Влияние статических и динамических нагрузок на твердофазные химические реакции в порошковых смесях тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.17, кандидат физико-математических наук Гордополов, Александр Юрьевич

• Гордополов, Александр Юрьевич
• кандидат физико-математических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Гордополов, Александр Юрьевич

Jl Введение.

Глава 1. Литературный обзор.

1.1 Статические нагрузки в порошковых смесях.

1.2 Динамические нагрузки в порошковых смесях.

1.3 Статическое давление газовой среды.

1.3.1 Сущность и история развития метода самораспространяющегося высокотемпературного синтеза.

1.3.2 Молекулярный и кондуктивный перенос тепла в пористых гетерогенных системах.

Глава 2. Методики экспериментов.

2.1 Эксперименты по статическому нагружению.

2.1.1 Методика исследования высокоэнергетических эффектов.

2.2 Эксперименты по динамическому нагружению.

2.3 Методики экспериментов по исследованию влияния статического давления газовой среды.

2.3.1 Характеристики использованных реагентов и материалов.

2.3.2 Характеристика экспериментальных установок.

2.3.3 Дегазация образцов.

Глава 3. Статическое сжатие порошковых смесей.

3.1 Разрушение и реакция.

3.2 Однокомпонентные системы.

3.3 Многокомпонентные системы.

3.4 Сжатие образцов и многократные взрывы.

3.5 Исследование высокоэнергетического излучения.

Глава 4. Физические модели процессов сопровождающих статическое сжатие порошковых смесей.

4.1 Фаза, предшествующая взрыву.

4.2 Макроскопическая модель напряжений в порошках.

4.2.1 Напряжения между наковален.

4.2.2 Обсуждение.

4.3 Мезоскопическая модель частиц в арке.

4.4 Микроскопическая модель для описания неравновесности в частице.

4.5 Термализация окружающей среды после взрыва.

Глава 5. Ударно-волновое нагружение.

5.1 Химические превращения в смеси Ti-C, инициированные ударной волной.

5.2 Откольные явления в ампулах сохранения при ударном сжатии порошковых смесей Ti-C и Zn-S.

Глава 6. Результаты экспериментов по исследованию влияния статического давления газовой среды.

6.1. Система Титан-Кремний.

6.2. Система Молибден-Бор.

6.3 Роль молекулярного, кондуктивного и других механизмов теплопередачи в ц распространении гетерогенной волны горения.

6.3.1 Обсуждение результатов по системе Ti-Si.

6.3.2 Обсуждение результатов по системе Мо-В.

Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние статических и динамических нагрузок на твердофазные химические реакции в порошковых смесях»

Создание высокоэффективных технологий получения материалов в режиме быстропротекающих гетерогенных реакций является важной задачей. Решение этой проблемы тесно связано с изучением возможностей управления и влияния на режим быстропротекающих гетерогенных реакций, т.е. выявлением параметров синтеза, изучение механизмов, отвечающих за протекание процесса. Классический метод инициации гетерогенных систем - посредством теплового воспламенения. Другой возможный путь инициирования гетерогенной среды -посредством давления, как в статическом, так и в динамическом' режимах. Данная работа рассматривает влияние статических и динамических нагрузок на инициирование и протекание химических реакций в порошковых смесях.

Статическое и динамическое нагружение порошковых смесей с инициацией в них химических реакций представляет собой актуальное направление исследований, с возможностью понять и изучить механизмы возможного синтеза термодинамически сильно неравновесных продуктов (аналогов природного алмаза и т.п.). Также представляет интерес влияние статического давления газовой среды на процессы прохождения химической реакции. Так как газовая среда является естественным параметром, который может быть использован для управления реакциями синтеза, ввиду относительной простоты контроля газовой среды.

С научной точки зрения решение вышеозначенных задач, потребует решения дополнительных проблем, имеющих также самостоятельное научное значение. Такие как проблема изучения механического поведения самой порошковой, т.е. гранулированной среды под действием статических и динамических нагрузок. Проблема описания процессов распространения напряжений в сыпучих средах с помощью физических моделей. Проблема взаимодействия частиц в порошковых смесях в масштабе отдельных частиц. Влияние межчастичных контактов на процессы в целом. А также проблемы рассмотрения процесса разрушения кристаллической решетки компонентов смеси, как способа механоактивации систем и механизмы обратной связи указанных процессов.

