სსიპ - ფერდინანდ თავაძის მეტალურგიისა და მასალათმცოდნეობის ინსტიტუტი
LEPL - FERDINAND TAVADZE METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE INSTITUTE
Production of Advanced Materials by Self-Propagating High-Temperature Synthesis

Production of Advanced Materials by Self-Propagating High-Temperature Synthesis is a monograph by Prof. Giorgi Tavadze, the director of Ferdinand Tavadze Institute of Metallurgy and Materials Science, corresponding member of the Georgian Academy of Sciences, D.Sci. and the University of Berkeley (USA) Prof. Alexander S. Shteinberg, Doctor of Physical and Mathematical Sciences published in the English language by Springer Publishing, a well-known American publishing company. The book is an updated version of the Russian language book “Получение специальных материалов методами самораспространяющегося высокотемпературного синтеза” published in Georgia by Meridiani publishing house.

 

Cooperation between G. Tavadze and A.S. Shteinberg began at the Institute of Structural Microkinetics, Chernogolovka, and is associated with a Member of the Academy of Sciences, Alexander Merzhanov. Subsequently, G. Tavadze and A.S. Shteinberg expanded the area of application of Self-Propagating High-Temperature Synthesis (SHS) on their own – in Georgia, and in Russia and USA respectively, but their scientific activities always served one purpose. Consequently, the achievements of both researchers formed into a single scientific doctrine, which in itself provides a good example of international cooperation. 

 

The issues related to the production of refractory, heat resistant, super-hard, corrosion-resistant and other specialty materials by using one of the youngest technologies – SHS - are discussed in this monograph. This direction of materials science has gained widespread recognition in a number of countries (Russia, Japan, USA, France, China, Germany, etc.), including Georgia.

 

The following issues are discussed in the book:    

 

• Production of elemental boron and boron-containing refractory compounds by SHS technology with metallothermic reduction. Thermodynamic analysis is performed to determine parameters of anticipated chemical reactions that served as a basis for the production of crystalline boron, boron carbide and boron nitride from potassium tetraborptoride and boron oxides; 

 

• Production of tungsten and zirconium borides-based hard alloys by SHS technology and study of the properties of produced materials. Special attention is paid to the feasibility of titanium diboride production with changing gravimetric composition of powders in the primary burden;

 

• With few exceptions, the SHS processes proceed with gas evolution. Usually gas evolution during combustion helps “self-purification” of SHS reaction components which results in producing a purer product compared to primary product. It is worth noting that often gas evolution impedes the synthesis and calls for filtration processes. 

 

• Determining macrokinetic parameters of filtration has enabled researchers to regulate SHS methods, namely, to carry out compacting SHS and synthesized product in a single cycle and band together SHS-produced materials. This became possible upon the resolution of process issues - reagent mass ratio, geometrical parameters of the item design, tensions originating in the item design, and other engineering problems.

The book is intended for SHS and materials science specialists. 

 

 

Получение современных материалов самораспространяющимся  высокотемпературным синтезом

 

Известное издательство «Springer» на английском языке издало монографию «Production of Advanced Materials by Methods of Self-Propagating High-Temperature Sinthesis», авторами которой являются директор Института, член-корреспондент национальной Академии наук Грузии, доктор технических наук, профессор Гиоргий Тавадзе и профессор Университета г. Беркли (США), доктор физико-математических наук Александр Штейнберг. Книга является переводом дополненной версии книги «Получение специальных материалов методами самораспространяющегося высокотемпературного синтеза», изданной в Грузии на русском языке издательством «Меридиани».

 

Сотрудничество Г. Тавадзе и А. Штейнберга началось в г. Черноголовке в Институте структурной макрокинетики и связано с именем акад. Александра Мержанова. Затем Г. Тавадзе и А. Штейнберг, каждый самостоятельно, расширили ареал применения СВС. Один работал в Грузии, другой в России и США, но их научная деятельность всегда была направлена на развитие одной идеи и в итоге достижения обоих исследователей сложились в одну научную доктрину, что, безусловно, является прекрасным примером международного сотрудничества. 

 

В монографии рассматриваются вопросы использования одной из передовых , современных технологии самораспространяюшегося высокотемпературного синтеза для получения жаростойких, жаропрочных, сверхтвёрдых, коррозионностойких и других специальных материалов. Это направление материаловедения получило широкое признание во многих странах мира (Россия, Япония, США, Франция, Китай, Германия и т.д.), в том числе в Грузии. 

 

В книге рассмотрены следуюшие вопросы: 

 

• получение элементного бора и жаропрочных соединений бора в условиях предварительного металлотермического восстановления технологией СВС. На основе термодинамических расчётов установлены параметры ожидаемых химических реакций, что легло в основу получения кристаллического бора, карбида бора и нитридов бора из тетраборфторатида калия и окислов бора. 

 

• С помощью технологии СВС на основе боридов  титана и циркония получение твёрдых сплавов и исследование свойств полученных материалов. Особенное внимание уделяется возможности получения диборидов титана в условиях изменения гранулометрического соотношения порошков в исходной  шихте. 

 

• Процессы СВС, за редким исключением, протекают в условиях образования газов. При обычном горении образование газов способствует «самоочишению» участвующих в реакции компонентов, в следствие чего полученный продукт чище в сравнении с начальным продуктом. Следует отметить, что в ряде случаев образование газа, наоборот , мешает протеканию синтеза и требует  предварительного проведения процесса фильтрации.

 

• Установление параметров макрокинетической фильтрации дало возможность управлять методами СВС, в частности, корректировать в одном цикле СВС и синтезированный продукт и бандажировать материал, полученный СВС. Это стало возможным благодаря решению задач соотношения расходуемых в технологическом процессе компонентов, параметров геометрических конструкций, напряжений, возникающих в конструкции и других инженерных вопросов.

 

Книга предназначена для специалистов и материаловедов, работаюших в области СВС.

 

Buy a book

3-04-2013    views: 1 609