Материалы размещены исключительно с целью ознакомления учащихся ВУЗов, техникумов, училищ и школ.
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  » »»
2007-2013. Электронные книги - учебники. ред. А. Лельевр, Эврика-87