Весь вышеозначенный комплекс проблем составляет предмет изучения в настоящей работе. Решение данных проблем приведет к глубокому пониманию фундаментальных процессов, которые могут быть положены в основу новых технологический решений в таких областях как экструзии высокого давления, ударно-волновые методы синтеза, равно как и привести к созданию новых методов синтеза и новых материалов.

В настоящей работы исследованы зависимости скоростей разлёта осколков и иные энергетические эффекты в процессе взрыва широкого спектра порошковых смесей вследствие сжатия в наковальнях Бриджмена. Построен и проверен ряд физических моделей описывающих процессы, сопровождающие сжатие и разрушение порошковых смесей в наковальнях Бриджмена. Двумя независимыми способами (по ударной адиабате и откольным явлениям) исследовано протекание химических реакций при ударно-волновом нагружении порошковых смесей Ti-C и Zn-S. А также проведен ряд экспериментов по исследованию влияния статического давления газовой среды на процесс распространения горения в порошковых смесях Ti-Si и Мо-В.

Заключение диссертации по теме «Химическая физика, в том числе физика горения и взрыва», Гордополов, Александр Юрьевич

Выводы

1. Разработана методика и создана экспериментальная установка для изучения воздействия одноосного сжатия на реакционноспособные системы с использованием высокоскоростной видеорегистрации процесса. Получены прямые экспериментальные данные о скорости разлета осколков, образующихся при взрывоподобном разрушении статически нагруженных образцов и об инициировании химической реакции при таком разрушении. Скорости разлета осколков лежат в диапазоне от 80 до 280 м/с, ярко светящийся фронт реакции наблюдается в ряде экспериментов и распространяется непосредственно позади разлетающихся частиц (осколков).

2. Обнаружен эффект генерации рентгеновского излучения при взрывоподобном разрушении статически нагруженных образцов. Качественная проверка данного эффекта проведена с использованием рентгеновских фотопленок и детектора ионизирующего излучения.

3. Предложена физическая модель одноосносжатого порошкового компакта и его взрывоподобного разрушения. Проведенные на основе этой модели математические оценки и компьютерное моделирование показали, что ожидается поток частиц в случае, когда зазор между наковальнями широкий. Когда расстояние зазора сокращается, локальный максимум в горизонтальной силе развивается около границ компакта и это приводит к скоплению частиц в этой зоне, что предотвращает дальнейший выброс частиц и кладет начало устойчивой, несущей нагрузку структуры. На микроуровне показано, что энергия возмущения от волны разрушения передаётся по нетепловому режиму и затухает пропорционально \l~ft •

4. В экспериментах по ударному сжатию порошков в ампулах сохранения показано, что химическое превращение в системе Ti-C при ударно-волновом нагружении, по крайней мере, частично осуществляется во фронте ударной волны, то есть реализуется ударно-волновой режим синтеза.

5. При исследовании откольных явлений в ампулах сохранения обнаружено что, в случае реагирующих смесей Ti-C и Zn-S диаметр маховского шнура и величина откольной тарелки больше, чем при таком же ударном сжатии инертных материалов аналогичного состава и с близкими механическими свойствами. Это указывает на химическое взаимодействие твердых тел, возможно в процессе ударного нагружения. Показано также, что реакция соединения цинка с серой проходит более интенсивно, чем реакция соединения титана с углеродом.

6. На основе исследования зависимостей скорости распространения фронта горения систем титан-кремний и молибден-бор от температуропроводности инертной газовой среды и пористости образцов, впервые определены параметрические области превалирования различных механизмов теплопередачи в гетерогенной волне горения. В частности, с использованием вакуумной дегазации образцов, показано преобладание конвективного газофазного теплопереноса в распространении гетерогенной волны горения по системе молибден-бор.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Гордополов, Александр Юрьевич, 2005 год

1. Ivanov G.V. Uniformity of Burning and Detonation of. Pyrotechnic Mixtures

2. Based on Activated Aluminum, JANNAF Propulsion Meeting (JPM), Tampa, Florida, USA, December 4-8, 1995,, CPIA, Pub.630, vol.1,436 p.

