Влияние механической активации и примесного газовыделения на макрокинетику горения и структуру продуктов в системе Ti–C–B для прессованных компактов и гранулированных смесей

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Проведено исследование влияния механической активации системы 100 −x(Ti+C)+x(Ti+2B) на закономерности горения образцов с различной макроструктурой: прессованных компактов с относительной плотностью 0.53–0.6 и гранул насыпной плотности размером 0.6–1.6 мм. Установлено, что механическая активация порошков приводит к постепенному снижению скорости горения прессованных образцов по мере увеличения содержания Ti+2B в смесях – нисходящая зависимость, в то время как увеличение содержание Ti+2B в компактах из неактивированных порошков приводит к увеличению скорости горения – восходящая зависимость. Полученные результаты противоречат теоретическим представлениям о влиянии механической активации на процесс горения, в соответствии с которыми скорость горения должна возрастать. Одним из важных факторов, влияющих на изменение скоростей горения, является примесное газовыделение. Впервые экспериментально определено влияние механической активации на закономерности горения гранулированных смесей. Установлено, что скорости горения гранулированных смесей выше, чем порошковых, для всех исследованных составов. Показано, что скорость горения гранулированных смесей из активированного порошка в среднем в 3 раза выше по сравнению с гранулами из неактивированного порошка. При этом зависимость скорости горения от массового содержания Ti+2B имеет локальный минимум, который, вероятно, связан с особенностями процесса механической активации.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Д. С. Васильев

Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: d.s.vasilyev@mail.ru
Россия, Черноголовка

Б. С. Сеплярский

Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова Российской академии наук

Email: seplb1@mail.ru
Россия, Черноголовка

Н. А. Кочетов

Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова Российской академии наук

Email: d.s.vasilyev@mail.ru
Россия, Черноголовка

Список литературы

  1. Мержанов А.Г., Мукасьян А.С. Твердопламенное горение. М.: Торус Пресс, 2007.
  2. Levashov E.A., Mukasyan A.S., Rogachev A.S. et al // Intern. Mater. Rev. 2017. V.62. № 4. P. 203. https://doi.org/10.1080/09506608.2016.1243291
  3. Nersisyan H.H., Lee J.H., Ding J.R. et al. // Prog. Energy Combust. Sci. 2017. V. 63. P. 79. https://doi.org/10.1016/j.pecs.2017.07.002
  4. Morsi K. J. Mater. Sci. 2012. V. 47. № 1. P. 68. https://doi.org/10.1007/s13632-013-0071-y
  5. Levashov E.A., Kosayanin V.I., Krukova, L.M. et al. // Surf. Coat. Technol. 1997. V. 92. № 1–2. P. 34. https://doi.org/10.1016/S0257-8972(96)03083-6
  6. Yang F., Qin Q., Shi T. et al. // Ceram. Intern. 2019. V. 45. № 4. P. 4243. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.11.096
  7. Vallauri D., Adrian I.A., Chrysanthou A. // J. Eur. Ceram. 2008. V. 28. №. 8. P. 1697. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2007.11.011
  8. Zhang Y., Wang B., Dong B. et al. // Tribol. Lett. 2023. V. 71. № 84. https://doi.org/10.1007/s11249-023-01756-x
  9. Pugacheva N., Kryuchkov D., Bykova T. et al // Materials. 2023. V. 16. № 8. P. 3204. https://doi.org/10.3390/ma16083204
  10. Ziemnicka-Sylwester M. // Materials. 2013. V. 6. № 5. P. 1903. https://doi.org/10.3390/ma6051903
  11. Yang Y.F., Wang H.Y., Liang Y.H. et al. // Mater. Sci. Eng. A. 2007. V. 445–446. № 15. P. 398. https://doi.org/10.1016/j.msea.2006.09.062
  12. Rubtsov N.M., Seplyarskii B.S., Alymov M.I. Ignition and Wave Processes in Combustion of Solids. Cham: Springer, 2017.
  13. Кочетов Н.А., Сеплярский Б.С. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 1. С. 42. https://doi.org/10.31857/S0207401X22010071
  14. Nikogosov V.N., Nersesyan G.A., Sherbakov V.A. et al. // Int. J. Self-Propag. High-Temp. Synth. 1999. V. 8. № 3. P. 321.
  15. Беляев А.А., Ермолаев Б.С. // Хим. физика. 2023. Т. 42. № 8. С. 3. https://doi.org/10.31857/S0207401X23080034
  16. Сеплярский Б.С., Абзалов Н.И., Кочетков Р.А. и др. // Хим. физика. 2021. Т. 40. № 3. С. 23. https://doi.org/10.31857/S0207401X21030109
  17. Сеплярский Б.С., Кочетков Р.А., Лисина Т.Г. // Физика горения и взрыва. 2019. Т. 55. № 3. С.57. https://doi.org/10.15372/FGV20190307
  18. Рогачев А.С. // Успехи химии. 2019. Т. 88. № 9. С. 875. https://doi.org/10.1070/RCR4884
  19. Корчагин М.А. // Физика горения и взрыва. 2015. Т. 55. № 5. С. 77. https://doi.org/10.15372/FGV20150509
  20. Кочетов Н.А., Сеплярский Б.С. // Хим. физика. 2020. Т. 39. №. 9. С. 39. https://doi.org/10.31857/S0207401X20090058
  21. Matveev A., Promakhov V., Nikitin P. et al. // Materials. 2022. V. 15. №. 7. P. 2668. https://doi.org/10.3390/ma15072668
  22. Корчагин М.А., Гаврилов А.И., Зарко В.Е. и др. // Физика горения и взрыва. 2017. Т. 53. № 6. С. 58. https://doi.org/10.15372/FGV20170607
  23. Кочетов Н.А. // Физика горения и взрыва. 2022. Т. 58. № 2. С. 49. https://doi.org/10.15372/FGV20220205
  24. Кочетов Н.А., Сеплярский Б.С., Щукин А.С. // Физика горения и взрыва. 2019. Т. 55. № 3. С. 63. https://doi.org/10.15372/FGV20190308
  25. Maglia F., Anselmi-Tamburini U., Deidda C. et al. // J. Mater. Sci. 2004. V. 39. P. 5227. https://doi.org/10.1023/b:jmsc.0000039215.28545.2f
  26. Bogatov Y.V., Shcherbakov V.A. // Russ. J. Non-Ferr. 2021. V. 62. P. 248. https://doi.org/10.3103/S1061386223030032
  27. Кочетов Н.А., Вадченко C.Г. // ФГВ. 2015. Т. 51. № 4. С. 77. https://doi.org/10.15372/FGV20150410
  28. Kochetov N.A., Sytschev A.E. // Mater. Chem. Phys. 2021. V. 257. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2020.123727
  29. Aldushin A.P., Martemyanova T.M., Merzhanov A.G. et al. // Combust. Explos. Shock Waves. 1972. V. 8. № 2. P. 159. https://doi.org/10.1007/BF00740444
  30. Сеплярский Б.С. // Докл. АН. 2004. Т. 396. № 5. С. 640. https://doi.org/10.1023/B:DOPC.0000033505.34075.0a
  31. Seplyarskii B.S., Kochetkov R.A. // Intern. J. Self-Propag. High-Temp. Synth. 2017. V. 26. № 2. P. 134. https://doi.org/10.3103/S106138621702011X
  32. Vorotilo S., Kiryukhantsev-Korneev V., Seplyarskii B.S. et al. // Crystals. 2020. V. 10. № 5. P. 412. https://doi.org/10.3390/cryst10050412
  33. Сеплярский Б.С., Кочетков Р.А., Лисина Т.Г. и др. // Физика горения и взрыва. 2021. Т. 57. № 1. С. 65. https://doi.org/10.15372/FGV20210107
  34. Сеплярский Б.С., Кочетков Р.А., Лисина Т.Г. и др. // Физика горения и взрыва. 2021. V. 57. № 3. P. 88. https://doi.org/10.15372/FGV20210308

