Самораспространяющийся высокотемпературный синтез литых оксидных растворов на основе корунда и оксинитрида алюминия тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.17 ВАК РФ

На правах рукописи

□□3451328

ТАРАСОВ Алексей Геннадьевич

САМОРАСПРОСТРАНЯЮЩИЙСЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ СИНТЕЗ ТВЕРДЫХ ОКСИДНЫХ РАСТВОРОВ НА ОСНОВЕ КОРУНДА И ОКСИНИТРИДА АЛЮМИНИЯ

Специальность 01.04.17 - Химическая физика, в том числе физика горения и взрыва

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.

3 0 0 ИТ 2008

Черноголовка 2008

003451328

Работа выполнена в Институте структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН (ИСМАН)

Научный руководитель доктор технических наук

Юхвид Владимир Исаакович

Официальные оппоненты доктор физико-математических наук

Шкиро Валентин Михайлович

кандидат технических наук Кондаков Станислав Федосеевич

Ведущая организация

Московский государственный институт стали и сплавов

(Технологический университет)

Защита состоится «12» ноября 2008 г. в 10:00 на заседании диссертационного совета Д 002.092.01 при Учреждении Российской академии наук Институте структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН по адресу:

142432, г. Черноголовка, Московской области, ул. Институтская 8, ИСМАН

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИСМАН Автореферат разослан « октября 2008 года

Ученый секретарь диссертационного совета

к.ф.-м.н.

Гордополова И.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

ктуальность темы.

Высокотемпературный синтез новых тугоплавких неорганических атериалов (оксидов, оксинитридов, карбидов, боридов, силицидов и т.д., еталлов и неметаллов) является одним из приоритетных направлений ис-ледования в современных химии и материаловедении. В промышленно-ти для получения тугоплавких неорганических материалов наиболее час-о используют методы спекания и сплавления. Тугоплавкие многокомпо-ентные оксиды и оксинитриды, обладающие уникальной совокупностью имических и физических свойств, широко используются в практике. Од-ако их получение в промышленности связано с большими энергозатрата-1и, сложным электропечным оборудованием и длительностью процесса юлучения.

В 70-80-х годах в лаборатории "Жидкофазные СВС-процессы и ли-ые материалы" ИСМАН была показана возможность синтеза в режиме горения в герметичном реакторе под давлением газа литой керамики на снове оксидов алюминия, циркония, кремния, хрома и т.д., с использова-ием высокоэкзотермических смесей термитного типа. Последующие экс-ериментальные и теоретические исследования таких процессов стали фундаментальной основой для разработки автоволновой технологии литой ксидной керамики. Преимуществом СВС-технологии. являются малые нергозатраты, быстрота процесса синтеза, простота оборудования.

Новизна постановки задач в диссертационной работе состоит в раз-аботке новых методов автоволнового синтеза литой оксидной и оксинит-идной керамики на основе оксидов алюминия и хрома, расширении кон-ентрационных пределов твердых растворов, использовании доступной ырьевой базы.

ель работы и задачи исследования.

Целью диссертационной работы является создание новой оксидной и ксинитридной керамики и СВС-технологий ее получения.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

■ разработка новых методик синтеза литых оксидных растворов (А120з-Сг20з, А1203-Сг20з-Ре20з) и оксинитрида алюминия (А1-0-М);

■ расширение концентрационных пределов автоволнового синтеза литых оксидных твердых растворов в системе А12Оз-Сг2Оз;

■ изучение механизмов и закономерностей автоволнового синтеза литой оксидной керамики, используя смеси термитного типа (Сг03-Сг203-Сг, Сг03-А1203-Сг, Сг03-А1203-А1, Сг03-А1-Сг203, Ре203-А1-Сг203);

• ■ изучение возможности теплового взрыва для получения литой оксидной керамики;

■ изучение взаимодействия азота с оксидными твердыми растворами с целью получения оксинитридной керамики;

■ оптимизация процесса и разработка опытной СВС-технологии литых оксидов и оксинитридов;

■ наработка опытных партий оксидных материалов и их испытание в промышленности.

Научная новизна.

1. Разработаны научные основы СВС-технологии литых твердых оксидных растворов на основе корунда и оксинитрида алюминия в реакторах под давлением газа (азота, аргона).

2. Показано, что для получения твердых растворов на основе корунда можно реализовать три подхода:

■ синтез в режиме горения с образованием двух продуктов оксидного и металлического и последующей гравитационной сепарацией металлической и оксидной фаз;

■ синтез в режиме горения с частичным восстановлением Сг03 до Сг203 и образованием одного оксидного продукта;

■ синтез с предварительным подогревом исходной смеси для слабоэкзотермических смесей, в том числе с подогревом до температуры самовоспламенения.

3. Экспериментально и методами термодинамики изучены закономерности горения широкого круга смесей: Сг03-Сг20з-Сг, Сг0з-А1203-Сг, СЮ3-А1203-А1, СЮ3-А1-Сг203, Ре20з-А1-Сг203. и др., формирования химического, фазового состава и микроструктуры продуктов их горения. Показано, что эти смеси имеют широкие пределы горения, плавления и фазоразделения. Химический состав оксидных твердых растворов на основе корунда можно изменять в широких пределах, варьируя соотношение реагентов в исходной смеси, температуру исходной смеси и давление газа.

4. Установлено, что при горении смесей с высоким содержанием А1 в азоте оксидная фаза формируется на основе оксинитрида алюминия. Детальные исследования показали, что, варьируя давление газа от 4,0 до 8,0 МПа, можно изменять содержание азота от 2,4 до 2,7 % масс. Содержание азота в оксинитриде алюминия можно существенно повысить введением в исходную смесь нитрида алюминия.

Практическая ценность работы.

1. Оптимизирован процесс и разработаны основы автоволновой технологи литой оксидной и оксинитридной керамики на базе оксидов алюминия

4

и хрома. Разработанные подходы позволяют расширить концентрационные пределы оксидных твердых растворов в системах А120з-Сг2Оз,А12Оз-Сг2Оз-Ре2Оз и др., использовать доступную сырьевую базу. 2. Созданная опытная СВС-технология включает в себя следующие стадии: синтез литых оксидов и оксинитридов в реакторах СВС-30, измельчение, классификацию порошков, а также позволяет нарабатывать опытные партии по 50-100 кг для испытаний в промышленности.

Реализация и внедрение результатов работы.

Проведена наработка твердого раствора на основе корунда из смеси Fe203-Al-Cr203. Твердый раствор содержит 1,4%масс. Fe; 6,3%Cr; 47,2%А1 и 45,1% 02. Испытания этого оксида на заводе ММПП "Салют" в качестве материала литейных форм для получения лопаток газотурбинного двигателя из жаропрочного сплава ЖС6У показали высокое качество формы и отливок, полученных в них. Оксид А1203 - Сг20з - Fe203 является перспективным для внедрения в авиационную промышленность.

Основные результаты, представляемые к защите

■ разработанные научные основы СВС-технологии литых твердых оксидных растворов на основе корунда и оксинитрида алюминия;

■ созданные варианты синтеза твердых растворов на основе корунда

-синтез в режиме горения последующей гравитационной сепарацией металлической и оксидной фаз; -синтез в режиме горения с частичным восстановлением Сг03 до

Сг203 и образованием одного оксидного продукта; -синтез с предварительным подогревом исходной смеси до температуры самовоспламенения.