3. Ivanov G.V. Combustion and Explosion of Pyrotechnic Mixtures Based on Ultra fine A1 Powder. International Workshop on Chemical Gasdynamics and Combustion of Energetic Materials, June 27-29, Tomsk, 1995, p. 10.

4. Puszynski J.A., Liebig В., Dargar S, Swiatkiewicz J. Use of nanosize reactants in SHS processes. VII International Symposium on SHS, Cracow, July 6-9th, 2003, Book of Abstracts.

5. Nesterenko V.F., Meyers M.A. and LaSalvia L.C. The Structure of Controlled Shear Bands in Dynamically Deformed Reactive Mixtures. Metal, and Mat. Trans. A, vol.26, 1995, p.2511.

6. Nesterenko V.F., Meyers M.A., Chen H.C. and LaSalvia J.C. Controlled High Rate Localized Shear in Porous Reactive Media., Appl. Phys. Lett., vol.65, 1994, p.3069.

7. Chen H.C., J.C. LaSalvia, V.F. Nesterenko and M.A. Meyers. Shear Localization and Chemical Reaction in High-Strain, High-Strain-Rate Deformations of Ti-Si Powder Mixtures. Acta Mat., vol.46, 1998, p.3033.

8. Thadhani N.N. Shock-induced Chemical Reactions and Synthesis of Materials. Prog. In Mat. Sci., vol.37,1993, p. 117.

9. Thadhani N.N., et al., in High Strain Rate Behavior of Refractory Materials, eds. R. Ashafani, E. Chen and A. Crowson, TMS, Warrandale, PA, 1991.

10. Krueger B.R., A.H. Mutz and T. Vreeland Jr. Correlation of shock initiated and thermally initiated chemical reactions in a 1:1 atomic ratio nickel-silicon mixture. J. Appl. Phys., vol.70, 1991, p.5362.

11. Boslough M.B. A thermochemical model for shock-induced reactions (heat detonations) in solids. J. Chem. Phys., vol.92,1990, p. 1839.

12. Johnson J.N., P.K. Tang and С.A. Forest. Shock-wave initiation of heterogeneous reactive solids. J. Appl. Phys., vol.57, 1985, p.4324.

13. Bennett L.S., Y. Horie and M.M. Hwang. Constitutive model of shock-induced chemical reactions in inorganic powder mixtures. J. Appl. Phys., vol.76, 1994, p.3394.

14. Bennett L.S., F.Y. Sorrell, I.K. Simonsen, Y. Horie and K.R. Iyer. Ultra fast chemical reactions between nickel and aluminum powders during shock loading. Appl. Phys. Lett., vol.61, 1991, p.520.

15. Vreeland T. Jr., K.L. Montilla and A.H. Mutz. Shock wave initiation of the Ti5Si3 reaction in elemental powders. J. Appl. Phys., vol.82, 1997, p.2840.

16. Horie Y. and M.E. Kipp. Modeling of shock-induced chemical reactions in powder mixtures. J. Appl. Phys., vol.63, 1988, p.5718.

17. Walley S.M. et al. Response of termites to dynamic high pressure and shear. Proc. R. Soc. Lond. A, vol.456, 2000, p. 1483.

18. Афанасьев Г.Т., Боболев B.K., Дубовик A.B. Деформация и разрушение тонкого диска при сжатии. ПМТФ,№3,1971, стр. 106-109.

19. Афанасьев Г.Т., Боболев В.К., Казарова Ю.А. Образование локальных разогревов в процессе разрушения тонких слоев при ударе. ФГВ, т.8, №2, 1972, стр.299-306.

20. Афанасьев Г.Т., Боболев В.К., Карабанов Ю.Ф., Щетинин В.Г. Разрушение и инициирование тонкого слоя ВВ при ударе. ФГВ, т.11, №3, 1975, стр.467-475.

21. Davis J.J. et al. Detonation like phenomena in metal-polymer and metal/metal oxide polymer mixtures. 11th Int. Detonation Symp., 1998.

22. Bridgman P. Effects of High Shearing Stress Combined with High Hydrostatic Pressure. J. Phys. Rev., vol.48, 1935,p.825.

