Приложение Б…………………………………………………………………..403
Приложение В…………………………………………………………………..408
Приложение Г…………………………………………………………………..416
7
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ И ТЕРМИНОВ,
ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В РАБОТЕ
СВС - самораспространяющий высокотемпературный синтез
ФГМ - функционально-градиентные материалы
РФА - рентгеноструктурный фазовый анализ
ТЭДС - термоэлектродвижущая сила
ФТИНТ НАН Украины – Физико-технический институт низких температур
МКС - многоразовые космической системы
ТЗП - теплозащитные покрытия
СТЗ - системы тепловой защиты
PM-1000 - зарубежный порошковый материал на основе нихрома
PM-2000 - зарубежный порошковый материал типа фехрали
ЮИПМ - отечественный нихром, разработанный ИПМ НАН Украины
совместно с КБ «ЮЖНОЕ»
][ X и ][ 2X - соответственно концентрации атомарного и молекулярного
газа;
1g и 2g - соответственно величины потоков газов, уходящих во внешнюю
среду
ji KK 0 ∙ RT
iE
e
- Аррениусовская зависимость константы скорости реакции
jK0 - константа скорости реакции в изотермических условиях
iE - энергия активации реакции
R - газовая постоянная
Т – температура
KT, - температура по шкале Кельвина
CT 0, - температура по шкале Цельсия
8
,, 21 HH и 3H - абсолютные значения тепловых эффектов реакций разложения
соединения, рекомбинации и диссоциации молекулярного газа
- формальная скорость реакции в моделях горения Мержанова
- степень превращения
Q - тепловой эффект реакции
л - коэффициент теплопроводности
с – плотность
U - линейная скорость перемещения фронта
X - концентрация растворяющегося компонента в жидком расплаве
a - равновесная концентрация растворяющегося компонента в расплаве
1k и 2k - константы скоростей растворения и реакции синтеза
h - энтальпия растворения твердого компонента в расплаве или
кристаллизации его из него
H - энтальпия реакции синтеза
C - теплоемкость
l - коэффициент теплопередачи
aT - температура окружающей среды
g - величина внешнего теплового потока.
V - скорость капиллярного течения
C - теплоемкость
- коэффициент теплопроводности
U - скорость конвективного потока
r - ордината
D - коэффициент диффузии
),( TW
9
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Большинство материалов различного
функционального назначения к настоящему времени разработано на основе
данных классической термодинамики без учета механизмов их адаптации к
условиям эксплуатации, которые отдаляют реальную систему от равновесия.
Учет механизмов адаптации функциональных материалов к условиям их
работы требует создания новых представлений и подходов, основанных уже
не на классической равновесной термодинамики. Работа функциональных
материалов особенно в экстремальных условиях в научной литературе,
прежде всего, рассматривается с точки зрения кинетических особенностей
прохождения тех или иных физико-химических процессов, включающих
химические реакции, фазовые переходы, диффузию и пр. Для создания более
прочного фундамента развития работ в области создания нового поколения
функциональных материалов, особенно тех, которые работают в
экстремальных условиях, например при трении без смазки, когда в области
контакта трущихся поверхностей происходит ряд непредсказуемых в рамках
равновесной термодинамики процессов, обусловленных возникновением
диссипативных структур, является установление механизмов их образования.
Именно, понимание механизмов образования и формирования
диссипативных структур связано с развитием новых представлений на основе
принципов неравновесной термодинамики и самоорганизации структур, что
позволит создать новое поколение материалов с нелинейными механизмами
адаптации, которые обусловлены целенаправленным формированием
диссипативных структур как в технологическом процессе, например
реакционного спекания композиции, так и в условиях ее эксплуатации при
трении без смазки.
Идея самоорганизации и как следствие образования диссипативных
структур в процессе трения и износа материалов неоднократно
высказывалась Костецким Б. И., Федорченко И. М. и другими. Однако
конкретных механизмов образования диссипативных структур не было
10
выявлено и принципов целенаправленного создания функциональных
материалов, обладающих склонностью к самоорганизации в процессе
эксплуатации, не разработано.
С момента обнаружения в 1951 году Б. П. Белоусовым колебания
концентраций окисленной и восстановленной форм церия в ходе окисления
лимонной кислоты броматом, катализируемого ионами церия, в
фундаментальной аспекте Жаботинским А. М., Брюссельской группой
ученых, возглавляемых основоположником современной термодинамики
, немецких ученых , Эйгеном М
и др. установлены механизмы образования диссипативных структур в
гомогенных средах, выявленных за весь период появления проблемы с
момента обнаружения колец в физико-химических системах Лизегангом P. Е.
В отношении гетерогенных систем, особенно порошковых существуют
только общие представления о необходимости, возможности и склонности
их, как и любых открытых неравновесных систем к самоорганизации и
образованию диссипативных структур. Конкретные механизмы
целенаправленного поиска физико-химических систем и создание на основе
их функциональных материалов, обладающих нелинейными механизмами
адаптации, отсутствуют. Скороходом В. В., Третьяковым Ю. Д, и Ляховым
Н. З. указывалось на склонность гетерогенных реагирующих систем к
самоорганизации. В тоже время вопрос, каким образом можно реализовать
эту склонность в решении вопросов повышения функциональных свойств и
разработке интенсивных технологий, основанных на нелинейных процессах
физико-химического взаимодействия, остается общим и весьма абстрактным,
не смотря на возрастающей интерес к проблеме самоорганизации в
материаловедении. Кроме того, в экстремальных условиях эксплуатации
материалы подвергаются воздействию мощных внешних энергетических
потоков. Поэтому изучение процессов, которые протекают вдали от
термодинамического равновесия, может послужить основой для решения
11
более сложных вопросов прогнозирования деструктивных процессов при
работе материалов в экстремальных условиях эксплуатации.
Таким образом, основной задачей, поставленной автором предлагаемой
работы, является изучение механизмов неравновесных процессов в
порошковых реагирующих системах для эффективного применения их на
качественно новом этапе повышения функциональных свойств материалов,
интенсификации технологии консолидации и прогнозирования их поведения
в экстремальных условиях эксплуатации. Реализация такой задачи послужит
основой создания физико-химических принципов формирования
диссипативных структур при реакционном спекании и трении без смазки
порошковых материалов, содержащих не только селениды переходных
металлов, но и фазы, соединения и компоненты различной физико-химической природы.
Связь работы с научными программами, планами, темами.
Диссертация отвечает основным научным направлениям работ Института
проблем материаловедения им. НАН Украины и выполнена
в рамках плановых госбюджетных, целевых тем и проектов ДФФИ Украины.
Научные исследования автором проводились в качестве руководителя
разделов или ответственного исполнителя. Основные государственные
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |
