|
Главная - Наука - Биология
ред. А. Лельевр - Эврика-87 Скачать книгу Вся книга на одной странице (значительно увеличивает продолжительность загрузки) Всего страниц: 150 Размер файла: 835 Кб Страницы: «« « 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 » »» упомянутых здесь источников энергии.
Например, ядерная энергетика начинает осваивать торий. Состояние воды в
водохранилищах, обязанных своим возникновением гидроэнергетике,- предмет
забот гидрохимиков. Словом, химики вносят значительный вклад в реализацию
энергетической программы человечества.
Твердый огонь
Веками казалось бесспорным: чтобы получить сплав двух твердых веществ,
нужно сначала расплавить их.
Но доктор физико-математических наук Александр Мержанов и его помощники
доказали, что правило это отнюдь не абсолютно. Высокотемпературные печи
становятся атрибутами устаревшей, а главное, неэкономичной технологии. Их
заменяет реактор, в котором бушует огонь без пламени - твердый огонь...
Эксперимент
В Институте химической физики Академии наук СССР в Москве изучалась
теоретическая проблема, связанная с горением. Обычно оно разрушает
исходные материалы, переводя их в газообразное состояние, а доктор
Мержанов поставил перед своими ассистентами Инной Боровинскои и Валентином
Шкиро задачу найти вещества, которые, сгорая, не выделяли бы газов.
Испытывали одно сочетание за другим и вот спрессовали в достаточно
большую таблетку смесь титана с бором и подожгли, подведя проволочную
спираль, нагреваемую током. От точки контакта со спиралью по таблетке
быстро распространился ярко светящийся фронт. Исследователи полюбовались
эффектным зрелищем, определили, какие процессы под влиянием теплового
импульса прошли в смеси, и только потом случайно обратили внимание на то,
что таблетка не расплавилась, не потеряла форму, но стала плотной и
твердой. Состав слитка представлял собой соединение бора и титана -
диборид титана - вещество, известное высокими абразивными свойствами.
Обычно, чтобы получить такой сплав, нужно смесь двух порошков нагреть в
специальной печи. Поскольку оба вещества отличаются тугоплавкостью и
упрямо не желают вступить в реакцию между собой, требуется температура
около полутора тысяч градусов и несколько часов времени. А в лаборатории
Мержанова, чтобы получить тот же самый сплав, потребовалось несколько
секунд. Поначалу это показалось невероятным, и скептики рассматривали
случай с диборидом титана как некий лабораторный курьез: мало ли что
бывает во время экспериментов!..
Что же произошло в таблетке!
Скептицизм опирался на здравый смысл: если получился сплав, куда же
девалось пламя? Всякая металлургия ассоциируется с жаром печей, с
огненными потоками жидкого металла. Вот что говорит по этому поводу
Александр Мержанов:
- С точки зрения специалиста, огонь - это вовсе не обязательно пламя.
Горение-сложная химическая реакция. Если в ходе этой реакции исходные
компоненты плавятся или переходят в газообразное состояние, то они
взаимодействуют легко и быстро.
Если же они остаются твердыми, то в обычных условиях процесс протекает
крайне медленно или останавливается на полпути. Иными словами, в обычных
условиях огонь без пламени - твердый огонь - тлеет так незаметно, что мы
его не видим или он (что чаще всего) гаснет. Но есть и третий вариант,
когда смеси, взаимодействуя, выделяют достаточно большое количество тепла.
В этом случае реакция, соединяющая воедино твердые вещества, может
поддерживать самое себя: ей достаточно начального теплового импульса, а
дальше она самораспространяется. Поэтому такая реакция получила название -
самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС).
Доктору Мержанову и его коллегам понадобились многочисленные
эксперименты, измерения, термодинамические расчеты, чтобы выяснить, что же
происходит в таблетке в тот миг, когда ей сообщают тепловой импульс. В
химии появился новый крупный раздел - теория безгазового горения.
Пока теоретики разбирались в реакции, которую они называют "твердым
огнем", открытием группы Мержанова заинтересовались производственники.
В самом деле, из традиционного процесса получения ряда ценных сплавов
стало возможным исключить целое звено - высокотемпературные печи.
Процесс значительно ускоряется и удешевляется. Экономится энергия,
которая тратилась, чтобы поддерживать в печах высокую температуру.
При этом заметно улучшается качество продукции: в таблетке развивается
температура, недостижимая в печах (до 4000 градусов), и в "твердом огне"
сгорают все примеси, содержащиеся в исходных материалах, происходит
самоочистка сплава.
Профессии твердого огня
Итак, огонь выступил в новом качестве: не как разрушитель, а как тонкий
химик-синтетик, созидатель сплавов.
И это качество оказалось весьма ценным, поскольку без тугоплавких
соединений не могут обойтись машиностроители, энергетики, металлурги,
проходчики недр и многие другие. К сегодняшнему дню методом СВС получено
больше 300 соединений, каждое из которых представляет практический интерес.
Сотни миллионов рублей сэкономил завод искусственных алмазов и
алмазного инструмента в Полтаве, заменив алмазные абразивные пасты на те,
в которых применяется полученный по СВС-технологии карбид титана. Карбид
титана используется и вместо дорогостоящей вольфрамсодержащей керамики,
которая нужна станкоинструментальной промышленности. Эта замена тем более
ценна, так как природные запасы вольфрама ограничены.
Страницы: «« « 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 » »» |
Последнее поступление книг:
Нинул Анатолий Сергеевич - Оптимизация целевых функций. Аналитика. Численные методы. Планирование эксперимента.(Добавлено: 2011-02-24 16:42:44) Нинул Анатолий Сергеевич - Тензорная тригонометрия. Теория и приложения.(Добавлено: 2011-02-24 16:39:38) Коллектив авторов - Журнал Радио 2006 №9(Добавлено: 2010-11-08 19:19:32) Коллектив авторов - Журнал Радио 2009 №1(Добавлено: 2010-11-05 01:35:35) Вильковский М.Б. - Социология архитектуры(Добавлено: 2010-03-01 14:28:36) Бетанели Гванета - Гитарная бахиана. Авторская серия «ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ»(Добавлено: 2010-02-06 19:45:20) |