■ установленные закономерности автоволнового синтеза широкого круга смесей: СЮ3-Сг203-Сг, Сг03-А1203-Сг, Сг03-А1203-А1, СЮз-А1-Сг203, Fe203-Al-Cr203 и др., формирование их химического, фазового состава и микроструктуры;

■ выявленные оптимальные условия синтеза оксинитрида алюминия

Апробация работы.

Диссертационная работа и отдельные ее части докладывались на первой, второй, третьей и четвертой всероссийской школе - семинаре по структурной макрокинетике для молодых ученых, Черноголовка, Россия, 2003 - 2006г.; VIII Int. symposium on Self-propagating High temperature Synthesis Italy, 2005; Молодежной международной школе-конференции по инновационному развитию науки и техники, Черноголовка, Россия 2006г.; IV международной конференции, "Материалы и покрытия в экстремальных условиях исследования, применения, экологически чистые технологии

5

производства и утилизации изделий", Жуковка, Большая Ялта, Автономная республика Крым. Украина, 2006г.; международной научно-технической конференции «Актуальные вопросы авиационного материаловедения». Москва, Россия, 2006.; международном симпозиуме «Физика и химия процессов, ориентированных на создание новых наукоемких технологий, материалов и оборудования», Черноголовка, Россия, 2007г.; IX international symposium: "SHS 2007 - SELF PROPAGATING HIGH TEMPERATUTE SYNTHESIS". Dijon, France, 2007.; Пятой международной конференции «Материалы и покрытия в экстремальных условиях: исследования, применение, экологические чистые технологии производства и утилизации изделий», Жуковка, Украина, 2008.

Публикации.

Основные научные результаты диссертации опубликованы в 4 статьях и тезисах 10 докладов.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, 7 глав, заключения, списка цитируемой литературы и приложений. Работа изложена на 125 страницах текста, включает _65_ рисунков и _9_ таблиц. Список литературы содержит 111 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приведена общая характеристика работы, обоснована актуальность рассматриваемых задач, определены цели, рассмотрена научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе представлен аналитический обзор литературы, в котором рассмотрены физико-химические основы и основные варианты самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). Наиболее подробно проанализированы работы по СВС - металлургии и автоволновому синтезу литой оксидной керамики, а также рассмотрены промышленные способы получения, свойства и области применения оксидов на основе корунда.

Во второй главе приведено описание используемых в диссертационной работе: исходного сырья, установок, методик проведения экспериментов, анализа конечных продуктов и расчета экспериментальных характеристик.

В экспериментах в качестве исходных реагентов использовались порошки оксидов (А1203, Сг03, Cr203, Fe203), нитрид алюминия (A1N), активные металлы (А1, Сг). Температура горения используемых в работе со-

•ставов превышала температуры правления исходных и конечных веществ. Поэтому исходные реагенты в экспериментах помещались в тугоплавкие цилиндрические формы из кварцевого стекла или графита. В опытно-технологических экспериментах использовались графитовые формы диаметром от 40 до 120 мм, с толщиной стенок 5-10 мм, высотой от 100 до 400 мм. После операций сушки и смешивания готовая шихта загружалась в тугоплавкие реакционные формы, помещалась в реактор и проводился синтез под давлением газа (азота, аргона) 4,0-8,0 МПа.

В экспериментах определялись: средняя линейная скорость горения, полнота выхода оксидной и металлической фаз, глубина разброса продукта в процессе горения. Динамика изменения температуры при нагреве и в процессе горения определялась термопарами из сплава ВР5/20. Сигнал от термопар фиксировался с помощью АЦП - платы Ь-761 и обрабатывался на ПК.

Для исследования продуктов синтеза в работе были использованы химический, рентгенофазовый, локальный рентгеноспектральный и металлографический методы анализа.

В третьей главе изложены закономерности автоволнового синтеза литых растворов на основе корунда из смеси Ре20з/А1/Сг203 в реакторе под давлением азота 4,0 МПа.

С ростом весовой доли Сг203 в исходной смеси (а) скорость горения и полнота диспергирования уменьшаются (рис.1). При достижении значений а > 43,0 % наступает предел горения (рис.1). По мере приближения к пределу, горение смесей становится нестационарным, фронт горения искривляется.

Визуальное обследование продуктов горения показало, что при малых а продукты горения имеют вид двух четко разделенных литых слоев (верхний - оксидный, нижний - металлический). При больших а продукт имеет вид спе-ка, в котором оксидная и металлическая фазы перемешаны Рисл Зависимость скорости горения (иг), между собой. С ростом а масса полноты выхода металлической (пме) и ок-оксидного слоя увеличивается. сидной фаз (г)мс) и полноты диспершрова-При анализе продуктов основ- ния (ть,) от состава смеси,

ное внимание было уделено области а, в которой происходило четкое разделение оксидной и металлической фаз.

7

100,00

30,00

10,00

0,00

т

М- Пре т

1 -1

_Псг

На основании данных химического, металлографического и рентге-Нофазового анализа продуктов синтеза было установлено, что при наличии Сг20з в составе исходной смеси оксидный слой содержит 2 фазы: (1)- шпинель А120з/Сг203/Ре203 и (2)- твердый раствор А1203/Сг20з-

Химический анализ металлической и оксидной фаз показал, что в смесях (Ре20з+2А1)+аСг20з, имеющих дефицит А1, при горении протекают конкурирующие химические превращения: 1) Ре203 + А1 и 2) Сг203 + А1.

Во всей изученной области а, (рйс.2), наиболее активно и полно протекает восстановление железа. Полнота восстановления Сг (т1Сг) существенно меньше. Полнота восстановления Ре и Сг рассчитывалась, как отношение массы элемента в связанном состоянии до начала химической реакции, к той части массы элемента, которая полностью восстановилась в ходе реакции:

М\еосст гпо

ч ~—-г-—100%, где

1 Мк>вщ~ К{к)

, - индекс рассматриваемого элемента в смеси;

М\в0сст - масса элемента, восстановленного в ходе реакции (рассчитывалась исходя из данных химического, фазового анализов продуктов синтеза и масс оксидного и металлического слоев); Ми - масса элемента в диспергате; М(0бч - масса элемента в составе смеси.

Тенденция к снижению полноты восстановления как Ре, так и Сг обусловлена снижением общего теплового эффекта при уменьшении содержания Ре20з в исходной смеси. По данным рентгенофазового анализа Сг203 полностью растворяется в решетке оксида алюминия, что приводит к смещению пиков на рентгенограммах и увеличению микротвердости оксидной фазы (раствор Сг203 в корунде). Значения микротвердости шпине-левой фазы меняются слабо, что говорит о незначительном растворении в ней оксида хрома.

3,00 5,50 8,00 10,50 13,00 15,50 18,00 20,50

<—а—►

Рис.2. Зависимость относительной полноты восстановления из оксидов Ре и Сг в ходе реакции от состава исходной смеси

В четвертой главе изложены закономерности автоволнового синтеза литых растворов на основе корунда из стехиометрических смесей Сг03/А1 и СЮ3/Сг с добавками А1203 и Сг203 (табл. 1) в реакторе под давлением азота 4,0 МПа. Используемые в данной серии базовые химические реакции протекали с неполным восстановлением Сг03до Сг203:

2СЮ3 + 2А1—>Сг203хА1203_ СЮ3 + Сг—»Сг203>

при этом в примерах 2-5 конечный продукт был только оксидный. Исключение составляет реакция №1, в которой образуется 2 продукта: оксидный (оксинитридный) и металлический [А1203(А1-0-М) + СгА1].

