Главная – Журналы – Поиск по журналам

Рассмотрено влияние процесса компактирования порошковой смеси чистых элементов 3Ni+Al на начальную стадию образования интерметаллического соединения Ni₃Al на поверхностях раздела разнородных частиц в условиях нагрева смеси внешним источником энергии.

Предложено объяснение эффекта возникновения электродвижущей силы при горении гетерогенных систем с конденсированными продуктами. На основе развитых физических представлений, оценок и анализа экспериментальных данных сформулирован конвективный механизм возникновения участков разной зарядовой плотности, связанный с переносом зарядов фильтрующимся в порах газом.

Кинетика термического разложения триаминогуанидиннитрата (ТАГН) изучена в твердом и жидком (раствор) агрегатном состоянии. Распад порошкообразного кристаллического ТАГН развивается с сильным самоускорением. Определены его формальные кинетические характеристики. Основная причина ускорения — прогрессивное плавление твердого вещества в ходе его химического превращения. Разложение ТАГН в растворе происходит в несколько десятков раз быстрее, чем в твердом состоянии, и со скоростью, уменьшающейся во времени. Основные газообразные продукты распада ТАГН — N₂, N₂O и H₂O. Обсуждается химия процессов, протекающих при его разложении.

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.