Главная – Журналы – Поиск по журналам

Экспериментально исследована взаимосвязь между исходным составом типичных металлизированных твердых топлив, физико-химическими превращениями при их горении и интенсивностью разрушения конструкционных материалов при воздействии струй продуктов сгорания. Установлено, что конденсированные компоненты продуктов сгорания (оксиды алюминия и железа) играют определяющую роль в процессе разрушения конструкционных материалов.

Рассмотрена задача о прямом инициировании сферической и цилиндрической детонации в стехиометрической водородовоздушной смеси при нормальных условиях в результате схлопывания области (полости) низкого давления в пространстве, ограниченном твердой оболочкой. Исследование течения с учетом реального механизма химических реакций проводилось конечно-разностным методом, основанным на схеме С. К. Годунова, с подвижной расчетной сеткой и явным выделением головной ударной волны и контактной поверхности. Установлено, что при заданном давлении в схлопывающейся области и ее радиусе, равном или превосходящем известный критический радиус для случая безграничного пространства, существует минимальный (критический) радиус оболочки, начиная с которого в рассматриваемом поле течения формируется детонационная волна. При этом для фиксированного значения пониженного давления в случае сферической симметрии избыточная внутренняя энергия шарового слоя, заключенного между оболочкой и областью низкого давления, которая идет на инициирование детонационного горения, имеет минимум, существенно превышающий критическую энергию инициирования детонации зарядом тротила в неограниченном пространстве.

Развита физико-математическая модель, описывающая распространение детонационных волн в газовзвеси частиц угольной пыли в воздухе или кислороде в рамках представлений механики односкоростного двухтемпературного континуума. Модель приведена в соответствие с известными экспериментальными данными по зависимости скорости детонации от концентрации частиц, по задержкам воспламенения за ударными волнами и характерным временам процессов пиролиза и горения. Проанализированы стационарные детонационные структуры. Путем численного моделирования ударно-волнового инициирования показано формирование и устойчивое распространение волн стационарной детонации.

Впервые методом вакуумной конденсации получены наноматериалы для энергетических систем. На первом этапе работы проведено формирование наночастиц индивидуальных веществ — нитрата аммония и гексогена, из них получены химически чистые кристаллиты, средний размер которых составляет 50 нм. На втором этапе проведено совместное вакуумное испарение этих компонентов и их конденсация, получен композитный материал, содержащий нанокристаллиты обоих веществ. Для идентификации фазового состава, определения морфологии кристаллитов и их размеров использовались методы рентгенофазового анализа и атомно-силовой микроскопии. Показано, что размер кристаллитов в двухкомпонентном композитном материале не превышает 100 нм.

Разработана модель механического инициирования твердых взрывчатых веществ, применимая для анализа чувствительности индивидуальных веществ и смесевых взрывчатых составов. Модель включает в себя систему уравнений деформационного разупрочнения заряда взрывчатого вещества при ударе, результирующего диссипативного разогрева и тепловыделения вследствие протекания химических реакций между компонентами взрывчатой смеси. Проведен численный расчет критических параметров и кинетики реакций при инициировании зарядов из смеси перхлората аммония с полиметилметакрилатом, результаты которого сравниваются с экспериментальными данными по чувствительности этой смеси к удару.

Определено удельное сопротивление образцов политетрафторэтилена за фронтом ударной волны в диапазоне давлений 35-63 ГПа. Измерения проводились при толщине измерительной ячейки 0,2 мм, в пределах которой распределение удельного сопротивления по толщине однородно. При давлениях выше 35 ГПа с увеличением как координаты установки ячейки, так и времени удельное электрическое сопротивление монотонно уменьшалось и достигало своего равновесного значения в течение характерного времени ≈0,5 мкс на расстоянии нескольких миллиметров от плоскости распада разрыва. Полученные результаты свидетельствуют о деструкции полимера в диапазоне давлений 35-63 ГПа. Среднее значение эмпирической энергии диссоциации по всему диапазону составляет (3,3±0,7) эВ, что в пределах ошибки совпадает с энергией одинарной связи C–C, равной 3,6 эВ.

Построено аналитическое решение нестационарной задачи теплопроводности для случая локализованного центрально-симметричного распределения внутренних источников тепла в бесконечной среде. Расчет прироста температуры в центре очага самонагревания, где он максимален, сведен к вычислению элементарных функций. Проведен анализ полученных теоретических результатов.

Рассмотрены основные принципы работы Li-ионных аккумуляторов (Li-ИА), приведены уравнения для электродного потенциала и кинетики заряда/разряда. описаны наиболее распространенные материалы для отрицательного и положительного электродов, а также составы электролитов, их свойства и поведение в Li-ИА. Проанализирован мировой рынок и перспективы российского рынка Li-ИА.

По аналогии с термодинамическими представлениями, в соответствии с которыми возможность протекания реакции определяется значением энергии Гиббса, равной разности энергий для конечных и начальных продуктов, предложено рассчитывать разность сумм средней орбитальной электроотрицательности для конечных и начальных продуктов. Между энергиями Гиббса реакций и указанными разностями установлена линейная корреляция на основе большого экспериментального материала для самых различных типов реакций. Указанная корреляция может быть использована для оценки возможности протекания реакций между соединениями, для которых термодинамические данные отсутствуют, в частности, для сложных многокомпонентных соединений.

Методами электронной микроскопии высокого разрешения, рентгеновской дифракции и дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) исследованы физико-химические свойства неравновесных твердых растворов в металлических системах, полученных механохимически. Показано, что такие анокристаллические неравновесные твердые растворы обладают избыточной свободной энергией благодаря наличию неравновесных нестехиометрических дефектов и высокой плотности межблоэных границ. Совокупность этих дефектов создает синергетический эффект в химической активности.