Jedyną, poważną z punktu widzenia zastosowań przemysłowych, wadą SSW jest konieczność przeprowadzania reakcji w reżimie periodycznym. Częściowym rozwiązaniem jest powiększanie skali procesu przez użycie większych reaktorów i zwiększenie naważki substratów. Problem ten rekompensuje prawie nieograniczona liczba nanostruktur możliwych do otrzymania po odpowiednim zaprojektowaniu układu eksperymentalnego (mieszanina reagentów, warunki początkowe). Część ciekawych nowych materiałów uzyskanych metodą syntezy spaleniowej zaprezentowano w pracach przeglądowych [6-19], Znaczna część badań dotyczy materiałów węglowych: nanorurek, nanokapsułek, rozwarstwionych grafitów [20-32], Ze względu na dużą różnorodność reakcji i ich produktów konieczna staje się klasyfikacja procesów SSW ułatwiająca ich systematyczne badania. Przyjęto różne metody podziału np. ze względu na:
- rodzaj i stan skupienia reagentów sposób inicjacji
metodę wstępnej aktywacji reagentów
mechanizm reakcji
efekty termiczne
rodzaj i morfologię produktów
W tym miejscu ograniczymy się do krótkiego przeglądu przykładowych reakcji dla substratów w fazie stałej, ponieważ tego typu układy były przedmiotem badan eksperymentalnych prezentowanych w dalszej części pracy. Należy jednak pamiętać, iż w większości przypadków SSW ma charakter heterofazowy (często z udziałem gazowych związków przejściowych), nawet jeśli faza stała reagentów i produktów sugerowałaby przemianę homogeniczną. Niektóre z materiałów otrzymywanych w fazie stałej w wyniku syntezy spaleniowej przedstawiono w tabeli 1.1.
Tabela 1.1 Przykładowe materiały otrzymywane metodą SSW
Związek |
Przykłady |
Borki |
CrB, HfB2, NbB, TaB2, TiB, MoB, WB, ZrB2, VB |
Węgliki |
TiC, ZrC, HfC, NbC, SiC, Cr3C2, B4C, WC, TaC, VC |
Azotki |
Mg3N2, BN, A1N, Si3N4, TiN, ZrN, HfN, VN, TaN |
Krzemki |
TiSi3, ZrSi, MoSi2, TaSi2, NbSi2, WSi2, V5Si3 |
Glinki |
NiAl, CoAl, NbAl3 |
Wodorki |
TiH2, ZrH2, NbH2, CsH2, PrH2 |
Związki międzymetaliczne |
NiAl, FeAl, NbGe, TiNi, CoTi, CuAl |
Węglikoazotki |
TiC-TiN, NbC-NbN, TaC-TaN, ZrC-ZrN |
Węgliki mieszane |
TiC-Ni, TiC-Mo, WC-Co, Cr3C2-Ni |
Związki podwójne |
TiB2-MoB2, TiC-WC, TiN-ZrN, WS2-NbS2 |
Chalkogenki |
MgS, NbSe2, TaSe2, MoS2, MoSe2, WS2 |
Kompozyty |
TiB2-Al203, TiC-Al203, B4C-A1203, TiC-TiB2 |
Zarówno niewielki efekt egzotermiczny reakcji oraz niska temperatura adiabatyczna przewidywane metodami termodynamiki, jak i znaczna wartość bariery aktywacji
15