Разработаны теоретические модели процессов горения и структурообразования:

  • В критериальной форме для систем типа твердое – жидкость (например, на основе титан-углерод) получено уравнение перехода из диффузионного режима горения к режиму капиллярного растекания. Это уравнение, подтвержденное экспериментально, связывает теплофизические, гидродинамические, диффузионные параметры системы с составом смеси и дисперсностью исходных реагентов.
  • Модель «конкурентного заполнения» для описания макрокинетических характеристик процессов горения в капиллярно-пористых системах, содержащих расплавы реагента и инертного наполнителя.
  • Модель распространения тепловой и химической волны безгазового горения в многослойных системах.
  • Методом высокоскоростной видеосъемки волны горения впервые установлено, что на микроуровне зона горения представляет собой совокупность очагов-вспышек, обусловленных протеканием химической реакции в отдельных элементарных ячейках, в которых сформировалась реакционная поверхность.
  • Предложен механизм структурообразования керамических и металлокерамических композиций в волне горения различных гетерогенных систем.
  • Установлена взаимосвязь между структурой и свойствами механически активированных порошковых смесей, физико-химическими параметрами реакций горения и структурой продуктов горения. Механическое активирование позволило осуществить СВС в слабо экзотермических смесях, в том числе сильно разбавленных инертным компонентом. Отработаны технологические режимы механического активирования реакционных смесей в системах Ti–Si, Mo–Si, Ti–Cr–C, Ti–B, Ti–BN, Ti–Si3N4, Ti–Cr–B, Cr–B, Mo–B, Ti–Ta–C, Ni–Al.
  • Созданы научные принципы управления процессом СВС (элементные и фильтрационные синтезы в системах типа твердое–жидкость и твердое–газ соответственно) с помощью мощных ультразвуковых полей. Показано, что ультразвук является эффективным инструментом для управления структурой и свойствами продуктов синтеза на основе карбидов, боридов, интерметаллидов переходных металлов.