О Всероссийской конференции "Процессы горения и взрыва в физикохимии и технологии неорганических материалов", 24 -27 июня 2002 г., Москва
С 24-го по 27-е июня с.г. в Москве прошла впервые организованная Всероссийская
конференция “Процессы горения и взрыва в физикохимии и технологии
неорганических материалов”. Конференция была организована Научным Советом по
горению и взрыву при Президиуме РАН совместно с Отделением химии и наук о
материалах РАН, Министерством промышленности, науки и технологий РФ и Министерством
образования РФ. Инициатором проведения конференции выступил Институт
структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН, базовая организация
Научного Совета.
Конференция была проведена в
“Президент-Отеле” (открытие и пленарная сессия) и в Московском Государственном
институте стали и сплавов (тематические сессии). В работе конференции приняли
участие 130 ученых из 50 организаций 22 городов. Среди них 12 действительных
членов РАН, 7 членов корреспондентов РАН, 35 докторов и 50 кандидатов наук.
Основной задачей конференции являлись смотр и обсуждение новейших фундаментальных и
прикладных научных результатов, полученных в области разработки проблемы
использования процессов горения и взрыва для синтеза и обработки неорганических
материалов. В последнее время в этой области наметился значительный прогресс, и
назрела необходимость проведения такой конференции.
Структура научной программы конференции была типичной для мероприятий, организуемых
ИСМАН'ом.
В первый день открытие и пленарная лекция
по проблеме в целом, а во второй половине 4 мини-ревю по отдельным
актуальным направлениям.
В остальные три дня состоялись 18 тематических сессий (параллельно в двух залах),
три приглашенные лекции и 2 постерные сессии.
Каждая тематическая сессия состояла из одного рекомендованного Оргкомитетом
тридцатиминутного доклада и трех устных двадцатиминутных докладов. Регламент
приглашенной лекции составлял 1 час.
В структуре ежедневных заседаний после двух тематических заседаний следовала
приглашенная лекция, а затем, после перерыва, – еще одна тематическая сессия и
постерные доклады.
В программу конференции было включено шесть тематических сессий:
Феноменология и механизм процессов - 4 заседания
Теория и моделирование - 2 заседания
Химические синтезы - 3 заседания.
Технология - 4 заседания.
Материалы и материаловедение - 3 заседания.
Технические приложения - 2 заседания.
На конференции были заслушаны:
1 пленарная лекция на открытии;
4 обзорно-обобщающих доклада;
3 приглашенных лекции;
18 рекомендованных Оргкомитетом докладов;
85 устных и постерных докладов.
Конференцию открыл заместитель академика-секретаря ОХНМ РАН – председатель секции наук о
материалах академик Н.П. Лякишев. В своем вступительном слове он дал высокую
оценку исследованиям, проводимым с целью эффективного использования процессов
горения и взрыва для создания и обработки неорганических материалов. Н.П.
Лякишев подчеркнул интерес Отделения химии и наук о материалах Российской
Академии наук к этому направлению работ и сказал несколько добрых слов об
основополагающем вкладе ИСМАН’а, высоко оценив творческую и организационную
деятельность его сотрудников.
Затем состоялась пленарная лекция председателя Оргкомитета академика А.Г. Мержанова.
Она была посвящена проблеме в целом, носила концептуальный характер и была
представлена от имени Оргкомитета.
В своей лекции А.Г. Мержанов дал краткую вводную информацию о физико-химических
аспектах процессов горения и взрыва. Рассказал о разнообразных
материалообразующих процессах горения и взрыва (внепечной металлотермии,
самораспространяющемся высокотемпературном синтезе, превращениях в ударных и
детонационных волнах). Представил также примеры процессов обработки материалов
горением (наплавка, переплав, нанесение покрытий, сварка - все с использованием СВС) и взрывом
(прессование, упрочнение, сварка и резка металлов, диспергирование и др.). В
лекции были определены направления исследований, связанные с физикохимией
неорганических материалов, рассмотрены специфические черты, определяющие
особенности материаловедения продуктов горения и взрыва, рассказано об
индустриализации этих процессов. Лекция сопровождалась многочисленными
примерами. В заключение А.Г. Мержанов рассказал о проделанной большой работе по
разработке концепции развития горения и взрыва как области научно-технического
прогресса и представил изданную книгу.