Табл. № 1.

Состав конечных продуктов в зависимости от разбавителя.

2_.

3.

4.

Разбавитель

Содержание разбавителя, %

Расчетный качественный состав про-дукгов синтеза

Экспериментальный состав оксидного слоя, А1203/СГ20з , %

АЬ03

25,0

А1203+СГА1

(100/0)

АЬ03

41,5

А120з/Сг20з

(65/35)

АЬОз

Сг203 Сг203

16,6

А1203/Сг203

(50/50)

12,0 10,0

А1203/СГ203

Сг,Оз

(35/65) (0/100)

Экспериментальные исследования процесса горения показали, что во всем изученном интервале смеси способны гореть, при этом конечные продукты реакции имеют литой вид. В ходе синтезов происходило значительное газообразование за счет испарения, диссоциации реагентов и образования субоксидов побочных продуктов. Следствием этого явилось значительное увеличение в ходе синтеза давления в реакционном сосуде * разброс вещества по реакционному, объему. Максимальная величш;^ разброса, фиксируемая в ходе экспериментальных исследований, соответствовала смеси №3 и составляла 12% масс.

По данным химического анализа, состав конечных продуктов хорошо совпадает с расчетным. На основании рентгенофазового анализа установлено, что с увеличением содержания оксида хрома в конечном продукте происходит смещение и изменение интенсивности пиков (рис. 3).

а •

ф

Ф©

®

®с

П.

®

©

о4

Й ■

Ф

(Й®

©

Ж

-Щ

ж

ш

Рис.3 Штрих - дифрактограммы литых продуктов синтеза. Буквами а, б, в обозначены дифрактограммы твердых оксидных растворов состава- 65/35, 50/50, 35/65;

(А120з/Сг20з) соответственно. Цифрами обозначены:

1. - дифрактограмма А1203 (ГСРЭБ - 10-173 ).

2. - дифракторгамма - Сг203 (ГСРЭЗ - 34-198).

3. - дифракторгамма исследуемого образца.

Для смеси №1(Табл.1) было установлено, что при синтезе в атмосфере азота конечный продукт состоит из двух слитков: верхний - оксинит-ридный (А1п0151\[), а нижний - металлический (Сг-А1). Во всех других смесях (№2-5) алюминий был в стехиометрическом количестве и полностью расходовался на образование А12Оз.

Таким образом, в данной серии экспериментов удалось получить весь спектр оксидов в системе А1203хСг20з (от А1203 до Сг203).

В пятой главе изучена возможность получения литых оксидных растворов из слабоэкзотермической двухкомпонентной смеси Сг203/А1. В силу того, что тепловой эффект горения в системе Сг203/А1 недостаточен для плавления конечных продуктов, начальная температура смеси увеличивалась путем электрического нагрева. Эксперименты проводились на стехиометрическом составе шихты, масса смеси составляла 100 гр., начальная плотность изменялась от 1,0 до 2,3 г/см3, опыты осуществлялись без создания избыточного давления в атмосфере воздуха. Увеличение темпа нагрева приводило к повышению температуры, при которой происходило воспламенение смеси, до 1100°С.

В зависимости от темпа нагрева и характера инициирования горения (самопроизвольное воспламенение или воспламенение электрической спиралью) в экспериментах было реализовано 3 области:

I) горение экзотермической смеси во фронтальном режиме

II) синтез в режиме теплового взрыва

III) синтез литых материалов при зажигании с поверхности

<р t-',

3500-

4j

"г )

Ö-1 —-»—'

400 КМ 300

t Ш 1400 SSM

10ÖQ (№0

1, ösk

Рис.4 Термограмма процесса синтеза в режиме теплового взрыва.

Переход от одного режима к другому происходил при температуре совпадающей с температурой плавления алюминия - 647"С (область II). Экспериментально установлено, что при достижении указанной температуры при темпе нагрева смеси менее 0,2 °С/сек реализуются условия для синтеза в режиме теплового взрыва. Типичный вид термограммы для этой области представлен на рис.4.

Было установлено, независимо от режима химического превращения (области I, II, III), что с повышением начальной температуры смеси полнота фазоразделения увеличивается, при этом полнота диспергирования мало меняется (г\а менее 1 % масс). Для I области было установлено, что на величину фазоразделения также оказывает существенное влияние начальная плотность реакционной смеси. Эта зависимость имеет максимум при плотности 1,59 г/см3. Предел выхода металлической фазы в слиток достигается при температурах менее 200°С. Основные серии экспериментов и исследования продуктов синтеза проводились в условиях полного фазоразделения.

По данным химического, рентгенофазового, металлографического и локального рентгеноспектрального анализов продуктов синтеза было установлено, что при увеличении начальной температуры, полнота протекания химической реакции увеличивается, при этом массовое содержание хрома снижается в оксидном слое и увеличивается в металлическом. Исследование оксидных продуктов реакции на электронном микроскопе выявило, что и в условиях фронтального и объемного горения (режим самовоспламенения) формируется упорядоченная микроструктура твердого раствора А1203хСг20з (рис.5).

Рис.5. Микроструктура поверхности разлома литого АЬОэ-Сг2Оз

В шестой главе изложены закономерности автоволнового синтеза оксинитридов алюминия (A1-0-N). Исходя из диаграммы состояния системы была для исследований выбрана область фазового состава, внутри которой образуются однофазные оксинитриды алюминия (AI-0-N), что соответствует содержанию азота в конечных продуктах от 2,0 до 6,5 % масс. Синтез проводился под давлением азота (Р„ач=4,0 МПа) в герметичном реакторе. В качестве базовой системы использовалась смесь СгОз/А12Оз/А1 с избытком алюминия. Для повышения концентрации азота в оксинитриде, в исходную смесь дополнительно вводился A1N.

Экспериментальные исследования показали, что во всем изученном интервале, система способна гореть в стационарном режиме с плоским фронтом, продукты горения имеют литой вид, а глубина диспергирования составляет менее 1% масс. Скорость горения, практически, линейно убывает по мере увеличения массовой доли (а) "холодной" добавки (A1N) в смеси, а полнота выхода оксинитридной фазы (т)в) наоборот - увеличивается (рис.6).

На основании данных анализов продуктов синтеза было установлено, что в системе СЮз/А1203/А1/К2/АМ в физико-химическом превращении участвуют как компоненты порошковой смеси, так и атмосфера реакционного сосуда. При этом достигается температура выше температуры плавления продуктов реакции, поэтому после завершения горения под действием гравитации происходит,разделение на два слоя оксидной и металлической фаз.

По данным химического анализа продуктов синтеза установлено, что при увеличении массовой доли нитрида алюминия в смеси, содержание азота в оксинитридном слитке возрастает от 2,4 до 5,7% масс., при этом азот в металлическом слитке отсутствует. Рентгенофазовый анализ окси-нитридного слоя (рис.7) свидетельствовал о том, что в области а = 4,76-^9,00 на рентгенограммах отсутствовали пики, не принадлежащие данному типу оксинитрида алюминия (AI3O3N).

2,00 1,М 1,60 ,1,"

£

о 1

-Не /

/

к

Пв X

- 77,00 17»,И) -75,00

О

- 74,00 о

ГО

•-Р о4

»72,00 £ -71,m - 70,00 -69,00

0.00 1,00 2.00 3.00 4.00 5,60 в.оо 7,00 8,сю 9,00

Рис. 6 Зависимость скорости горения (иг) и полноты выхода оксинитридной фазы (т]„) от состава смеси

По данным металлографического анализа, значения микротвердости литых оксинитридов алюминия (Нр. ~ 1500 кг/мм2) находились выше значений микротвердости для A1N (Нц =1200 кг/мм2 ) и ниже, чем значения

Рис.7 Рентгенограммы литых оксинитридных продуктов синтеза.

