К теории теплового взрыва в тонкопленочной композиции

О.В. Лапшин; В.К. Смоляков

doi:10.18321/

Авторлар

О.В. Лапшин СО РАН Томск ғылыми орталығының Құрылымдық макрокинетика бөлімі 634050 Томск
В.К. Смоляков СО РАН Томск ғылыми орталығының Құрылымдық макрокинетика бөлімі 634050 Томск

DOI:

https://doi.org/10.18321/

Кілт сөздер:

жұқа қабықшалы жүйе, термиялық жарылыс, шекаралық кинетика, диффузия

Аңдатпа

Екі реагенттен кещзектесе айналған жіктерден тұратын жұқа пленкалы композициялықтардың жылулық жарылыс есебі зерттелген. Бастапқы қоспаның және өнімдің тығыздықтар тең деп сенілген. Бастапқы реагенттердің өнімнің жініңке қабатында сызықты түрде таралған деп блжанды. Реакциялар өнімінің пайда болуы фаза аралық шекараларда реакцияда түпкі жылдамдықтарға есепке алумен диффузиялық жуықтауда қарастырылды. Жылулық релаксациялар уақыты қызу уақытынан аз деп болжағандықтан, зат көлем бойынша температуралық градиенттер есепке алынбады. Есеп уақыт бойынша айнымалы қадаммен Эйлердің сандық әдісімен шешілді. Жұқа пленкалы композициялықтар қыздырудың екі әдісі қаралды: пеште тұрақты температурамен және тұрақты тығыздықта сыртқы энергия көзімен. Диффузиялық тәртіпте және шектік кинетика шегінде тұтану процессін анықтайтын аналитикалық бағалар алынған. Қарапайым жіктен жуандықтан тәуелділікте қабат композициялықта жылулық жарылыстың термограммалардың сандық есеп айырысулары өткізілген. Жылулық жарылыстың элементарлы қабатқа тәуелді қабаттық композицияда термограммалардың сандық есептері есептелген. Жұқа пенкалы композициялықта химия өзара әрекеттесулер тәртіптердің ауысымды көрсететін жіктен жуандықтан (сызықты қыздыруға) Семеновтың саны (пештертегі қызу ) және тұтану температурасы (қыздыру кризистік сандар тәуелділіктері салынған. Аналитикалық тәуелділіктер химия өзара әрекеттесулерге шекті жағдайларда сандық есеп айырысуларға жақсы сәйкес келетіндігі көрсетілген. Реагенттердің нәзік жіктері химия айналулар жарылыс тәртіптердің облысының үлкеюіне және синтездің шарттардың жұмсартуға мүмкіндік туғызғандығы анықталған. Тәжірибеде берілген координаттар бойынша «қарапайым қабат жуандығы – қабаттық композиция тұтану температурасы» тұрақты тығыздық сыртқы қыздыру көзді жағдай үшін диффузиялық және шекті кинетика: белсендендіру және предэкспоненциальды көбейткіштің энергиялары бағалау әдісі ұсынылған.

Әдебиеттер тізімі

(1) Тонкие плёнки. Взаимная диффузия и реакции / под ред. Д. Поута, К. Ту, Д. Мейера. — М.: Мир, 1982. — 576 с.

(2) Мягков В. Г., Жигалов В. С. Твердофазные реакции и фазовые превращения в слоистых наноструктурах. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2011. — 156 с.

(3) Рогачев А. С. Волны экзотермических реакций в многослойных наноплёнках // Успехи химии. — 2008. — Т. 77, № 1. — С. 22–38.

(4) Besnoin E., Cerutti S., Knio O. Effect of reactant and product melting on self-propagating reactions in multilayer foils // Journal of Applied Physics. — 2002. — Vol. 91, No. 9. — P. 5474–5481.

(5) Гегузин Я. Е. Диффузионная зона. — М.: Наука, 1979. — 344 с.

(6) Борисов С. С., Паскаль Ю. И. Связь межфазного потока вещества с потоком вещества в фазах // Известия высших учебных заведений. Физика. — 1979. — № 5. — С. 81–85.

(7) Механокомпозиты — прекурсоры для создания материалов с новыми свойствами / отв. ред. О. И. Ломовской. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2010. — 432 с.

(8) Франк-Каменецкий Д. А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике. — М.: Наука, 1987. — 502 с.

(9) Смоляков В. К., Лапшин О. В. Тепловой взрыв в механоактивированных гетерогенных системах // Физика горения и взрыва. — 2011. — Т. 47, № 3. — С. 74–83.

(10) Барзыкин В. В. Тепловой взрыв в технологии неорганических материалов // Самораспространяющийся высокотемпературный синтез: теория и практика. — Черноголовка: Территория, 2001. — С. 9–31.