Твердое пламя — явление распространения самоподдерживающейся безгазовой реакции по гетерогенной конденсированной среде, и связанные с ним методы синтеза материалов горением, включая самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС), уходят корнями в классические работы Д. А. Франк-Каменецкого и Я. Б. Зельдовича по изучению макрокинетики процессов горения. Структурная макрокинетика — новое научное направление, заложенное А. Г. Мержановым и его школой, изучающее совместно механизмы горения и процессы структурообразования в волне горения. Оно объединило в себе химическую кинетику в условиях тепло- и массообмена и кинетику структурных превращений. На основе этого фундаментального направления созданы различные технологии синтеза материалов горением, которые на сегодняшний день позволяют получать практически любые соединения, включая керамику и сплавы, композиты и двумерные кристаллы, тонкие пленки и покрытия.
Предложенные книги, включающие как классические обобщающие работы по диффузии и теплопередаче в химической кинетике и по процессам горения, так и более специализированные, по процессам твердопламенного горения и структурной макрокинетике, охватывают весь спектр вышеупомянутых проблем и позволяют читателю составить целостное представление об одном из интереснейших разделов науки о материалах.
1
Франк-Каменецкий Д. А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике. М: Наука, 1987
Классическая работа, посвященная макроскопической кинетике химических реакций — законам протекания их в реальных условиях, в природе и технике в сочетании с физическими процессами переноса вещества и тепла. В доступной для широкого круга читателей форме изложены основы термодинамической теории процессов переноса и гидродинамической теории диффузии в многокомпонентных смесях. Рассматриваемые в книге вопросы имеют фундаментальное значение для теории процессов и аппаратов химического машиностроения, физики и химии горения и взрыва, физико-химической гидродинамики, теории периодических химических реакций и химической кибернетики.
2
Зельдович Я.Б., Баренблатт Г.И., Либрович В.Б., Махвиладзе Г.М. Математическая теория горения и взрыва. М: Наука, 1980
В монографии с единых позиций излагаются математические и физико-химические основы современной теории горения и взрыва. Она обобщает теоретические исследования по тепловому и цепному взрыву, теории поджигания, исследования по инициированию волны химического превращения, распространению ламинарного пламени, критическим явлениям при горении (устойчивости, пределам распространения, переходу от одного режима горения к другому), диффузионному горению неперемешанных газов и другим вопросам механики реагирующего газа.
3
Мержанов А.Г., Мукасьян А.С. Твердопламенное горение. М: Торус Пресс, 2007
Изложены фундаментальные основы твердопламенного горения (ТПГ), особое внимание уделено динамическим методам диагностики быстропротекающих высокотемпературных гетерогенных реакций. Рассмотрено влияние различных физических полей на ТПГ. Описаны особенности горения таких систем в космосе. Приведены примеры, иллюстрирующие возможности применения ТПГ для синтеза материалов, включающих конструкционные керамики, сплавы и функционально-градиентные композиты.
4
Рогачев А.С., Мукасьян А.С. Горение для синтеза материалов. М: ФИЗМАТЛИТ, 2012
Монография посвящена процессам горения, которые используются для прямого синтеза материалов. Открытые около 45 лет назад в России, эти процессы послужили созданию метода самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), который получил широкое признание в мировой науке и технологии. В книге проведены анализ и обобщение экспериментальных и теоретических результатов за весь период существования СВС, а также опыта промышленного использования этого метода. Основное внимание сфокусировано на результатах, полученных за последние 10–15 лет. Рассмотрены центральные вопросы нового научного направления, зародившегося на стыке физической химии и физического материаловедения, — структурной макрокинетики: механизмы гетерогенных реакций и формирования структуры твердых продуктов в режимах горения и теплового взрыва, способы управления данными процессами, возможности использования особенностей СВС для получения конкурентоспособных продуктов и материалов, перспективы будущего развития этой области науки.
5
Левашов Е.А., Рогачев А.С., Курбаткина В.В., Максимов Ю.М., Юхвид В.И. Перспективные материалы и технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. М: ИД «МИСиС», 2011
Рассмотрены общие и специальные вопросы СВС как способа получения неорганических соединений и композиционных материалов. Изложены теоретические основы СВС, закономерности и механизмы горения и структурообразования в СВС-системах. Представлены данные об основных технологических типах процессов производства порошков неорганических соединений, керамических материалов и изделий, новых композиционных материалов, литых тугоплавких соединений, а также о методах нанесения покрытий. Уделено особое внимание лабораторным установкам для экспериментального исследования процессов СВС и оборудованию для промышленной реализации СВС-технологий.