для корунда (Н(х = 2000 кг/мм2). Следует отметить, что при температуре ~1700°К фазовый переход А1-0-М в" процессе охлаждения оксинитридного слоя не происходил (согласно диаграмме, состояния). Можно предположить, что причиной этого явилась стабилизация А1-0-Ы растворенным в нем оксидом хрома.

В, седьмой главе изложены результаты разработки приложений и испытаний в практике литой оксидной керамики в авиационном двигате-лестроении.

Для повышения качества и надежности авиационных двигателей необходимо создание новых материалов с уникальными свойствами и технологий их получения. Ранее в совместных исследованиях ИСМАК и ФГУП ММПП "Салют" было показано, что СВС-металлургия позо.г:я--;т синтезировать литые оксидные твердые растворы АЬОзхСглОз из смеси Сг03/ Сг203/№0/А1/С (Рубин-1). Испытания показали, что этот материал является инертным к высокотемпературным металлическим расплавам на основе никеля и может быть использован для изготовления литейных форм при производстве лопаток газотурбинных двигателей. Детальные исследования отливок, полученных в формах с применением литого раствора АЬОзхСггОз показали, что этот материал является перспективным для изготовления литейных форм, позволяет значительно повысить качество поверхности лопаток ГТД, уменьшить размер зерен в них и, тем самым, повысить их прочность.

Новизна данного способа состоит в разработке опытной технологии литой оксидной керамики на основе твердого раствора корунда и хрома

о = 0

а-4,76

а = 9.00

(Рубин-2), с использованием более доступной и дешевой сырьевой базы (смеси Ре20з/Сг20з/А1).

Технологические эксперименты на больших массах (3-5 кг) исходной смеси и наработка "Рубина-2" проводились на опытно - технологическом участке лаборатории "Жидкофазные СВС-процессы и литые материалы". Участок включает боксы для проведения синтеза и пультовую. Управление процессом синтеза проводится дистанционно из пультовой. Технологическая схема процесса включает в себя следующие этапы:

1. Сушка и дозировка исходных компонентов шихты;

2. Смешение компонентов в смесителе;

3. Загрузка приготовленной экзотермической шихты в тугоплавкую форму и помещение сборки в установку;

4. Создание избыточного давления газа;

5. Инициирование и последующее горение шихты;

6. Охлаждение и извлечение продуктов синтеза.

Синтез проводился в реакторе СВС-30 под давлением азота 4,0 МПа. После синтеза и последующего охлаждения продукты горения извлекались из реактора. Слитки "Рубина-2" весом 1,5-2,5 кг имели красно-фколетовую окраску. По данным химического анализа "Рубин-2" имел следующий состав (%масс.): алюминий - 47 - 48, хром- 3-7,

железо - менее 2, кислород - остальное. Химический состав "Рубина" соответствует 5-10 % твердому раствору оксида хрома в решетке корунда.

"Рубин-2" (Рубин Ж-СВС-Л) был испытан в ФГУП ММПП "Салют" в качестве материала форм для литья лопаток газотурбинных двигателей из жаропрочного сплава ЖС6У, рис.8.

Испытания показали пригодность использования "Рубина-2" в производстве и выявили его высокие свойства:

■ изготовление керамических форм из плавленого материала "Рубин-2" практически не вносит изменений в серийный процесс изготовления керамических форм;

■ керамическая форма, содержащая плавленый материал "Рубин-2" обладает эффектом объемного модифицирования (модифицирование по всему сечению пера и замка) по всем сечениям лопатки.

0 отсутствие взаимодействия расплавленного жаропрочного никелевого сплава (ЖС-6У) с керамической формой в течение всего времени кристаллизации, при 1500°С в течение 1 часа;

■ прочностные характеристики отливок из сплава ЖС6У, полученных в формах из Рубина-2, находятся на уровне серийных форм или несколько выше, табл. 2 и 3.

Рис. 8. Фотография литейной формы из "Рубина-2" для литья рабочих лопаток газотурбинных двигателей.

Табл.2.

Свойства образцов из сплава ЖС-бУ

Параметры Серийные формы Модифицированная форма

Чистота поверхности 5-6 класс 6-7 класс

Величина макрозерна Уменьшается в 1,5-2 раза

Изменение элементов микроструктуры Уменьшается в 3 - 5 раз

Табл.3.

Механические свойства образцов из сплава ЖС-6У

Параметры ТУ Модифицированная форма

Кратковременная прочность при 20°С, кг/мм2 Не менее 85 110

Относительное удлинение при 20°С, % Не менее 4 8

Прочность при Т= 975°С и а = 23 кг/мм2, час Не менее 40 100

Выводы

1. Разработаны научные основы СВС-технологии литых твердых оксидных растворов на основе корунда и оксинитрида алюминия в реакторах под давлением газа (азота, аргона).

2. Показано, что для получения твердых растворов на основе корунда можно реализовать три подхода:

- синтез в режиме горения с образованием двух продуктов оксидного и металлического и последующей гравитационной сепарацией металлической и оксидной фаз;

- синтез в режиме горения с частичным восстановлением Сг03 до Сг203 и образованием одного оксидного продукта;

- синтез с предварительным подогревом исходной смеси для слабоэкзотермических смесей, в том числе с подогревом до температуры самовоспламенения.

3. Экспериментально и методами термодинамики изучены закономерности горения широкого круга смесей: СЮ3-Сг203-Сг, Сг03-А1203-Сг, СЮ3-А1203-А1, СЮ3-А1-Сг203, Ре203-А1-Сг203 и др., формирования химического, фазового состава и микроструктуры продуктов их горения. Показано, что эти смеси имеют широкие пределы горения, плавления и фазоразделения. Химический состав оксидных твердых растворов на основе корунда можно изменять в широких пределах, варьируя соотношение реагентов в исходной смеси, температуру исходной смеси и давление газа.

4. Установлено, что при горении смесей с высоким содержанием А1 в азоте, оксидная фаза, формируется на основе оксинитрида алюминия. Детальные исследования показали, что, варьируя давление газа от 4,0 до 8,0 МПа, можно изменять содержание азота от 2,4 до 2,7 % масс. Содержание азота в оксинитриде алюминия можно существенно повысить введением в исходную смесь нитрида алюминия.

5. Проведена наработка твердого раствора на основе корунда из смеси Ре203-А1-Сг203. Твердый раствор содержит 1,4% масс. Ре; 6,3%Сг; 47,2%А1 и 45,1%02. Этот оксид испытан и показал высокие качество на заводе Салют в качестве материала литейных форм для получения лопаток газотурбинного двигателя из жаропрочного сплава ЖС6У.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. В.А.Горшков, А.Г.Тарасов, В.И. Юхвид. СВС литых оксидных твердых растворов на основе корунда и кварца. Тезисы первой всероссийской школы - семинара по структурной макрокинетики для молодых ученых, Черноголовка, Россия, 2003г., с. 17-18

2. А.Г.Тарасоз, В.А Горшков., В.И. Юхвид. Закономерности горения и химического превращения в системе Fe203/Cr203/Al. Тезисы второй всероссийской школы - семинара по структурной макрокинетики для молодых ученых, Черноголовка, Россия 2004г, с.26-27

3. A.G. Tarasov, V.A..Gorshkov, V.I.Yukhvid and N.V..Sachkova. Self-propogating High-Temperature Synthesis of Oxide Solid Solution A1203 / Cr203 / Fe203, Int. J. SHS, 2005, num.14, vol. 2, pp. 125-130.

