior // Surf. Coat. Tech. - 1997. - V.94 - 95. - P.34 - 40.

151. Leyens C., van Liere J. W., Peters M and Kaysser W.A. Magnetron -sputtered Ti - Cr - Al coatings for oxidation protection of titanium alloys // Surf. Coat. Techn. - 1998. - V. 108 - 109. - P. 30 - 35.

152. Das D.K., Trivedi S.P. Microstructure of diffusion aluminide coatings on Ti base alloy IMI - 834 and their cyclic oxidation behavior at 650°C // Mater. Sci. Eng. - 2004. - V. A367.- P.225 - 233.

153. Hampshire J., Kelly P.J and Teer D.J. The tribological properties of со -deposited aluminium titanium alloy coatings // Thin Solid Films. - 2004. - V. 447-448.-P. 392-398.

154. Chu M.S and Wu S.K. Improvement in the oxidation resistance of a2 -Ti3Al by sputtering A1 film and subsequent interdiffixsion treatment // Surf. Coat. Techn. 2004. - V.179. - P. 257 - 264.

155. Oh J., Lee W.C., Sung Gyu Puo et al. Microstructural Analysis of Multilayered Titanium Aluminide Sheets Fabricated by Hot Rolling and Heat Treatment // Met. Trans. A. 2002.- V.A33. - P.3649 - 3659.

156. Mizuuchi K., Inoue K., Sugioka M. et al. Microstructure and mechanical properties of Ti aluminides reinforced matrix composites synthesized by pulsed current hot pressing // Mater. Sci. Eng.- 2004. - V.A368. - P.260 - 268.

157. Li Т., Grignon F., Benson D.J., et.al. Modeling the elastic properties and damage evolution in Ti Al3Ti metal - intermetallic laminate (MIL) composites // Mater. Sci. Eng. - 2004. - V. A374. - P. 10 - 26.

158. Brady M.P and Tortorelly P.F. Alloy design of intermetallics for protective scale formation and for use as precursors for complex ceramic surfaces // Intermetallics. 2004. - V.12. - P.779 - 789.

159. Романьков C.E., Калошкин С.Д., Пустов Л.Ю. Синтез титаноалюминидных покрытий; методом механического сплавления и последующего отжига на поверхности титана и алюминия // Физ. мет. и металловедение. 2006.- Т.101.- №1.-С.65 - 73.

160. Suryanarayana С. Mechanical alloying and milling // Progr. Mater. Sci. -2001.-V.46.-C. 1-184.

161. Бартенев C.C., Федько Ю.П., Григоров А.И. Детонационные покрытия в машиностроении. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние. - 1982. -215с.

162. Жуков М.Ф., Солоненко О.П. Высокотемпературные запыленные струи в процессах обработки порошковых материалов / Под. ред. В.Е. Накорякова. Новосибирск.: ИТ СО АН СССР. 1990. - 516 с.

163. Зверев А.Д., Астахов Е.А., Шаривкер С.Ю. Детонационные покрытия в судостроении. М.: Судостроение. - 1979. - 232 с.

164. Краснов А.Н., Калинин Л.И. Совершенствование техники и технологии специальных покрытий// Авиационная промышленность.-1980.- № 9,- С. 43-45.

165. Кудинов В. В. Плазменные покрытия.- М.: Наука. 1977 .- 184 с.

166. Трефилов В.И., Кадыров В.Х. Эксплуатационные свойства детонационных покрытий. К.: Общ-во «Знание», УССР. - 1981. -С. 28.

167. Харламов Ю.А. Детонационные покрытия в США. Ворошиловград: Машиностроит. ин-т.- 1979. - 50с. Рукопись деп. в УкрНИИНТИ, № 1555.

