Главная – Журналы – Поиск по журналам

На примере составов Ni + 13 мас.% Al и Ni + 45 мас. % Ti проведено изучение причин, приводящих к переходу от взаимодействия реагентов с участием жидкой фазы в обычных порошковых СВС-смесях к твердофазному режиму горения после предварительной активации этих же смесей в энергонапряженной планетарной шаровой мельнице. Определены зависимости скорости и температуры горения от продолжительности и режимов механической активации. Установлено, что реализация твердофазного СВС обусловлена образованием из порошковой смеси «слоистых композитов», в которых идет измельчение реагентов до ультрадисперсных размеров, многократно увеличивается площадь их контакта и создается высокая концентрация неравновесных дефектов. Тепловыделение в активированных образцах происходит в несколько стадий и при более низкой температуре, чем в порошковой смеси.

Исследовано влияние режимов механической активации в планетарной шаровой мельнице составов Ni + 13 мас. % Al и Ni + 45 мас. % Ti на основные параметры СВС-процессов и состав продуктов горения. По результатам экспериментов при повышенных начальных температурах сделан вывод о том, что в результате обратной закалки созданные с помощью механической активации дефекты не успевают отжигаться в зоне прогрева и сохраняются в образце до начала химического взаимодействия в ведущей зоне волны СВС. Проведено in situ исследование процесса отжига активированных образцов в просвечивающем электронном микроскопе и на дифрактометре синхротронного излучения. С помощью калориметрических исследований оценена энергия, запасенная в образцах в результате механической активации.

Предложена новая экспериментальная методика исследования механизма перехода от квазигомогенного горения к гетерогенному — горение пружины с изменяющимся шагом. В зависимости от шага пружины, скрученной из циркониевой проволоки, способной самостоятельно гореть в воздухе, возможны два режима горения. Квазигомогенный (послойный) режим горения реализуется при малом шаге витков пружины, при увеличении шага пружины горение переходит в гетерогенный (псевдоспиновый режим горения). Исследованы условия осуществления различных режимов горения в зависимости от диаметра и шага пружины.

Выполнен анализ опубликованных исследований структурно-фазовых изменений в порошковых металлических системах Сu–Al, Ni–Al в процессе горения ( in situ). Выявлены теплозащитные функции различных структурных образований вокруг реакционных ячеек в зонах волны горения. Развиты представления о механизме обеспечения условий горения, близких к адиабатическим. Представлена микроструктурная модель механизма обеспечения условий горения, близких к адиабатическим, дано обоснование правомочности модели.

В линейном приближении теории Зельдовича — Новожилова найдена аналитическая связь между функцией отклика на гармонически меняющееся давление, определенной при некоторой начальной температуре, и функцией отклика на осциллирующий радиационный тепловой поток, найденной при том же давлении, но другой, меньшей, начальной температуре. Разность начальных температур удовлетворяет условию равенства стационарных скоростей горения в отсутствие и при наличии радиационного потока и прямо пропорциональна ему.

Путем сопоставления экспериментальных результатов по устойчивому зажиганию и горению исходных образцов, составляющих огневую цепь пиротехнического заряда, определены критические условия перехода волны горения через поверхность контакта соседних прессовок составного заряда. Методика опробована на 20 зарядах, представляющих собой различные варианты пяти прессовок из пироксилина, дымного ружейного пороха и трех видов пиротехнических смесей. Определены минимальные размеры выступа на поверхности контакта, наличие которого способствует распространению волны горения по всему заряду.

Представлены результаты экспериментальных исследований расширяющейся многофронтовой детонационной волны, в которых обнаружены две стадии спонтанного образования новых возмущений и поперечных волн на расширяющемся фронте детонационной волны. Обсуждены основные механизмы реинициирования детонационных волн. Проведено двумерное численное моделирование динамики многофронтовой детонационной волны в линейно расширяющемся канале. Эффект спонтанного образования новых возмущений и новых поперечных волн подтвержден расчетами, причем основным механизмом размножения поперечных волн является неустойчивость участков фронта детонационной волны при их выходе из пересжатого состояния и ослаблении при своем расширении.

С использованием шлирен-киносъемки в пропанокислородной смеси исследован процесс перехода волны горения в резко расширяющуюся часть плоского канала, в которой сформировалась квазистационарная сверхзвуковая недорасширенная струя несгоревшего газа. Зарегистрированы два режима возбуждения взрыва: сильный и слабый. В первом случае в момент входа фронта пламени в расширение происходит практически мгновенное зарождение детонационной волны, скорость которой вначале приблизительно в 1,5 раза превышает скорость детонации Чепмена — Жуге (D_CJ), а в дальнейшем снижается до значения, соответствующего самоподдерживающейся детонации. Во втором случае скорость фронта постепенно возрастает от ≈ 0,4 D_CJ до ≈ 1,0 D_CJ. Установлено, что стартовый импульс, инициирующий процесс трансформации турбулентного режима горения во взрывные и детонационные, создается при взаимодействии фронта пламени с волнами разрежения, являющимися элементами структуры начального участка струи.

Предложен метод расчета термодинамических параметров органического вещества, сжатого ударной волной в области, для которой невозможно независимое построение изоэнтроп из-за отсутствия соответствующих исходных значений энтропии. Метод основан на том, что в пространстве, где на известном массиве исходных термодинамических величин с помощью ударно-волновых экспериментов без разрывов и изломов определены зависимости скорости волны, давления и внутренней энергии от массовой скорости в каждой точке пространства, возможно однозначное вычисление всех термодинамических параметров состояния без введения дополнительной информации. Параметр Грюнайзена и скорость звука находятся дифференцированием семейства ударных адиабат, полученных при разной начальной температуре, теплоемкость, температура и энтропия — интегрированием вдоль ударной адиабаты в координатах «массовая скорость — температура», причем массовая скорость рассматривается как независимая переменная, такая же, как классические параметры состояния (давление, температура, удельный объем и др.). Метод применен для термодинамического описания ударно-сжатого нитрометана.

Впервые экспериментально определена теплопроводность взрывных компактов, полученных из смеси порошков меди и молибдена. Измерения проведены с помощью кoмпаратора-измерителя теплопроводности КТ-6, разработанного в Сибирском государственном НИИ метрологии. Показано, что теплопроводность взрывных компактов зависит от содержания компонентов исходной смеси порошков и значительно возрастает после трехчасовой выдержки в вакуумной печи при температуре 900°С. Разработан способ получения взрывным компактированием цилиндрических образцов диаметром 30 мм с однородными свойствами без особенности в центральной зоне.