23. Enikolopyan N.S. Ultrahigh Molecular Mobility in Solids. Doklady Akad. Nauk, vol.283, 1985, p.612.

24. Enikolopyan N.S., Mkhitaryan A.A. and Karagezyan A.S. Superfast Decomposition Reactions in Solid Materials. Doklady Akad. Nauk, vol.288, 1985, p.436.

25. Enikolopyan N.S. Super-fast Chemical Reactions in Solids. Russian J. Phys. Chem., vol.63, 1989, p.1261.

26. Enikolopyan N.S., Mhkitaryan A.A., Karagezyan A.S. and Khzardzhyan A.A. Critical Events in the Explosion of Solids under High Pressure. Doklady Akad. Nauk, vol.292, 1987, p.l21.

27. Enikolopyan N.S., Vol'eva V.B., Khzardzhyan A.A. and Ershov V.V. Explosive Chemical Reactions in Solids. Doklady Akad. Nauk, vol.292, 1987, p.177.

28. Enikolopyan N.S., Khzardzhyan A.A., Gasparyan E.E. and Vol'eva V.B. Kinetics of Explosive Chemical Reactions in Solids. Doklady Akad. Nauk, vol.294, 1987, p.567.

29. Enikolopyan N.S. and Mkhitaryan A.A. Low-Temperature Detonation Reactions in Solids. Doklady Akad. Nauk, vol.309, 1989, p.900.

30. Enikolopyan N.S. Detonation, Solid-Phase Chemical Reaction. Doklady Akad. Nauk, vol.302, 1988, p.862.

31. Enikolopyan N.S., Aleksandrov A.I., Gasparyan E.E., Shelobkov V.I. and Mkhitaryan A.A. Direct Conversion of Chemical Energy into Mechanical without Thermalization. Doklady Akad. Nauk, vol.319, 1991, p.612.

32. Batsanov S.S. Effects of Explosions on Materials. Springer Verlag, New York, 1994.

33. Poletaev A.V. and Shmurak S. Z. Dislocation Emission of Electrons in ZnS Crystals. Phys. Low-Dim. Struc.t., vol.3/4, 1998, p.45.

34. Molotskii M.I. and Shmurak S.Z. Electron-Emission at Plastic Deformation of Colored Crystals. Phys. Stat. Sol. (a), vol.120, 1990, p.83.

35. Chrustalev Ju. A. and Krotova N.A. Emission von Elektronen hoher Energie bei der Zerstorung verschiedener fester Korper. Kristall und Technik, vol.13, 1978, p.1077.

36. Липеон А.Г. Электрофизические процессы на новообразованных поверхностях твердых тел. Кандидатская диссертация, Институт Химической Физики АН СССР, 1986, Доступна в Библиотеке Химической литературы РАН, Ленинский пр-т 31, Москва.

37. Koverda V.P. Tech. Phys., vol.39, 1994, pp.255-260.

38. Sornette D. in Earthquake Thermodynamics and Phase Transformations in the Earth's Interior. Academic Press, NY, 2001, Chapter 14, pp.329-366.

39. Fortov V.E., Gershenkroi V.L., Dorofeev V.L. and Kuroedov Yu. D. Doklady Phys., vol.43, 1998, pp.484-486.

40. Мержанов А.Г. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез. Физическая химия. Современные проблемы. (Под общей редакцией Я.М. Колотыркина), Химия, Москва, 1983, стр.6-44.

41. Гордополов Ю.А., Трофимов B.C., Мержанов А.Г. О возможности безгазовой детонации конденсированных систем. ДАН, т.341, №3, 1995, стр.327-329.

42. Мержанов А. Г. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез. Наука, Москва, 1983.

43. Мержанов А.Г., Шкиро В.М., Боровинская И.П. Авт. свид. № 255221, 1967.

44. Мержанов А.Г., Боровинская И.П. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез неорганических соединений. Отчёт, Черноголовка, 1970.

45. Мержанов, А.Г., Боровинская И.П. Докл. АН СССР, т.204, 1972, стр.366.

46. Дульнев Г.Н., Заричняк Ю.П. Теплопроводность смесей и композиционных материалов. Энергия, Минск, 1974.

47. Монасевич Т.В. Инженерно-физический журнал, т.65, № 5, 1993, стр.607-609.

48. Хайкин Б.И. в сб.: Процессы горения в химической технологии и металлургии. Черноголовка, 1975.

49. Рогачев А.С., Мукасьян А.С., Мержанов А.Г. Структурные превращения при безгазовом горении систем TiC и TiB. ДАН СССР, т.297, №6, 1987, стр. 1425-1428.

50. Боровинская И.П. Образование тугоплавких соединений при горении гетерогенных конденсированных систем. Наука, Москва, 1987.

51. Мержанов А.Г., Филоненко А.К. , Боровинская И.П. Новые явления при горении конденсированных систем. ДАН СССР, т.208. №4, 1973, стр.892-900.

52. Lewis В., Von Elbe G., J. Chem. Phys, vol.2,1934, p.537.

53. Зельдович Я.Б., Франк-Каменецкий Д.А. Ж. Физ. химии, №12, 1938, стр.100.

54. Семёнов Н.Н. Успехи физ. наук, т.24, 1940, стр.433.

55. Hirshfelder J.O., Curtiss G.F., Chem. Phys., vol.17, 1949, p. 1076.

56. Mallard E., Le Chatelier H.L., Ann de Mines, vol.4, 1883, p.274.

57. Nusselt W., Zeitchr. ver deutsh Ing., vol.59, 1915, p.872.

58. Jonget E., Mecanique des explosions, Paris, 1917.

59. Danielle P.I. Proc. Rog. Soc., vol.126,1930, p.393.

60. Зельдович Я.Б. Теория горения и детонации газов, Изд-во АН СССР, Москва-Ленинград, 1944.

61. Tuffanel C.R., Compt. Rend. Acad. Sci., vol.157, 1913, p.714; vol.158, 1913, p.42.

62. Мержанов А.Г., Хайкин Б.И., Теория волн горения в гомогенных средах. Черноголовка, 1992.

63. Прасолов Р.С., К расчёту теплового сопротивления зоны контакта твёрдых тел. Атомная энергия, т.24, №1, 1968, стр.86-87 с ил.

64. Андреев К.К., Термическое разложение и горение взрывчатых веществ. Москва, 1957.

65. Александров В.В., Груздев В.А., Коваленко Ю.А. Физика горения и взрыва, т.21 , № 1, 1985,стр.98-104.

66. Бальшин М.Ю., Кипарисов С.С. Основы порошковой металлургии, Москва, 1978.

67. Коваленко Ю.А., Гутин В.Б., Александров В.В., Петрожицкий В.И. Проблемы технологического горения, Черноголовка, т.11, 1981, стр.85-88.

68. Gordopolov A.Yu., Viljoen H.J. Reaction of thermites in a Bridgman anvil Part I: The pre-explosion phase. Химическая физика, т.24, №3, 2005, стр. 60-68.

69. Viljoen H.J., Gordopolov A.Yu., Van Rensburg N.F.J. Pressure Initiation of Pyrotechnic Mixtures. Proceedings 9th IWCP, Lerici, Italy, 2003.

70. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений, Наука, Москва, 1966, стр.562-568.

71. Блошенко В.Н., Бокий В.А., Мержанов А.Г. ФГВ, т.24, № 2, 1988, стр.102-111.

72. Блошенко В.Н., Бокий В.А., Моравская Т.М., Шульга Ю.М. ФГВ, т.24, №2, 1988, стр.111115.

73. Блошенко В.Н., Бокий В.А.,. Боровинская И.П, ФГВ, т.20, №6, 1984, стр.87.

74. Щетинин В.Г. Расчёт параметров состояния конденсированных веществ при высоких давлениях и температурах. ФГВ, т.27, 1991, стр.39-46.

75. Саша Н., Ricks R., Hamerton R., Humphreys J. Cold Work and Stored Energy, Retrieved July 16, 2004 from World Wide Web: http://aluminium.matter.org.uk/content/html/eng/default.asp? CATID =98&PAGEID=864363833.

76. Clarebrough L.M., Hargreaves M.E., Loretto M.H. Changes in Internal Energy Associated with Recovery and Recrystallization. Recovery and Recrystallization of Metals, Interscience Publishers, NY, 1963, pp.63-121.