Во второй половине дня состоялась пленарная сессия, на которой с обобщающими
докладами типа мини-ревю выступили академик В.В. Болдырев, профессор И.П.
Боровинская, профессор Ю.А. Гордополов и академик А.В. Елютин.
В докладе В.В. Болдырева были обсуждены специфика и механизм механохимического
распада неорганических соединений, а также названы факторы, определяющие
переход процесса взаимодействия между твердыми веществами из режима механохимического
синтеза в режим самораспространяющегося высокотемпературного синтеза.
И.П. Боровинская рассказала о химии и материаловедении СВС-продуктов. Были
рассмотрены химические механизмы реакций синтеза (в докладе они
расклассифицированы по пяти элементарным стадиям, названным маршрутами
реакции), особенности структуры и некоторые свойства СВС-продуктов (порошков,
керамики, твердых сплавов и др.). Содержание доклада свидетельствует о больших
успехах химических и материаловедческих исследований в области СВС.
В докладе Ю.А. Гордополова были обсуждены физико-химические и механические
процессы, протекающие в веществе под действием ударных волн. Приведены примеры
высокоэффективного использования взрыва для модифицирования материалов и
решения технологических и инженерных задач. Отмечена перспективность разработки
процессов ударно-волнового и детонационного синтеза материалов с необычными
свойствами.
Состоянию исследований в области внепечной металлотермии редких металлов был посвящен
доклад А.В. Елютина. Докладчик особо подчеркнул, что сочетание внепечного
восстановления с высокопроизводительными методами рафинирования открывает новые
возможности для более широкого использования внепечной металлотермии как метода
получения редких металлов и сплавов конструкционного назначения.
Украшением конференции стали лекции по современным проблемам материаловедения, прочитанные
академиками Н.П. Лякишевым и Ю.Д. Третьяковым и членом-корреспондентом РАН А.Ю.
Цивадзе.
В лекции Н.П. Лякишева, посвященной наноматериалам, было рассказано о том, что
такое наноматериалы и почему возник большой интерес к их созданию и
использованию, какие особые свойства отличают их от других материалов (на
примере металлов и интерметаллидов), что может дать использование
наноматериалов в технологии и технике. Лектор продемонстрировал успехи в этой
области, достигнутые Институтом металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова
РАН.
Ю.Д. Третьяков долгое время работает над проблемами, связанными с нелинейными
эффектами в материаловедении. Совокупность накопленных результатов и знаний он
представил в своей лекции. На слушателей большое впечатление произвели 11
принципов, которым надо следовать при создании новых материалов. Лекция
иллюстрировалась многочисленными примерами.
В своей лекции А.Ю. Цивадзе рассказал о новых методах синтеза неорганических
соединений. Отметил особенности и привел конкретные примеры получения
неорганических соединений и материалов такими методами, как темплатный синтез,
интенсификация синтеза функциональных материалов внешними физическими полями,
металлокомплексный синтез нанокластеров металлов, направленный синтез
керамических и других функциональных материалов через прекурсоры и др.
В докладах участников конференции содержалось много новых, интересных и важных
результатов. Одни из них имеют фундаментальное значение, другие прикладное.
Ярко прозвучало на конференции структурное направление в науке о горении и взрыве.
Так, в докладах И.П. Боровинской с соавторами описаны новые структуры
керамических материалов и показано, как можно управлять их образованием,
сохраняя химический и фазовый состав материала неизменным. А.С. Рогачев от
имени коллектива авторов рассказал об обнаружении эпитаксиального эффекта при
твердопламенном горении тонких многослойных пленок, образующих покрытия из
ТiAl. Новые структурные данные содержались в докладах В.Г. Мягкова (наблюдение
мартенситного перехода при горении двухслойных TiAl пленок) и Н.Г. Зарипова
(эволюция структуры материала в ходе силового СВС-компактирования).
В программе конференции были представлены активно развивающиеся в последнее время
исследования электрических и магнитных полей, индуцированных процессами горения
и взрыва. Этой проблеме были посвящены доклады Ю.М. Максимова, Ю.Г. Морозова,
В.Ф. Проскудина и К.А. Тена.
