Главная – Журналы – Поиск по журналам

С помощью сканирующей дифференциальной калометрии, электронной металлографии и микроанализа определены основные макрокинетическии стадии безгазового теплового взрыва в системе Nb – Al при различных стехиометрических соотношениях реагентов. Химическое взаимодействие начинается после плавления алюминия (993 К) и протекает медленно вплоть до температуры 1020÷1040 К, при которой начинаются резкий саморазогрев и ускорение реакции (тепловой взрыв). На стадии медленной реакции наблюдаются миграция расплава из центра образца в приповерхностные слои и рост капель на поверхности образца, а на стадии теплового взрыва капли расплава вновь впитываются в образец. Независимо от исходной стехиометрии состава при тепловом взрыве образуются фазы NbAl₃ и Nb₂Al, различия проявляются лишь в соотношении этих фаз, а также в количестве остаточного (непрореагировавшего) ниобия.

Впервые проведено исследование теплового взрыва в безгазовой смеси металлических порошков методом динамического рентгеноструктурного анализа. Определена динамика образования новых кристаллических фаз на всех стадиях процесса. Показано, что после плавления алюминия в системе начинается растворение ниобия в расплаве и кристаллизация промежуточного продукта NbAl₃, при этом расплав не смачивает частицы ниобия. Резкое улучшение смачивания наступает при температуре ≈1040 K (по-видимому, вследствие разрушения оксидных пленок), при этом происходит тепловой взрыв и образуется фаза Nb₂Al. Реакция во время теплового взрыва также происходит по механизму растворение – кристаллизация.

Исследованы закономерности инициирования и горения системы 3SiO₂ — 4Al — 3C в условиях активации реакции горения высокоэнергетической добавкой Al + αKNO₃. Показано, что горение данной системы возможно лишь при введении определенного количества добавки в исходную смесь. Установлен механизм активации реакции, в которой ведущая роль придается процессам, протекающим в восстановительной стадии горения. Найдены оптимальные условия синтеза композиционного порошка состава SiC/Al₂O₃, содержащего волокна SiC.

Исследован химический состав продуктов горения в воздухе смесей порошков промышленного цирконийалюминиевого сплава циаль (массовое содержание циркония 84 %, алюминия 16 %) и ультрадисперсного порошка Al, полученного с помощью электрического взрыва проводников в аргоне. Проанализирована способность таких смесей к химическому связыванию азота воздуха. Установлено, что при определенных условиях конечные продукты могут содержать до 60 % смеси AlN + ZrN.

Исследованы процессы горения смесей ультрадисперсного электровзрывного порошка алюминия с водой, загущенной 3%-й добавкой полиакриламида. Реакция в режиме горения сопровождается образованием перегретого вспенивающегося слоя в гелеобразной воде. Обнаружена неполнота сгорания алюминия в стехиометрической смеси, объясняемая выкипанием воды из реакционной зоны. Термопарными измерениями и расчетом по составу продуктов сгорания определены максимальные температуры горения в различных условиях. Показана возможность получения ультрадисперсного или монолитного корунда в качестве продукта реакции.

Экспериментально исследовано окисление и горение одиночных частиц магния в среде СО в диапазоне температур окружающей среды 898÷1323 К. Обнаружены различные режимы взаимодействия магния с СО: низко- и высокотемпературный режимы медленного гетерогенного горения, низко- и высокотемпературный режимы парофазного горения, пульсирующее горение. Возможные причины существования различных режимов обсуждаются на основе анализа процессов в поверхностной пленке и в газовой фазе с учетом термодинамических особенностей системы Mg – CO.

На основании анализа соотношения тепловых потоков при горении одиночной частицы магния в кислородсодержащей среде показано, что парофазное горение возможно лишь в случае конденсации заметной части оксида на поверхности капли.

Излагается метод решения пространственного уравнения поверхности горения. Рассмотрен вариант численного решения задачи и для грибообразной конфигурации приведен пример расчета, когда реализуется аналитическое решение. Показано, что при использовании грибообразных конструктивных элементов зависимость площади поверхности горения от величины сгоревшего свода может быть более сильной, чем кубическая парабола.

Рассмотрен метод экспериментальной оценки температуры переднего фронта электропроводной зоны волны горения неэлектропроводных конденсированных систем. Эксперименты с использованием системы Zr + WO₃ показали эффективность метода. Получено, что температура переднего фронта равна 2000÷2400 K при температуре горения системы на уровне ≈3000 K.

Представлено унифицированное описание термодинамических свойств углерода в виде комплекта однотипных аналитических выражений для изохорно-изотермических потенциалов алмаза, жидкого углерода и графита, а затем на основе полученных результатов рассчитана фазовая диаграмма углерода в области давлений ∼3÷100 ГПа и температур ∼300÷6000 K.