4. V.A. Gorshkov, A.G. Tarasov, V.l. Yukhvid. Phase and microstructure formation of SHS oxide solid solution on quartz and corundum bases. Abstracts book VIII Int. symposium on Self-propagating High temperature Synthesis Italy, 2005. p.59

5. А.Г. Тарасов, В.А. Горшков, В.И. Юхвид. Конкурирующие химические превращения в волне горения смеси Fe203/Cr203/Al. ФГВ, т.42, №3, 2005, с.87-91.

6. А.Г.Тарасов, В.А Горшков., В.И. Юхвид. Влияние начальной темпера-уры на закономерности синтеза в системе Сг203 - Al. Тезисы третьей всероссийской школы - семинара по структурной макрокинетики для моло-г ых ученых, Черноголовка, Россия, 2005г., .33-35

7. А.Г. Тарасов, В.И. Юхвид. СВС оксидных твердых растворов на основе орунда и кварца и перспективы их реализации в промышленности, езисы молодежной международной школы-конференции по инновацкон-ому развитию науки и техники,Черноголовка, 2006г.,с.54-55.

у. В.А.Горшков, А.Г.Тарасов, В.И.Юхвид. Синтез в режиме горения литых ксидных твердых растворов А1203-Сг203. Тезисы IV международной онференции, "Материалы и покрытия в экстремальных условиях иссле-ования, применения, экологически чистые технологии производства и тилизации изделий", Жуковка, Большая Ялта, Автономная республика рым. Украина, 2006г., с. 130.

. А.Г. Тарасов, В.А. Горшков, В.И. Юхвид. Получение литых оксинитри-ов алюминия (A10N) в режиме фронтального горения. Тезисы четвертой сероссийской школы - семинара по структурной макрокинетики для мо-одых ученых, Черноголовка, Россия, 2006г.,с.72-73

10. А.Г.Тарасов, В.А.Горшков, В.И.Юхвид, В.В.Деев, О.Г. Оспенникова. Синтез литого твердого оксидного раствора А1203 - Сг20з и его использование в авиационном двигателестроении. Тезисы международной научно-технической конференции «Актуальные вопросы авиационного материаловедения». Москва, Россия, 2006, с. 183. г

11. А.Г. Тарасов, В.А. Горшков, В.И. Юхвид. Формирование фазового состава и микроструктуры литых оксидных твердых растворов А1203 - Сг20з в процессе СВС. Неорганические материалы т.43№7,2007 с.819- 823.

12. А.Г, Тарасов, В.А. Горшков, В.И. Юхвид. Физические и химические основы получения литых А1203хСг20з методом СВС - металлургии. Сборник трудов международного симпозиума «Физика и химия процессов, ориентированных на создание новых наукоемких технологий, материалов и оборудования», Черноголовка, Россия, 2007г.,с.286 - 290.

13. V.A. Gorshkov, A.G. Tarasov, V.I. Yukhvid Cast materials production in Al-O-Cr, Al-O-Si, Al-O-N systems by autowave synthesis Abstracts book IX international symposium: "SHS 2007 - SELF PROPAGATING HIGH TEMPERATUTE SYNTHESIS". Dijon, France, 2007.

14. Тарасов А.Г., Горшков B.A., Юхвид В.И., Автоволновой синтез высокотемпературных твердых растворов на основе литых оксидов алюминия и хрома. Труды пятой международной конференции « Материалы и покрытия в экстремальных условиях: исследования, применение, экологические чистые технологии производства и утилизации изделий», Жуковка, Большая Ялта, АР Крым, Украина 2008 с.89.

06.04.2008 г., объём 1, 25 усл. печ. лист, тираж 100 экз, заказ №1866.

Типография ИСМАН 142432, Черноголовка, Московская область, ИСМАН

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС)

1.2. Жидкофазиые СВС-нроцессы и литые материалы (СВС-металлургия).

1.3. Получение литых оксидов методами СВС - металлургии.

1.3.1. СВС литых оксидов с неполным восстановлением исходных оксидов

1.3.2. СВС литых оксидов с гравитационным отделением металлической фазы.

1.4. Свойства, способы получения и область применения корунда

1.5. Свойства, способы получения и область применения синтетического ру- ^

Глава 2. Методики исследований

2.1 Методика проведения термодинамических расчетов 32»

2.2 Методики проведения экспериментов

2.2.1 Характеристика сырья

2.2.2. Характеристика оборудования

2.2.3. Методы регистрации и расчета параметров синтеза. 39-;

2.2.4. Оценка погрешности измерений термопарного комплекса

2.3 Методы анализа продуктов синтеза

Глава 3. Закономерности двухстадийного автоволнового синтеза литых А12ОзХСг2Оз (горение с последующей сепарацией)

3.1. Горение системы Ее20з/Сг20з /А1 и фазоразделение продуктов горения

3.2. Формирование химического и фазового состава продуктов синтеза

3.3. Формирование микроструктуры и локального состава структурных со- ^ ставляющих

3.4. Обсуждение результатов.

Глава 4. Закономерности одностадийного автоволнового синтеза литых А12О3ХСГ2О3 (горение с неполным восстановлением СгОз)

4.1. Горение системы Сг03/А

4.2. Закономерности формировании состава и структуры литых твердых рас- jg творов

4.3. Обсуждение результатов

Глава 5. Закономерности синтеза литых А120з><Сг20 в режиме теплового взрыва.

5.1 Закономерности теплового взрыва в системе Сг2Оз/А

5.2. Закономерности формирования состава и структуры литых твердых растворов

5.3. Обсуждение результатов.

Глава 6. Закономерности автоволнового синтеза литых твердых растворов AI2O3/AIN

6.1. Горение системы СгОз/AI2O3/AI/AIN и фазоразделение продуктов горения

6.2. Формирование химического и фазового состава продуктов синтеза

6.3. Обсуждение результатов

Глава 7. Разработка приложений и испытания в практике.

7.1 Характеристика литейных форм из литого А120з*Сг20з и способ его получения методом СВС-металлургии.

7.1.1 Характеристика сырья и материалов

7.1.2Технологический процесс

7.1.3. Испытание литого оксидного материала "Рубин-2" на производстве

ВЫВОДЫ

Твердые оксидные материалы на основе А1203, обладают способностью сохранять высокие физико-механические свойства с ростом температуры и находят применение в различных областях техники в качестве химически стойких, термостойких, абразивных и т. д. материалов. Однако широкое практическое использование этих материалов ограничено недостатками традиционных способов получения: энергоемкость, многостадийность, сложность оборудования и др., а также - отсутствием этих материалов на Российском рынке.

В 70-80-х годах в лаборатории "Жидкофазные СВС-процессы и литые материалы" была показана возможность синтеза в режиме горения в герметичном реакторе под давлением газа широкого круга литых оксидных материалов на основе оксидов алюминия, циркония, кремния, хрома и т.д., используя высокоэкзотермические смеси термитного типа. Для получения оксидных материалов было разработано два методических подхода: 1- горение с неполным восстановлением пероксидных соединений, приводящим к формированию литого оксидного продукта (Сг2Оз, А120з/Сг203, Si02/Cr203, LaCr03 и т.д.), 2 - горение с полным восстановлением исходных оксидов, последующим фазоразделением и формированию двух продуктов, металлического и оксидного, например, Сг3С2 и твердого раствора Al203xCr203, MoSi2 и твердого раствора Al203xSi02 и т.д. Экспериментальные и теоретические исследования таких процессов стали фундаментальной основой для автоволнового синтеза литой оксидной керамики.