77. Szczepinski W. The stored energy in metals and the concept of residual microstresses in plasticity. Arch. Mech., vol.53, 2001, p.615.

78. Nedderman R.M. Statics and Kinematics of Granular Materials. Cambridge University Press, Cambridge, 1992.

79. Duran J. Sands, Powders, and Grains. Springer, New York, 2000.

80. Landry J.W. et al. Confined Granular Packings: Structures, Stress and Forces. Phys.Rev. E, vol.67, 2003, p.41303-1.

81. Vanel L., Clement E., Eur. Phys. J. В., vol.11, 1999, pp.525-533

82. Bouchaud J-P., Cates M.E., Claudin P., J. Phys. I., vol.5, 1995, pp.639-656.

83. Rajchenbach J., Phys. Rev. E., vol.63,2001, p.041301.

84. Dantu P. Contribution a l'Etude Mechanique et Geometrique des Milieux Pulverants. Proc. 4th Int. Conf. On Soil Mechanics and Foundation Eng., part 1,1957, p. 144.

85. Kurashige M., Mishima, M., Imai K., J. Thermal Stresses, vol.22, 1999, pp.713-733.

86. Harr M.E. Foundations of Theoretical Soil Mechanics. McGraw Hill, New York, 1966.

87. Edwards S.F., Oakeshott R.B. Physica D, vol.38, 1989, p.88.

88. Fung Y.C. A First Course in Continuum Mechanics. Prentice Hall Inc. Englewood Cliffs, NJ, 1969.

89. Cherepanov G.P. Mechanics of Brittle Fracture. McGraw-Hill, New York, 1979.

90. TodaM. Theory of Nonlinear Lattices. Springer Verlag, Berlin, 1980.

91. Cohn S., Viljoen H.J. Inverse Scattering and Lattice Motion due to Generalized Nonlinear Interaction. Proc. Nat. Cong. Of Theor. And Appl. Mech., 620 Blacksburg, VA, 2002.

92. Веретенников B.A., Дремин A.H., Михайлов А.Н. К вопросу о механизме полимеризации при ударном сжатии мономеров. Физика Горения и Взрыва, т.2, №3, 1966, стр.95-100.

93. Бацанов С.С., Гаврилкин С.М., Гордополов А.Ю., Гордополов Ю.А. Откольные явления в ампулах сохранения при ударном сжатии инертных и реагирующих смесей. Физика Горения и Взрыва, т.40, №5, 2004, стр.118-125.

94. Бацанов С.С. Effects of Explosions on Materials. Springer-Verlag, New York, 1994.

95. Рябин B.A., Остроумов M.A., Свит Т.Ф. Термодинамические свойства веществ. Химия, Ленинград, 1977, стр.392.

96. Ададуров Г.А., Дремин А.Н., Канель Г. И. Параметры маховского отражения в плексигласовых цилиндрах. ПМТФ, № 2, 1969, стр. 126-130.

97. Доронин Г.С, Ступников В.П., Романьков В.В. и др. Сжатие плексигласовых цилиндров скользящей детонационной волной. Журн. техн. физики, т.43, № 5,1973, стр.1059-1065.

98. Бацанов С.С, Доронин Г.С, Клочков С.В, Теут А.И. О возможности протекания реакции синтеза за фронтом УВ. Физика горения и взрыва, т.22, № 6, 1986, стр.134-137.

99. Бацанов С.С, Гогуля М.Ф., Бражников М.А. и др. Ударное сжатие реагирующих веществ в системе олово — халькоген. Хим. физика, т. 10, 1991, стр. 1699-1704.

100. Бацанов С.С, Гогуля М.Ф., Бражников М.А. и др. Поведение реагирующей системы Sn + S в ударных волнах. Физика горения и взрыва, т.30, №3, 1994, стр. 107-112.

101. Новиков Н.П., Боровинская И.П., Мержанов А.Г., в сб.: Процессы горения в химической технологии и металлургии, под редакцией А.Г. Мержанова, Черноголовка, 1975.

102. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С., Теплопередача. Энергоиздат, Москва, 1981.

103. Yuranov LA., Fomin А.А., Shiryaev A.A., Kashireninov O.E., Journal of Materials Synthesis and Processing, vol.2, no.4, 1994, pp.239-246.