О ЗАВИСИМОСТИ СКОРОСТИ ГОРЕНИЯ СВС-СОСТАВОВ ОТ МИКРОСТРУКТУРЫ СРЕДЫ - Рогачев, А.С.; Вадченко, С.Г.; Кочетов, Н.А.; Рогачев, С.А.; Умаров, Л.М. (Горение и плазмохимия, 2016)
Самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС), основанный на использовании процессов горения для производства различных порошков, материалов и изделий, является перспективной технологией, которая находит все более широкое применение в промышленности. Большой вклад в развитие СВС внесли работы Института проблем горения, его директора-основателя профессора Г.И. Ксандопуло, и Генерального директора Института профессора З.А. Мансурова. Одной из важнейших характеристик процесса СВС является линейная скорость распространения горения. Она во многом определяет производительность синтеза; определенные величины скорости важны как для получения равномерных условий синтеза материалов, так и для перспективных пиротехнических приложений данных составов. Классическая теория горения однозначно связывает линейную скорость волны горения со скоростью химического тепловыделения в волне. Чаще всего предполагается, что в гетерогенных СВС-системах скорость реакции обратно пропорциональна размеру частиц. Однако экспериментальные результаты разных исследователей показывают, что при схожих размерах частиц реагентов величины скорости горения могут различаться в несколько раз. Это указывает на существование скрытых параметров, которые не учитываются в традиционных, квазигомогенных, моделях. Проведенные в данной работе экспериментальные исследования зависимостей скорости горения СВС-составов от размера частиц и механического активирования показали, что скорость горения может возрастать с увеличением размера частиц, причем этот эффект наблюдается как для безгазовых, так и для гибридных систем. Горение составов с узкими фракциями порошка происходит с более высокими скоростями, по сравнению с аналогичными составами, в которых исходные реагенты полидисперсные. Таким образом, лимитирующей стадией при распространении горения является не скорость химической реакции, а скорость теплопередачи между частицами смеси. Показано, что комбинация кратковременного механического активирования и холодной прокатки позволяет получать СВС-составы Ti-B с увеличенной на 50% скоростью горения. Полученные результаты могут найти применение в разработке безгазовых энергоемких составов с заданной скоростью горения и для оптимизации режимов синтеза материалов.