Монография посвящена изучению химических взаимодействий в пленочных структурах и их связи с фазовыми превращениями как в объеме структур, так и на интерфейсах слоев. В работе представлены особенности твердофазных реакций в пленочных слоистых материалах в сравнении с объемными, определены температуры инициирования реакций, установлены правила синтеза новых фаз и последовательности фазовых превращений, показаны физические свойства синтезированных фаз, изучены особенности реакций для пленок, находящихся в равновесном или неравновесном исходном состоянии. Книга рассчитана на специалистов в области физики конденсированного состояния, физической химии и материаловедения, а также студентов и аспирантов соответствующих специальностей.

С использованием известных автомодельных решений теории температурных напряжений и тепловой теории горения на основе связанных моделей твердофазного горения, предложенных для описания различных физико-химических превращений, показано, что режим быстрого (сверхзвукового) твердофазного превращения (твердофазная детонация) характерен для реагирующей среды, так же как режим медленного горения. Частичное интегрирование (точное0 и преобразование переменных позволяют свести системы уравнений, описывающие различные твердофазные процессы. к ударно-волновым уравнениям, имеющим непрерывные решения типа бегущей волны.

Представлен краткий обзор связанных моделей твердофазных превращений в деформируемых средах. Сформулирована проблема устойчивости волн горения в твердой фазе для ситуаций, реализуемых при соединении материалов и термической обработке материала с покрытием. Задача об устойчивости фронта горения к двумерным возмущениям для плоской деформации исследована с использованием метода малых возмущений и в приближении узкой реакционной зоны. Представлены итоговые уравнения, позволяющие определять область устойчивых режимов превращения при варьировании физических параметров модели. Проанализированы частные варианты модели, разрешаемые аналитически точно.

Представлена математическая модель химического превращения в твердой фазе в условиях одноосного механического нагружения с учетом связности полей деформации и температуры и зависимости скорости химической реакции от работы сил деформации. Проведено параметрическое исследование модели. Показано, что возникающие в ходе превращения напряжения и деформации оказывают существенное влияние на динамику процесса.

Предложена двумерная математическая модель соединения инертных материалов с использованием самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, которая представляет собой двумерную сопряженную задачу теплопроводности с учетом тепловыделения вследствие химической реакции в соединительном составе и граничными условиями, соответствующими постоянному или импульсному действию внешнего источника в виде горячей пластины. Задача решается численно с использованием неявной разностной схемы, расщепления по координатам и линейной прогонки. В расчетах определяются поля температуры и степени превращения, время полного превращения в системе конечных размеров, время выхода на стационарный режим горения, скорость стационарного режима в зависимости от параметров модели.??.

На основе метода молекулярной динамики исследовалось формирование тепловых пятен в материалах при высокоскоростном нагружении. Показано, что возникновение тепловых пятен связано с высвобождением упругой энергии, запасеннной в области дефектов. Развитие теплового пятна сопровождается интенсивным выделением энергии и структурными перестройками в месте его расположения. Полученные результаты имеют важное значение для понимания эффектов механической активации компонентов при твердофазных химических реакциях.

Показано, что механохимическая модификация гуминовых кислот в присутствии оксигидроксидов железа способствует протеканию твердофазных реакций за счет увеличеиния содержания фенольных, карбоксильных, метоксильных групп и хиноидных фрагментов. Модифицированные гуминовые кислоты обладают повышенной каталитической способностью, обусловленной наличием хиноидных фрагментов, фенольных гидроксилов и гуминовых комплексов переходных металлов.

Предложена модель процесса распространения твердофазной экзотермической реакции в слое между инертными материалами с различными теплофизическими свойствами. Модель реализована численно. Исследованы зависимости времени зажигания от параметров модели, а также поведение во времени некоторых энергетических характеристик в разных условиях (запаса тепла в прогретом слое, избытка энтальпии). Продемонстрировано влияние теплофизических свойств инертных материалов на распределение температуры в образце в стационарных и нестационарных режимах.

С учетом связанного характера процессов теплопереноса и деформирования, а также возможного изменения скорости реакции под действием внутренних напряжений в отсутствие внешнего механического нагружения исследуется устойчивость плоского фронта реакции в твердой фазе к малым возмущениям в условиях обобщенного плоского напряженного состояния. Задача решается аналитически с использованием метода малых возмущений. Исследованы условия потери устойчивости различных режимов превращения в зависимости от технологических и физических параметров в некоторых предельных случаях.

В монографии обсуждены проблемы формирования различных уровней структурирования керамических материалов на основе фаз кислородно-октаэдрического типа (от нано- до микроуровня) и влияние элементов архитектуры керамических каркасов на электрофизические параметры пьезоэлектрических материалов, создаваемых на их основе. Рассмотрены проблемы синтеза пьезофаз методом твердофазных реакций, обсуждены преимущества и недостатки формирования фаз со структурой типа перовскита при низких температурах. Проанализированы известные технологии спекания керамики и способы, позволяющие варьировать микроструктур изделий. Предназначена для химиков, физиков и технологов, занимающихся изготовлением пьезопреобразователей различных типов на основе керамики, сформированной из пьезофаз кислородно-октаэдрического типа, а также будет полезна научным сотрудникам, аспирантам и студентам, специализирующимся в области материаловедения, химии и физики твердого тела и неорганической химии.