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Схема экспериментальной установки: 1 – баллон с аргоном, 2 – датчики расхода аргона, 3 – датчики давления газа, 4 – переключатель газа (I – азот, II – аргон, III – подача перекрыта), 5 – вольфрамовая спираль, 6 – шихта, 7 – подложка, 8 – цифровая видеокамера, 9 – персональный компьютер для записи данных с датчиков и видеокамеры.

Скачать (29KB)
3. Рис. 2. Зависимость скорости горения прессованных компактов от массового содержания Ti+2B до (1) и после МА (2).

Скачать (13KB)
4. Рис. 3. Типичные рентгенограммы продуктов горения: 1 – (Ti+C), 2 – 20(Ti+2B), 3 – 40(Ti+2B), 4 – 60(Ti+2B), 5 – 80(Ti+2B), 6 – (Ti+2B).

Скачать (20KB)
5. Рис. 4. Изображения СЭМ исходного порошка титана (а) и МА-смеси состава 60(Ti+2B) (б, в).

Скачать (96KB)
6. Рис. 5. Рентгенограммы продуктов состава (Ti+2B) после МА в течение 5 мин (1) продукта горения прессованного образца (Ti+2B) из неактивированной шихты (2), продукта горения гранулированного образца (Ti+2B) из неактивированной шихты (3).

Скачать (16KB)
7. Рис. 6. а – Продукты горения прессованных компактов из исходных смесей: 1 – (Ti+C), 2 – 20(Ti+2B), 3 – 40(Ti+2B), 4 – 60(Ti+2B), 5 – 80(Ti+2B), 6 –(Ti+2B); б – продукты горения прессованных компактов из МА-смесей: 1 – (Ti+C), 2 – 20(Ti+2B), 3 – 40(Ti+2B), 4 – 60(Ti+2B), 5 – 80(Ti+2B).

Скачать (30KB)
8. Рис. 7. Зависимость скорости горения гранулированных смесей от массового содержания Ti+2B до (1) и после МА (2).

Скачать (15KB)
9. Рис. 8. а – Продукты горения гранулированных образцов из неактивированных смесей: 1 – (Ti+C), 2 – 20(Ti+2B), 3 – 40(Ti+2B), 4 – 60(Ti+2B), 5 – 80(Ti+2B), 6 – (Ti+2B); б – из активированных смесей: 1 – (Ti+C), 2 – 20(Ti+2B), 3 – 40(Ti+2B), 4 – 60(Ti+2B), 5 – 80(Ti+2B), 6 – 90(Ti+2B)

Скачать (49KB)

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».