168. Hinze J.O. Turbulent Fluid and particle interaction// Prog. Heat Mass Trans.-1972.- V.6. P. 433-452.

169. Борисова А.Л., Клименко B.C., Скадин В.Г. Иследование условий формирования покрытий из окиси алюминия при детонационном напылении. Защит. Покрытия на металлах. Киев. - 1979. - № 13. - С. 1720.

170. Демянцевич В. П., Клубникин B.C., Низковский A.A. Исследование движения частиц порошка при плазменном нанесении покрытий // Физика и химия обработки материалов. 1973. - №2. - С. 102-107.

171. Жуков М.Ф., Солоненко О.П. Некоторые газодинамические проблемы плазменного нанесения покрытий //7-я Всесоюз. конф. по генераторам низкотемпературной плазмы: Тез. докл. Новосибирск. 1980. - Т.З. -С.184-187.

172. Кудинов В.В., Пекшев П.Ю., Белащенко В.Е., Солоненко О.П., Сафиуллин В.А. Нанесение покрытий плазмой. М.: Наука.- 1990. 408с.

173. Астахов Е.А., Краснов А.Н. Исследование технологических процессов детонационного нанесения покрытий из порошковых материалов. Киев. «Наукова Думка». - 1971.- С.73-86.

174. Бартенев С.С., Федько Ю.Н. Оптимизация процесса детонационного напыления окиси алюминия. В кн.: Защитные покрытия. Тр. VIII Всесоюз. совещ. по жаростойким покрытиям, Тула. - 1977. - JI. - 1979.-С.89-92.

175. Жуков М.Ф., Лягушкин В.П., Солоненко О.П. Автоматизированный экспериментальный стенд для комплексного исследования высокотемпературных гетерогенных струй.- Новосибирск, 1986.- 69 с. -(Препринт) АН СССР, Сиб. отдел.- НИС ИТФ. -С. 145-86.

176. Борисова А.Л., Клименко B.C., Скадин В.Г. Иследование условий формирования покрытий из окиси алюминия при детонационном напылении// Защит. Покрытия на металлах. 1979. - № 13. - С. 17-20.

177. Клименко B.C., Скадин В.Г. Условия формирования детонационных покрытий из никеля // Порошковая металлургия .- 1980.- №4.- С.31-33.

178. Клименко B.C., Скадин В.Г., Борисова А.Л. Метод контроля детонационного напыления покрытий. Порошковая металлургия, 1979.-№ 4. - С.72-73.

179. Гавриленко Т.П., Николаев Ю.А., Прохоров Е.С., Ульяницкий В.Ю. Омеханизмах образования покрытий при газотермическом напылении// Физ.гор. и взрыва.- 1990.- Т.26. №3. - С. 110 - 122.

180. Итин В.И., Братчиков А.Д., Постникова JI.H. Использование горения и теплового взрыва для синтеза интерметаллических соединений и лигатур на их основе// Порошковая металлургия.- 1980. №5. - С.24 -28.

181. Carr A.J., Korgul P., Jack К.Н. Carbides, Nitrides and Borides.// Eds. Z. Gowacki et al., Polska Akad.Nauk.- 1984.-P. 10.

182. 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.

183. 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.

184. Данилевский C.K., Сведе-Швец Н.И. Высокотемпературные термопары. М.: Металлургия. - 1977. - 230с.

185. Кондратьев Г.М. Тепловые измерения. M.-JL: Гостехиздат. - 1957. -244с.

186. Гинье А. Рентгенография кристаллов. М.: Физматгиз. - 1961. - 604с.

187. Хейкер Д.М., Зевин Л.С. Рентгеновская дифрактометрия. М.: Физматгиз. 1963. - 380с.

188. Горелик С.С., Расторгуев А.И., Скаков Ю.А. Рентгенографических и электронно-оптический анализ. М.: Металлургия, 1970.

189. Михайлин В.В., Тернов И.М. Синхротронное излучение. М., 1988.

190. Тернов И.М., Михайлин В.В. Синхротронное излучение. Теория и эксперимент. М., Энергоатомиздат, 1986.

