В конце шестидесятых годов XX века ученые из Черноголовки открыли новое явления -- самораспространяющийся высокотемпературный синтез. Суть его такова: если смешать порошки двух веществ, которые вступают в химическую реакцию с выделением тепла, и эту смесь поджечь, то реакция начнет распространяться сама собой, а в результате получится новое вещество, причем не в виде порошка, а в виде монолита. Сейчас один из авторов открытия академик Александр Мержанов возглавляет Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения (ИСМАН) РАН, гор. Черноголовка, а само открытие превратилось в мощное научное направление.
Как отметил на открытии конференции директор ИМЕТ РАН академик Николай Лякишев, возглавляющий секцию в Отделении химии и наук о материалах РАН, "разнообразие докладов, представленных на конференции, свидетельствует о взрыве идей в этой области материаловедения". И действительно, сейчас с помощью самораспространяющихся синтезов получают и сверхтвердые изделия большого размера, и заключают радиоактивные отходы в искусственные минералы, и синтезируют порошки с частицами размером в нанометры. Фактически на основании технологий, разработанных учеными из Черноголовки, в Испании построили завод по производству керамических изделий, а в Китае серийно наносят керамические покрытия на стальные трубы.
Одно из главных достоинств синтеза такого рода в том, что для получения нового вещества тратится химическая энергия веществ исходных. Как воспользоваться первым преимуществом наглядно показали ученые из ИСМАН РАН, которые вместе с коллегами из ВИАМА придумали оригинальный способ переплавки бракованных турбинных лопаток. Проблема в том, что из них невозможно вытащить обломки керамических стержней. Однако если насыпать смесь оксидов, которые при горении дают металл того же состава, что и лопатка, поместить в нее бракованные лопатки, а потом поджечь, то все расплавится, металл отделиться от керамики и дорогой сплав удастся использовать снова.
Очень интересно и такое применение СВС-процесса, которое разработали ученые из МИСиСа. Осуществляя синтез в промежутке между электродом и поверхностью материала, они научились наносить покрытие, содержащее алмазы. Причем концентрация алмазов меняется по его толщине. В результате получается металлический монолит, который одной сторон прочно приплавлен к поверхности инструмента, а другая его сторона обладает чрезвычайно высокой твердостью. Этой технологией пользуются немецкие партнеры московских металлургов и делают, например, диски для распиливания асфальта на наших улицах.
***