Читать онлайн «Новые материалы и технологии. Экстремальные технологические процессы»

Практическое достижение экстремальных значений давления,
температуры, скоростей, размеров и других физических параметров
привело к качественно новым — сильно неравновесным процессам. Новые знания об этих процессах позволили создать ряд прин¬
ципиально важных изобретений типа оптических квантовых и плаз¬
менных генераторов, импульсных устройств, устройств сверхвысоких
давлений, эффективных двигателей. Появились или получили новое
звучание такие понятия, как сверхпроводимость, сверхтекучесть,
сверхпластичность, ультрадисперсное состояние вещества. Техноло¬
гия приобрела новую базу для развития в виде прикладных наук,
таких, например, как крио- и плазмохимия. Привлекательность сильно неравновесных процессов в области син¬
теза и применения новых материалов заключается в многообразии не¬
равновесных состояний вещества и возможностей приведения его в то
или иное состояние с технологически полезными свойствами. Однако
такие возможности в настоящее время используются чрезвычайно ма¬
ло, главным образом вследствие недостатка необходимых знаний,
поэтому любые результаты в данном направлении заслуживают
внимания. Материалы, вошедшие в монографию, относятся к трем
связанным между собой классам неравновесных процессов —
формированию ультрадисперсных систем, плазменной и ударно-вол-
новой технологиям. Ультрадисперсные порошки (УДП) по сравнению с обычными
обладают повышенными спекаемостью, химической и физической
активностью, уникальными теплофизическими и другими свойст¬
вами, открывающими новые пути для создания современных техно¬
логий и принципиальной модернизации существующих. По общему
мнению, причина уникальности свойств УДП заключается в их повы¬
шенной удельной поверхности. Для большинства полезных в технике
материалов границе ультрадисперсности соответствует размер частиц0. 1 мкм. Физическая активность УДП порождает трудности их полу¬
чения. В обычных физико-механических процессах диспергирования
инициируется встречное явление — коагуляция. Этим объясняется
малая эффективность традиционных способов получения УДП и необ¬
ходимость поиска новых. ь Результаты такого поиска свидетельствуют о том, что наиболее
рациональным способом получения УДП является формирование
частиц из паровой среды, обеспечиваемое испарением или
химическими реакциями. Вместо преодоления встречных процессов
коагуляции и залечивания дефектов при диспергировании синтез
предполагает зарождение частиц УДП атомных размеров с тормо¬
жением процесса их роста на заданном уровне. Изучению явлений,
сопровождающих процессы зарождения и роста частиц и в конечном
счете обеспечивающих создание конкретных технологий, в книге уде¬
лено значительное место. Рассмотрены процессы плазмохимического
синтеза УДП тугоплавких карбидов и боридов, получения ульт-
радисперсных алмазов из взрывчатых веществ, области применения
указанных и некоторых других ультрадисперсных порошков. Освеще¬
ны общие перспективы методов получения алмазоподобных со¬
единений — боридов алюминия и тугоплавких соединений в целом в
ультрадисперсном состоянии. Для реализации сильно неравновесных процессов необходима ло¬
кальная концентрация энергии.