Диссертационная работа является продолжением этих исследований. Новизна постановки задачи исследований состоит в разработке новых методов синтеза литой оксидной керамики на основе твердого раствора корунда и хрома, использующих доступную сырьевую базу, расширении концентрационных пределов твердых растворов, получении литой керамики на основе ок-синитрида алюминия.

Для решения этих задач проведены экспериментальные исследования на широком круге систем, направленные на управление химическим и фазовым составом литой керамики.

Выводы

1. Разработаны научные основы СВС-технологии литых твердых оксидных растворов на основе корунда и оксинитрида алюминия в реакторах под давлением газа (азота, аргона).

2. Показано, что для получения твердых растворов на основе корунда можно реализовать три подхода: 1 - синтез в режиме горения с образованием двух продуктов оксидного и металлического и последующей гравитационной сепарацией металлической и оксидной фаз; 2 - синтез в режиме горения с частичным восстановлением СгОз до Сг203 и образованием одного оксидного продукта; 3 - синтез с предварительным подогревом исходной смеси для слабоэкзотермических смесей, в том числе с подогревом до температуры самовоспламенения.

3. Экспериментально и методами термодинамики изучены закономерности горения широкого круга смесей: СЮ3- Сг203-Сг, СгОз-АЬОз-Cr, Сг03-А1203-А1, Сг03-А1-Сг203, Fe203-Al-Cr203 и др., формирования химического, фазового состава и микроструктуры продуктов их горения. Показано, что эти смеси имеют широкие пределы горения, плавления и фазоразделения. Химический состав оксидных твердых растворов на основе корунда можно изменять в широких пределах, варьируя соотношение реагентов в исходной смеси, температуру исходной смеси и давление газа.

4. Установлено, что при горении смесей с высоким содержанием AI в азоте оксидная фаза формируется на основе оксинитрида алюминия. Детальные исследования показали, что, варьируя давление газа от 4,0 до 8,0 МПа, можно изменять содержание азота от 2,4 до 2,7 % масс. Содержание азота в оксинитриде алюминия можно существенно повысить введение в исходную смесь нитрида алюминия.

5. Проведена наработка твердого раствора на основе корунда из смеси Fe203-Al-Cr203. Твердый раствор содержит 1,4% масс. Fe; 6,3% Сг; 47,2% А1 и 45,1% 02. Этот оксид испытан и показал высокие качество на заводе Салют в качестве материала литейных форм для получения лопаток газотурбинного двигателя из жаропрочного сплава ЖС6У.

1. Мержанов А.Г., Шкиро В.М., Боровинекая И.П.Способ синтеза тугоплавких неорганических соединений.Авт.свид.№255221, 1967 г.

2. Мержанов А.Г., Боровинская И.П. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез тугоплавких неорганических соединений. Докл. АН СССР, 1972г, 204, №2,стр.366-369.

3. A.G.Merzhanov, "Self-propagating high temperature synthesis: Twenty years of search and findings," Combustion and Plasma Synthesis of High-Temperature Materials, edited by Z.A.Munir and J.B.Holt,etal.,pp. 1-53, New York: VCH, 1990.

4. A.G.Merzhanov "Worldwide Evolution and Present Status of SHS as a Branch of Modern R&D ( On the 30th Anniversary of SHS ) ".

5. А.Г. Мержанов, И.П. Боровинская, Ю.Е. Володин. О механизме горения пористых металлических образцов в азоте."Докл. АН СССР", 1972, 206, №4.

6. Мержанов А.Г., Филоненко А.К., Боровинская И.П.Новые явления при горении конденсированных систем. Докл. АН СССР, 1973, 208, №4, с.892-894.

7. Мержанов А.Г., Боровинская И.П., Юхвид В.И., Баранов М.З. Исследование возможности получения методом СВС литых износостойких покрытий па основе тугоплавких карбидов. Отчет ОИХФ АН СССР, Черноголовка, 1977,с.1-41

8. Баграмян А.Р., Юхвид В.И., Мержанов А.Г., Боровинская И.П. Закономерности самораспространяющегося высокотемпературного синтеза литого карбида хрома. -Препринт, Черноголовка, 1979,с.1-23.

9. Баграмян А.Р., Мамян С.С., Юхвид В.И., Боровинская И.П., Мержанов А.Г. Исследование закономерностей синтеза литых карбидов хрома в режиме горения методом численного эксперимента. Препринт, Черноголовка, 1979, с.1-19.

10. Мержанов А.Г., Юхвид В.И., Боровинская И.П. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез литых тугоплавких неорганических соединений. Докл. АН СССР, 1980, 255, 1,с. 120-124.

11. Юхвид В.И. Закономерности фазоразделения в металлотермических процессах. Изв. АН СССР,"Металлы", № 6, 1980, с. 61-64.

12. Баграмян А.Р., Юхвид В.И., Боровинская И.П. Закономерности синтеза литых боридов хрома в режиме горения. Препринт, ОИХФ АН СССР, Черноголовка, 1980,с.1-24.

13. Баграмян А.Р., Мамяп С.С., Юхвид В.И., Боровинская И.П., Мержанов А.Г. Исследование возможности образования бинарных карбидов в системе титан-хром-углерод. Препринт, ОИХФ АН СССР, Черноголовка, 1980,с.1-16.

14. Семенов Н.Н. Тепловая теория горения и взрыва. Успехи физ. наук. 1940. Т. 23. №3,С. 251.

15. Зельдович Я.Б. Теория горения и детонации газов. М.: Издательство АН СССР. 1944

16. Зельдович Я.Б., Барспблатт Г.И., Либрович В.Б., Махвиладзе Г.М. Математическая теория горения и взрыва. Москва, Издательство Наука, 1980, С.478

17. Франк-Каменецкий Д.А. Диффузия и теплопередача в химической кинетики. М.: Наука. 1967, 491 с.

18. Андреев К.К., Беляев А.Ф. Теория взрывчатых веществ. М.: Оборонгиз. 1960. 595 с.

19. Бахман Н.Н., Беляев А.Ф. Горение гетерогенных конденсированных систем. М.: Наука. 1967, 226 с.

20. Беляев А.Ф., Боболев В.К., Коротков А.И., Сулимов А.А., Чуйко С.В. Переход горения конденсированных систем во взрыв. М.: Наука. 1973. 291 с.

21. Алдушин А.П., Мартемьянова Т.М., Мержанов А.Г. и др. Автоколебательное распространение фронта горения в гетерогенных конденсированных средах. ФГВ. 1973. Т.9. № 5. С.613-626.

22. Мержанов А.Г. Процессы горения и синтез материалов. Черноголовка, Издательство ИСМАН, 1998, С. 511.

23. Мержанов А.Г. Твердопламенное горение, Издательство ИСМАН, 2000 г.,С.238.

24. Мержанов А.Г. Теория стационарного гомогенного горения конденсированных веществ. препринт ИОХФ АН СССР, Черноголовка, 1974, 25с.

25. Боровинская И.П., Лорян В.Э., Мукасьян А.С. Газостатическая технология керамических изделий. В сб.: Технология. Оборудование, материалы, процессы. 1988. Вып. 1. С. 16-20.