191. Болдырев В.В., Ляхов Н.З., Толочко Б.П. и др. Дифрактометрия с использованием СИ. Новосибирск, «Наука», 1989.

192. Synchrotron Radiation Theory and Its Development. In memory of I.M. Ternov/Ed. By V.A. Bordovitsyn, Singapore.- 1999.

193. Синхротронное излучение, свойства и применение. Под ред. К. Кунца.1. М., «Мир», 1981.

194. Теория излучения релятивистских частиц / Сб. статей под ред. В.А. Бордовицына. М., 2002.

195. Bagrov V.G., Bordovitsyn V.A. Classical Theory of Synchrotron Radiation / Radiation Theory of Relativistic Particles / Ed. By V.A. Bordovitsyn. Moscow, 2002.

196. Филимонов В.Ю., Евстигнеев B.B., Василенко C.H. Влияние тепловых режимов самораспространяющегося высокотемпературного синтеза на структуру конечного продукта в системе Ti А1 // Перпективные материалы. - 2001. - №5. - С. 70 - 73.

197. Евстигнеев В.В., Филимонов В.Ю., Василенко С.Н. Два механизма структурообразования в гетерогенной порошковой смеси Ti А1 при синтезе в режиме теплового взрыва// Ползуновский вестник.- 2004. - №1.-С.239 - 243.

198. Evstigneev V.V., Filimonov V.Y., Yakovlev V.I. The Peculiarities of a Structure Formation Process in a Ti A1 Heterogeneous System at Different Thermal Modes of Syntesis// International Journal of SHS. - 2004. - V.13. -№3.-P. 209-219.

199. В.В.Скороход, Ю.М.Солонин, И.В. Уварова. Химические, диффузионные и реологические процессы в технологии порошковых материалов. Киев.: Наукова думка. - 1990. - 246с.

200. Kuczynski G.C. Progress in research of sintering with liquid phase// Contemporary Jnorg. Mater. 1978. Proc. 3rd Germ. Jugosl. Meet. Stuttgart.-1978. -P.32 - 40.

201. Kingery W.D. Densification oluring sintering in the presence of a liquid phase // d. Appl. Phys. 1959 V.30. - №3. - P.301 - 306.

202. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача. -М.:Энергия, 1969. 438с.

203. Ландау Т.Е., Уварова И.В., Скороход В.В. Кинетика спекания дисперсных молибден-медных композиций// Порошковая металлургия.-1988.-№9.-С. 13-16.

204. Кадушников P.M., Алиевский Д.М., Алиевский В.М., Бекетов А.Р. Компьютерное моделирование эволюции микроструктуры полидисперсных материалов при спекании// Порошковая металлургия. -1991.-№5.-С. 5-10.

205. Кадушников P.M., Скороход В.В., Лыкова О.Б. Компьютерное моделирование эволюции микроструктуры двухфазных полидисперсных материалов при спекании// Порошковая металлургия. 1993. - №4. - С. 1320.

206. Максимов Э.И., Мержанов А.Г., Шкиро В.М. О самовоспламенении термитных составов //Журнал физ. химии. 1966. - Т.40. - №2. - С.468 -470.

207. Гаспарян А.Г., Штейнберг А.С. Макрокинетика взаимодействия и тепловой взрыв в смесях порошков Ni и А1// Физ. гор. и взрыва. 1988. -Т.24.- №3. т С.67 - 74.

208. Philpot К.A., Munir Z.A., Holt J.B. An investigation of the synthesis of nickel aluminides through gasless combustion // J. Mater Sci. 1987. - V. 22. -P.159 -169.

209. Wang L.L., Munir Z.A., Holt J.B. The combustion synthesis of cooper aluminides // Metallurg. Trans.- 1990. V.21 B. - P. 567 - 577.

210. Овчаренко B.E., Боянгин E.H. Высокотемпературный синтез интерметаллида №3А1 в режиме теплового взрыва порошковой смеси чистых элементов с инертным наполнителем // Физ. гор. и взрыва. 1999. - Т.35. - №4. - С. 63 - 66.

211. Розенбанд В.И., Черненко Е.В. Расчет нижнего концентрационного предела самовоспламенения газовзвеси и слоя порошка металла // Физ. гор. и взрыва. 1982. Т. 18. - №3. - С. 9 - 17.

212. Гонтковская В.Т., Городецков A.B., Перегудов А.Н., Барзыкин В.В. Особенности теплового взрыва в системах с сильным самотороможением //Физ.гор.ивзрыва.-1996.- Т.32.- №4.-С.77-79.

213. Худяев С.И., Столин A.M., Маклаков C.B. Тепловой взрыв в условиях фазового превращения // Физ.гор. и взрыва. 1983. - т.19.- №5.- С.85 -91.

214. Худяев С.И. Влияние фазового перехода на процесс воспламенения // Физ. гор. и взрыва. 2003. - Т.39.- №6. - С.38 - 44.

215. Худяев С.И., Столин A.M. Анализ условий самовоспламенения в цилиндрическом объеме при фронтальном фазовом превращении// Хим. физика.-1984.- Т. 3.- № 11. С.1616 - 1621.

216. Бокштейн Б.С. Диффузия в металлах. М.: Металлургия, 1978. 209с.

217. Зайт В. Диффузия в металлах. М.: Иностр. Лит ра. - 1958. -381с.

218. Гуров К.П., Карташкин Б.А., Угасте Ю.Э. Взаимная диффузия в многофазных металлических системах. М.: Наука, 1981. -216с.

219. Харатян СЛ., Арутюнян А.Б., Мержанов А.Г. Диффузионная кинетика взаимодействия химических элементов в многофазных бинарных системах// Хим.физика. -1983.- №10. С.1399 - 1409.

220. Харатян СЛ., Арутюнян А.Б., Мержанов А.Г. Реакционная диффузия в бинарных системах при ограниченной скорости подачидиффундирующего компонента к поверхности // ДАН СССР. 1982. -Т.266. - №3. - С.665 - 669.

221. Евстигнеев В.В., Филимонов В.Ю., Кошелев К.Б. Математическая модель процессов фазообразования в бинарной порошковой смеси Ti AI в режиме неадиабатического теплового взрыва // Физика горения и взрыва. - 2007. - т.43. - №2.- С.52 - 57.

222. Е.А.Некрасов, В.К Смоляков, Ю.М Максимов. Математическая модель горения системы титан углерод// Физика горения и взрыва. - 1981. - Т. 17. - №5. - С.63 - 73.

223. Итин В.И., Найбороденко Ю.С. Высокотемпературный синтез интерметаллических соединений/ Изд. во Томского университета. Томск. - 1989.-209с.

224. Г.И.Баталин, Е.А.Белобородова, В.В.Нерубащенко, А.И.Шлапак. Теплоты растворения титана, циркония и бора в жидком алюминии// Изв.АН СССР. Металлы. - 1981. - №1. - С.69 - 71.

225. Г.С. Ершов, В.И.Майборода, Т.В.Пермякова // Диффузия элементов в расплавленном алюминии // Расплавы. 1989. - №2. - С.74 - 76.

226. Г.В.Самсонов, И.М.Винницкий. Тугоплавкие соединения. М.: Металлургия. 1976. -560с.

227. ГОСТ 21810 76. Металлы. Характеристики жаростойкости. Наименования,

228. Тушинский Л.И., Плохов A.B. Исследование структуры и физико-механических свойств покрытий. Новосибирск.: Наука. - 1986.

229. Кулик А.Я., Борисов Ю.С., Мнухин A.C. и др. Газотермическое напыление композиционных порошков. Л.: Машиностроение, 1985. -199с.