Введение к работе
Актуальность темы. Для АВП характерен мощный экзотермический эффект при отсутствии газовыдвлений и образования конденсированных продуктов. Получаемые данным способом соединения обладают уникальными особенностями (сверхпроводимость, сверхтвердость и др.).
Условия осуществления самораспространяющегося синтеза в органических системах (Т. = Ю0-300С, скорость горения около I мм/с) позволяют расширить диапазоны изучаемых свойств и эффектов, сопровождающих АВП.
В данной работе изучен теплоперенос одной их групп АВП, автоволны порождены тепловыделениями при химическом взаимодействии.
В последние годы развитие промышленности ограничено: удорожанием сырья, энергии и капитальных вложений. Выход - в создании ногате наукоемких, мобильных технологий с высоким уровнем автоматизации и механизации, позволяющих эффективно использовать сырье и другие ресурсы. Автоволновые технологические процессы представляются настолько универсальными, что в перспективе могут с успехом конкурировать с традиционными технологиям?-.
Задача спстоит в том, чтобы комплексно изучить самораспространяющийся синтез в смесях органических порошков как новое явление, вияснить в чем его отличие от синтеза в условиях медленного нагрева.
Целью работы является экспериментальное изучение кинетики топлопепеноса, структурных, фазовых и химических превращений,
происходящих в авговолновом режима распространения экзотермической реакции в смеси органических порошков малоновая кислота -mine разил In situ; определение влияния различных параметров на синтез; экспериментальное изучение закономерностей фазовых переходов плавления компонентов, химической реакции и кристаллизации продукта в зависимости от темпа нагрева.
Достоверность результатов обеспечивается методиками экспериментальных исследований, согласованием дшшых, полученных различными методиками,:независимыми и статистическими экспериментами.
Негучная новизна.'
Впервые на основе опытов и расчетов проведено сравнение ав-товолнового режима в конденсированной (разе в смеси органических порошков с СВО и с горением пиротехнических составов на осново органических веществ.
Обнаружено, что автоволновой режим в смесях органических порошков сопровождается скачкообразным изменением электропроводности и возникновением разности потенциалов на гальванической паре. На этой новой основе удалось разработать методики комплексного исследования микрокинетпки превращений при синтезе органических порошков и проводить диагностику.
Впервые экспериментально исследовался автоволновой режим .синтеза органических веществ как новое явленно и новый объект.
По результатам измерений зафиксированы стадийность волны синтеза; полная картина изменения геплсхГяізических, структурных и фазовых свойств во фронте; влияние тошгоотвода на ширкну фронта и размер кристаллов получаемого продукта; кинетические закономерности протекающих в волне процессов.
Научная и практическая ценность.
Предложены адаптированные к данному классу объектов, скорое-
- 5 -тям и физикс-хишческим процессам синтеза методики и реализованы автоматизированные установки для изучения:
-
полей электрофизических и тепловых параметров в волне;
-
электрофизических параметров при калориметрических исследованиях;
-
структурных, фазовых превращений в волне синтеза и макрокинетики взаимодействий на границе частиц.
Автором представляется к защите
Результаты экспериментального исследования: кинетики тепловых процессов, фазовых и структурных превращений в волне синтеза по всему сечению реактора.
Стадийность автоволнового процесса и влияния теплоотвода на фронт синтеза в данной системе.
Методики: I, Изучения полей температуры и электрофизических параметров в волне синтеза органических порошков, 2. Измерения электропроводности и-разности потенциалов при синтезе малоната пи-перазина в сканирующем калориметре.
Применение именно данных методик позволяет получить информацию о превращениях,происходящих по объему реактора (а не на границе шихта - реактор) одновременно в одних и тех не пространственных координатах измерять тешературу и электрофизические параметры. 3. Исследования структурних, фазовых превращений во фронте синтеза и на поверхности двух частиц малЬновой кислоты и пи-перазіша в реальном масштаба времени.
Апробация работа
Основные результаты диссертации были дололены на Всесоюзной , конференции по термодинамике органических соединении (Йшск, Т9С0); на XII, ХІУ Всесоюзных семинарах по электрофизике горения
(Чебоксары, 1990; Челябинск, 1991); X Всесоюзной теплофизической школе (Тамбов, 1990); III Всесоюзной школе-семинаре по макроскопической кинетике,, химической и магнитной газодинамике (Томск, 1990); семинаре по процессам переноса в химической технологии ВХО им. Д.И.Менделеева (Ленинград, 1990, 1991); ІУ Всесоюзной конференции молодых исследователей "Актуальные вопросы теплофизики и физической гидрогазодинамики" (Новосибирск, 1991); Мездународной школе-семинаре "Кинетические процессы в конденсированных средах" (Минск, 1991); I Меадународном симпозиуме по СВС (Алма-Ата, 1991); УІІ Всесоюзной школе-семинаре "Теория и практика СВС-процессов" (Махачкала, 1991); II Минском Международном форуме по тепло- и массообмену (Шнек, 10Э2) и опубликованы в работах / I-I6 /.
Результаты диссертации отмечены дипломом 1Г-ой степени ІУ Всесоюзной конференции молодых ученых и специалистов "Актуальные вопросы теплофизики и физической гидрогазодинамики" (Новосибирск, март I991) под председательством академика В.Е.Накорякова.
Структура диссертации. Работа состоит из введения, "6 глав, основных выводов и'списка цитируемой литературы.