Автор книги - известный ученый из Великобритании А. Вест - определяет химию твердого тела как науку о синтезе, структуре, свойствах и применениях твердых материалов. По содержанию и форме изложения книга может служить введением в предмет для всех, предполагающих специализироваться в данной области или желающих получить о ней общее представление, что особенно важно в настоящее время, когда происходит оформление химии твердого тела в самостоятельный раздел химической науки и возникает потребность подготовки кадров по этой специальности. В часть 1 вошли гл. 1-12 английского издания, где излагаются теоретические основы химии твердого тела. Для студентов и препадавателей химических и химико-технологических вузов, а также для исследователей и инженеров различных отраслей, имеющих дело с химическими превращениями в твердом состоянии.

Предложена двумерная математическая модель распространения химического превращения в пластине в условиях механического нагружения. Проведено численное исследование задачи для трех вариантов условий для напряжений и перемещений на поверхностях пластины: жесткой заделки, одноосного растяжения, сдвига. Установлено, что вследствие связанности полей температур, концентраций и напряжений режимы превращения в разных условиях нагружения различны. В результате параметрического исследования модели показано, что величина внутренних напряжений может существенно превышать внешнюю нагрузку.

В монографии изложена краткая история развития понятий и представлений о реакционной способности твердых веществ, кратко рассмотрены работы по кинетике химических реакций в твердой фазе, их термодинамическим и структурно-морфологическим особенностям. Рассмотрены следующие вопросы: понятия о реакционной способности твердых веществ; локализация и автолокализация процессов в твердых телах; реакции в смесях твердых веществ; реакции в твердой фазе, происходящие в экстремальных условиях; методы исследования реакционной способности твердых веществ; проблемы использования в технике; перспективы развития учения о реакционной способности твердых веществ.

В книге обобщены достижения современной теории горения и на основе этих обобщений рассматриваются задачи техники взрывобезопасности. Первая частьт книги посвящена основам кинетики газовых реакций, теории нормального распространения пламени, самовоспламенения и детонации в газовых системах. Вторая часть - описанию и анализу методов обеспечения взрывобезопасности проведения различных технологических процессов. Книга предназначена для инженерно-технических работников научно-исследовательских, проектных и конструкторских организаций, работников промышленности и органов надзора и контроля за безопасностью производства. Она будет полезна для преподавателей вузов и техникумов и студентов старших курсов.

Представлены сведения об основных параметрах математических моделей горения материалов в различных режимах. Впервые показано, что учет термодинамических и кинетических характеристик фазовых переходов, сопровождаемых химическими реакциями, позволяет объяснить и описать особенности горения материалов, а также их отличие от горения газовых смесей и перехода горения в детонацию. Для инженеров и научных работников, специализирующихся в области физики и теории горения и взрыва.

Описан подход к моделированию экзотермических химических реакций, основанный на концепции клеточных автоматов. Для анализа адекватности подхода приведены результаты моделирования процесса распространения фронта реакции при самораспространяющемся высокотемпературном синтезе в системе Ni-Al. Показано хорошее согласие между модельными и экспериментальными зависимостями скорости движения фронта и максимальной температуры горения от температуры начального прогрева порошковой смеси. Сделан вывод о необходимости явного учета кинетики реакции, в частности растекания жидкой фазы, для корректного описания влияния пористости на протекание экзотермической реакции.

Исследовано горение дигидразината перхлората лития и моногидразината перхлората натрия в интервале давления 0,1-7 МПа. Установлено, что горение протекает с неполным окислением горючей части комплексов. Выявлена однозначная связь скорости горения с температурой поверхности заряда. Показано, что скорость горения гидразинатов определяется реакциями окисления гидразина в поверхностном слое (расплаве) к-фазы. Определены энергии активации ведущих стадий горения.

Сборник составлен на основе докладов, представленных на III Всесоюзную конференцию по химии и технологии ацетилена. Он посвящен теоретическим вопросам химии ацетилена, методам синтеза органических и элементоорганических полифункциональных гетероатомных мономеров винилового, ацетиленового и винилацетиленового рядов, а также полимеров на основе перечисленных соединений, синтезу биологически активных веществ, новейшим достижениям в области производства ацетилена и его промышленного использования. Книга состоит из слудующих разделов: I. Синтез и превращения ацетиленовых соединений. II. Закономерности и механизм реакций ацетиленовых соединений. III. Полимеризация ацетиленовых производных. IV. Получение ацетилена и его производных (химическая технология). Сборник рассчитан на широкий круг химиков-органиков: работников научно-исследовательских и заводских лабораторий, инженеров химической и нефтехимической промышленности, преподавателей и студентов химических вузов.

Получены пены из водных растворов поливинилового спирта двумя разными способами: диспергационным (механичеким), т.е. путем пропускания газа через пористую среду в водный раствор поливинилового спирта и конденсационным (химическим), т. е. при проведении газогенерирующей реакции непосредственно в полимерном растворе. Исследовано влияние способа формирования пены на ее устойчивость и дисперсность. Установлено, что при конденсационном способе вспенивания водного раствора поливилилового спирта азотом образуется более устойчивая и мелкодисперсная пена высокой кратности, чем при пропускании газа через полимерный раствор. После проведения химической реакции в полимерном растворе и последующего цикла замораживания-отталкивания пены из нее были сформированы пенокригели и определены значения их модуля упругости, температуры плавления и коэффициента теплопроводности.