26. Итин В.И., Найбороденко Ю.С. Высокотемпературный синтез интерметаллических соединений. Томск. Изд. Томского Унив-та. 1989. 210 с.

27. Мержанов А.Г. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез. Физ. химия: современные проблемы. М.: Химия. 1983. С.6-44.

28. Мукасьян А.С., Мержанов А.Г., Мартыненко В.М., Боровинская И.П., Блинов М.Ю. О механизме и закономерностях горения кремния в азоте. ФГВ. 1986. № 5. С.43-49.

29. Питюлин A.M. СВС-прессование. В сб.: Технология. Оборудование, материалы, процессы. 1988. Вып. 1. С. 34-44.

30. Столин A.M. О методе СВС-экструзии. В сб.: Технология. Оборудование, материалы, процессы. 1988. Вып. 1. С. 50-57.

31. Штессель Э.А., Курылев М.В., Мержанов А.Г. Газотранспортные СВС-45. Покрытия. ДАН. 1986. Т.238. № 5. С. 55-61.

32. Н.П.Лякишев, Ю.Л.Плинер, Г.Ф.Игнатспко, С.И.Лаппо. Алюминотермия. М., "Металлургия", 1978 г. Стр. 1-421.

33. Мержанов А.Г., Боровинская И.П., Юхвид В.И., Ратников В.И. Новые методы получения высокотемпературных материалов, основанные на горении. В сб.: "Научные основы материаловедения". М.: Наука, 1981, с. 193-206.

34. Качин А.Р., Юхвид В.И., Вишнякова Г.А. Закономерности формирования состава и микроструктуры литого твердого сплава на основе сложного титано-хромового карбида в СВС-процессах. В сб.: "Проблемы технологического горения", 2, Черноголовка, 1981, с. 22-25.

35. Юхвид В.И., Боровинская И.П., Мержанов А.Г. Влияние давления на закономерности горения плавящихся гетерогенных систем. ФГВ, 1983, 3, с. 30

36. Каратасков С.А., Юхвид В.И., Мержанов А.Г. Закономерности и механизм горения плавящихся гетерогенных систем в поле массовых сил. ФГВ, 1985, 6, с. 41-43.

37. Булаев A.M., Гальченко Ю.А., Юхвид В.И., Боровинская И.П., Мержанов А.Г. Исследование литых покрытий на основе титано-хромового карбида. Изв. АН СССР, "Металлы", 5, 1986, с. 172-182.

38. Юхвид В.И. Динамическое взаимодействие высокотемпературного многофазного расплава с металлической основой. Изв. АН СССР, "Металлы", 6, 1988.

39. Ивлева Т.П., Шкадинский К.Г., Юхвид В.И. Гравитационное фазоразделение и теплообмен в системе высокотемпературный расплав-металлическая основа. Препринт, ИСМАН СССР, Черноголовка. 1988.

40. Юхвид В.И., Ратников В.И. Технологические варианты и оборудование в СВС-металлургии. Препринт, ИСМ АН СССР, Черноголовка. 1989. с. 23.

41. A.G.Merzhanov and V.I.Yukhvid.The self-propogating high temperature synthesis in the field of centrifugal forces.Proc.First US-Japanese Workshop on combustion Synthesis, Tokyo, Japan, p.p. 1-22, 1990.

42. Yukhvid V.I. Combustion processes forming high temperature melts. Joint meetings of the combustion Institute, Tacchi-Editore, Pisa, Italy, 1990.P.4.3.1 - 4.3.4

43. Yukhvid V.l. SHS surfacing technology, structure and properties.In proceeding of the second East-West Symposium on Materials and Processes, Helsinki, 1991.P.212.

44. Юхвид В.И. Структурная динамика систем окисел металла-алюминий углерод в процессах горения и химического превращения.В сб. "Проблемы структурной макрокинетики", АН СССР.ИСМАН.Черноголовка.1991.С.108-123.

45. Тараканов А.Ю., Ширяев А.А., Юхвид В.И.Фазовые превращения в высококалорийных гетерогенных системах окисел восстановитель -неметалл .ФГВ. 1991 .№З.С.68

46. Санин В.Н., Силяков C.JI., Юхвид В.И.Распространение фронта горения по длинномерному каналу.ФГВ.-1991, №6.С.29-33.

47. Yukhvid V.I.Modification of SHS processes.Pure and Appl.Chem., 1992.V.64, №7, P.977-988.

48. Trofimov A.I. ,V.I. Yukhvid and I.P. Borovinskaya. Combustion in condensed systems in electromagnetic field. Int. J. SHS.1992.V1.N.1 .P.67-71.

49. A.R.Kachin and V.I. Yukhvid. SHS of cast composite materials and pipes in the field of centrifugal forces.Int.J.SHS, vol.1,no.l, pp.168-171, 1992.

50. Шкадинский К.Г., Чернецова В.В., Юхвид В.И. Математическое моделирование горения трехкомпонентных СВС-систем.Инж-физ.ж.1993.Т.65.№4.С.455-46

51. A.I.Trofimov and V.I.Yukhvid.SHS surfacing in an rlektromagnetic field.Int.J.SHS vol.2, no.4, pp.343 -348, 1993.

52. Yukhvid V.I.,Kachin A.R. and Zakharov G.V. Centrifugal SHS surfacing of the Refractory Inorganic Materials.Int.J.SHS. 1994.V.3. N4.P.321-332.

53. Silyakov S.L.,Pesotskaya N.S. and Yukhvid V.I. Corundum-Based Abrazive Composites:Synthesis and Properties.Int.J.SHS.1994. V3.N4.P.99-107.

54. Yukhvid V.I.,G.A.Vishnyakova,Silyakov S.L.,Sanin V.N. and A.R.Kachin. Structural Macrokinetics of Alumothermic SHS Processes.Int. J.S.H.S.1996,V.1,N1,P.93-105.

55. Горшков В.А. Кандидатская диссертация, "СВС литых материалов на основе тугоплавких соединений хрома и титана в перемешанных и слоевых системах", Черноголовка 1989г.

56. Беликова А.В., Горшков В.А., Кобяков В.П., Комратов Г.Н. Пономарев В.И., Юхвид.В.И. Синтез и исследование жаростойких композиционных материалов в системе Mo-Si-C.Неорганические материалы. 1996.Т.32.№4.С.429-435.

57. Merzhanov,V.I.Ratnikov,A.S.Rogachev,A.E.Sytchev,V.A.Scherbakov,V.I.Yukhvid.Particula г features of SHS under mierogravity.In abstracs Joint Xth European and Russian Symposium on Physical sciences in microgravity, 1997,193-193a

58. V.I. Yukhvid,S.L.Silyakov,V.N.Sanin,A.G.Merzhanov.The effect of gravity on SHS of foam materials.(там же),р.195-195а.

59. V.I.Yukhvid.SHS under low and high artificial gravity. In book of abstracts 4International sympozium on SHS ,Tolcdo,Spain,1997,p.l41.

60. А. В. Симонян, B.A. Горшков, В.И.Юхвид. Горение системы NiO А1 под давлением газа. ФГВ,т.ЗЗ,М5,с.20-24.

61. Г.Н. Комратов, В.Г1.Кобяков, Н.Ю.Хоменко, В.И. Пономорев, В.А. Горшков, В.И. Юхвид. Кинетика оксидирования на воздухе при повышенных температурах композиционныхСВС-материалов в системе Mo-Si-C.Физика и химия обработки материалов, 1997,N3,с. 112-114.