Интересное соображение о возможности протекания СВС в процессе сварки титана взрывом
высказал Л.Б. Первухин.
Некоторые доклады были посвящены методическим проблемам и новинкам. Так, например, в
обобщающем докладе Б.П. Толочко было рассказано о достижении Института ядерной
физики СО РАН в деле создания новых детекторов, которые позволяют значительно
сократить время набора рентгенограмм. Благодаря этому удалось впервые
зафиксировать in situ фазовые
превращения в детонационной волне. Новая методика позволяет изучать фазовые
превращения на начальных стадиях СВС, что ранее было сделать невозможно.
Как всегда на высоком уровне были доложены результаты работ по теории и математическому
моделированию процессов горения и детонации. В докладе Т.П. Ивлевой и А.Г.
Мержанова рассказано о новых результатах моделирования неустойчивого
твердопламенного горения. В работе был найден удобный алгоритм решения
нестационарных уравнений горения в трехмерной постановке, который позволил
проводить расчеты на персональных компьютерах. Авторам удалось таким способом
обнаружить и описать трехмерные спиновые волны и новые режимы их
распространения, не выявленные ранее в экспериментальных исследованиях из-за
непрозрачности образцов. Новые результаты по моделированию твердопламенного
горения содержались в докладах В.В. Грачева, А.М. Столина и др.
Материалам и изделиям была посвящена значительная часть докладов, что обычно не
свойственно конференциям по горению и взрыву. В.В. Азатян сообщил об
осуществленном впервые синтезе нанопорошков тугоплавких соединений в цепных
пламенах. В.И. Уваров рассказал о фильтрах из карбида титана оригинальной
структуры. Фильтры состоят из основы с крупными порами и тонкого селективного
слоя с мелкими порами (около 0,1 мкм). Они находят применение для тонкой очистки
питьевой воды. Пористым структурам и фильтрам сейчас уделяется большое внимание
в проблеме СВС. О разработке значительной важности сообщил В.Б. Улыбин: авторам
работы удалось получить кубический нитрид бора путем сжигания смеси бора с
азидом натрия при высоких статических давлениях (сжатие в традиционных
ампулах).
Ряд докладов содержал описание новых технологических приемов. Так, например, Б.М.
Фрейдин рассказал, как ему и его соавторам удалось решить трудную, давно
известную проблему избавиться от загрязнения металла, получаемого в процессе внепечной
металлотермии, примесью металла-восстановителя (обычно алюминия). Для этого
была использована двухслойная шихта, в одном слое которой проходил
металлотермический процесс с образованием расплава целевого продукта, а в
другом этот расплав подвергался рафинированию. В докладе академика Г.П. Швейкина
показана возможность получения ультрадисперсных порошков титана методом
карботермического восстановления, что важно для последующего синтеза
нанопорошков металлоподобных соединений титана.
В докладе В.В. Барзыкина было обращено внимание на технологические возможности
теплового взрыва, а В.И. Юхвид, давно работающий в области СВС металлотермии, продемонстрировал новые
возможности синтеза литых материалов: получение композитов СВС-пропиткой, когда
одновременно синтезируются пористый каркас и расплав, который затем фильтруется
в пористое тело.
В технологическом разделе программы ряд докладов был посвящен использованию
дешевых реагентов в СВС-процессах (В.Т. Калинников, Ф.Х. Уракаев, В.П.
Скобельцов).
На конференции весомо прозвучали новые применения процессов горения и взрыва.
Наиболее яркое впечатление произвел доклад, прочитанный главным инженером ФГУП
ММПП "Салют" В.А. Покладом. Он рассказал о первых важных результатах,
полученных в ходе выполнения крупной программы двухстороннего сотрудничества
"Салют" ИСМАН: "СВС процессы в технологии газотурбинных
двигателей". Эти результаты уже позволили начать работу по организации
производства керамических стержней и литейных форм на основе СВС-продуктов, а
также участков по переплаву отработанных и бракованных лопаток из сплава ЖС 6У.
Положительные результаты получены при разработках технологии сварки и прямого
синтеза жаропрочных сплавов, в создании штампов для изотермической штамповки и
др.
Интересные новые применения наметились в области обеспечения безопасной работы атомных
электростанций (В.В. Гусаров, Н.Ю. Медведева).
Оргкомитет конференции.
|