62. Юхвид В.И. Жидкофазные СВС-процессы и литые материалы. В Сб. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез и литые материалы. Черноголовка, территория, 2001, С.252-276.

63. Юхвид В.И. Высокотемпературные жидкофазные СВС-процессы: новые направления и задачи. Цветная металлургия, №5, 2006, с.62-78.

64. Мержанов А.Г., Боровинская И.П , Юхвид В.И., Качин А.Р., Тимохин Н.Н. Способ получения окисного материала. А.С. 1028017, 3. 3328215 от 05.08.81г.

65. Юхвид В.И., Тимохин Н.Н., Ляшенко Л.П., Мамян С.С., Пересада А.Г., Рогачев А.С., Булаев А. М., Щербакова Л.Г., Боровинская И.П. СВС литых полупроводниковых материалов и исследование их свойств. Препринт ОИХФ АН СССР, Черноголовка, 1987, 18с.

66. Юхвид В.И., Тимохин Н.Н., Яшин В.А. Закономерностии механизм горения модельной системы СгОз-Сг. Препринт ОИХФ АН СССР, Черноголовка. 1985, 19с.

67. Юхвид В.И.СВС литых тугоплавких неорганических материалов и изделий. Докт. дис., Черноголовка, 1990.

68. V.I. Yukhvid, V.N. Sanin, M.D. Nersesyan, and D. Luss, "Self-propagating high temperature synthesis of oxide and composite materials under centrifugal forces", Int. J.SHS, vol.11, no.l, pp.65-79, 2002

69. V.I. Yukhvid, S.V. Maklakov, P.V. Zhirkov, V.A. Gorshkov, N.N. Timokhin, A.Y. Dovzhenko. Combushion synthesis and structure formation in a model Сг-СгОЗ self-propogating high temperature synthesis system. J. Mater. Sci., 32, 1997, 1915-1924.

70. Патент РФ RU2231418 (2004), заявка 2003113513 (2003), Б.№18, 27.06.2004. Способ получения литого оксидного материала. Мержанов А.Г., Боровинская И.П., Горшков В.А., Деев В.В., Елисеев Ю.С., Оспенникова О.Г., Поклад В.А., Юхвид В.И.

71. Патент РФ RU 2270878 (2006), заявка RU 2004126275 (2004). Способ получения литого оксидного материала и материал, полученный этим способом. Горшков В.А., Деев В.В., Елисеев Ю.С., Мержанов А.Г., Оспенникова О.Г., Поклад В.А., Юхвид В.И.

72. А.Г. Мержанов, В.И. Юхвид. СВС-процессы получения высокотемпературных расплавов и литых материалов. Аналитический обзор, Москва, ГКНТ СССР, 1989, с. 1-102.

73. А.Е.Левашов, А.С.Рогачев, В.И. Юхвид, И.П. Боровинская. Физико-химические и технологические основы Самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, Москва, ЗАО "Издательство БИНОМ", 1999, с.1-173

74. Силяков С.Л., Песоцкая Н.С., Юхвид В.И. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез и свойства абразивного композиционного материала на основе корунда. Неорганические материалы.1995.Т.31,№3,С.351-357.

75. Минералы. Справочник, т. 2, в. 2.М., 1965;

76. Лазаренко Е. КОРУНД Курс минералогии. М., 1971;

77. Дир У. А.,Хауи Р. А., Зусман Дж. Породообразующие минералы, т. 5. Пер. с англ. М.,1966;

78. Спицьш В.И., Мартыненко Л.И. Неорганическая химия Ч.П, МГУ 1994;

79. Lippens В. S., J. Н. De Boer, Acta crystalogr., 17, №10, 1312, 1964;

80. Туманов A.T. Энциклопедия современной техники 2, 1964, 408 е.;

81. Минералы. Справочник,: Рубин и сапфир, М., 1974;

82. Дементьев А.В. Лазерная техника. М. 1988, стр.134;

83. Ч.Н.Р. Рао, Дж. Гопалакришпан, Новые направления в химии твердого тела, пер. сангл., Новосибирск «НАУКА», 1990;

84. Менделеев Д.И. Основы Химии. М.: Госхимиздат 1947

85. Баграмян А.Р., Мамян С.С., Юхвид В.И., Боровинская И. П., Мержанов А.Г. Исследование возможности образования бинарных карбидов в системе титан-хром-углерод. Препринт ОИХФ АН СССР, Черноголовка, 1980, с. 16.

86. Гордополова И.С., Ширяев А.А., Юхвид В.И. Влияние давления на состав конденсированных и газообразных продуктов горения в системе окисел металла -алюминий. препринт ИСМ АН СССР, Черноголовка, 1989, с. 18.

87. Shiryaev A. Thermodynamics of SHS processes: An advanced approach. Int. J. of SHS, 1995, v.4, N 4, p.351-362.

88. А.Г. Тарасов, B.A. Горшков, В.И. Юхвид. Конкурирующие химические превращения в волне горения смеси Fe203/Cr203/Al. ФГВ, т.42, №3, 2005, с. 87-91

89. А.Г. Тарасов, В.А. Горшков, В.И. Юхвид. Формирование фазового состава и микроструктуры литых оксидных твердых растворов А1203 Сг20з в процессе СВС. Неорганические материалы, т. 43, № 7, 2007, с. 819 - 823

90. Дапишевский С.К и др В сб.: Рений М. "Наука", 1964г

91. Nadier N.R., Kempler С.Р. Rev. Scient Instrum., 1961, 32,65.

92. Беляев А.И. Металлургия легких сплавов. М.: Металлургия, 197099. 30 Мукасьян А.С., Мартыненко В.М., Мержанов А.Г., и др. О механизме и закономерностях горения кремния в азоте. ФГВ, 1986 т.22, №5, с. 43-49

93. Маслов В.М., Боровинская И.П., Мержанов А.Г. Экспериментальное определение максимальных температур процессов самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. ФГВ, 1978г. Т. 14 с.№5, с. 79-85

94. Johar G.S., Tiwari G.D. Z. Analyt. Chem., 265, 32 1973r.

95. Comprehentive Analytical Chemistry. Eds. Wilson C.L., Wilson D.W. Amsterdam, Elsevier Publ. Сотр., 1960, p 467

96. Schoniger W. Adwances in Analytical Chemistry and Instrumentation, v.l. Ed. C.N. Reily. New York, Intersci. Publ., 1960, p.196.

97. Treatice on Analytical Chemistry, part 2, v.l 1. Eds. Kolthoff I.M., Elving P.J. New York, Intersci. Publ., 1965r

98. Bremner J. M., Keeney D.R. Analyt. Chim. Acta 32, 485, 1965r.

99. Леви Л.И., Борисова O.M. Завлаб., 32, 414, 1966г.

100. Kashima J., Yamazaki Т. Chem. Soc.Japan, 39 1453, 1966r

101. Чернявский К. С. Стереология в металловедении. М: Металлургия, 1977. 280с

102. Баринов Ю.Н., Юхвид В.И., Трубников И.Б., и др. Особенности анализа газовой фазы при получении сложного титанохромового карбида методом СВС, Черног оловка, ОИХФ АН СССР, 1988.

103. Н.Г. Ключников Практикум по неорганическому синтезу. Изд 2-ое Москва"Просвещение" 1979. 270с.

104. Б.С. Сеплярский Природа аномальной зависимости скорости горения «безгазовых» систем от диаметра. Докл. А.Н./РАН 2004 т396 №5 с640-644