ЗАКОНОМЕРНОСТИ ГОРЕНИЯ И ФАЗОВЫЙ СОСТАВ КОНДЕНСИРОВАННЫХ ПРОДУКТОВ ИЗ ОБРАЗЦОВ ПЕРВОЙ И АКТИВИРОВАННОЙ СМЕСИ Ti+Ni ПРИ ИЗМЕНЕНИИ НАЧАЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ.
ГОРЕНИЕ И ХИМИЧЕСКОЕ ПРЕВРАЩЕНИЕ В ВЫСОКОЭКЗОТЕРМИЧЕСКИХ СМЕСЯХ НА ОСНОВЕ
Установлено, что такая температура горения позволяет ввести Si и B, которые растворяются в расплаве и образуют литой продукт Mo-Si-B, что согласуется с экспериментом. Продукты сгорания смеси, полученной в этих условиях, представляют собой блок, четко разделенный на два слоя: нижний слой — литой Mo-Si-B (целевой продукт) и верхний слой — оксид Al2O3 (шлаковый продукт).
САМОРАСПРОСТРАНЯЮЩИЙСЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ СИНТЕЗ В СИСТЕМЕ 2CO-Ti-Al
Для исследования динамики фазового превращения в системе 2Co-Ti-Al в процессе СВС был использован метод динамической рентгенографии с временным разрешением [5]. Можно заключить, что ведущей реакцией при взаимодействии в системе 2Co-Ti-Al является реакция (Ti+Al).
Несмотря на уменьшение размера частиц, удельная поверхность для всех образцов составила 3,4 м2/г. по-видимому, за счет консолидации частиц Si3N4 фторидом натрия). Элементный анализ, проведенный энергодисперсионным методом, показал наличие в образцах Si3N4 атомов фтора и натрия в количестве 0,7-1,3 масс. %.
ПОЛУЧЕНИЕ АЗОТИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ МЕТОДОМ ЦЕНТРОБЕЖНОЙ СВС-МЕТАЛЛУРГИИ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
Показано, что во всех изученных диапазонах концентраций Cr и Cr2N смеси сохраняют способность к горению, η1 и η2 изменяются незначительно, продукты сгорания хорошо разделяются. Установлено, что с увеличением содержания Cr2N в исходной шихте (Y) содержание азота в стали вначале увеличивается до 0,3 - 0,4 % по массе, а затем не изменяется.
ИССЛЕДОВАНИЕ СТАБИЛЬНОСТИ СТРУКТУРЫ И ФАЗОВОГО СОСТАВА ВЫСОКОЭНТРОПИЙНЫХ СПЛАВОВ FeNiCoCrX, ГДЕ
Рентгеноструктурный анализ сплава FeNiCoCrMn после HEMT показал, что в результате обработки образуется однофазный твердый раствор на основе ГЦК-структуры. Однофазный сплав FeNiCoCrMn, образующийся после HEMT, сохраняет исходную гранецентрированную кристаллическую структуру при нагреве до 1000°C и последующем охлаждении, т.е. на основе ГЦК- и ОЦК-фаз (рис. 3).
Последовательность рентгенограмм при нагреве сплава FeNiCoCrTi. Полученный результат указывает на ОЦК → ГЦК-переход при температурах выше 800 °С, аналогичный полиморфному превращению феррит-аустенит.
ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМИЧЕСКИ СОПРЯЖЕННЫХ РЕАКЦИЙ СВС ПРОЦЕССАХ НА ПРИМЕРЕ ГРАНУЛИРОВАННОЙ
Вид смеси, состоящей из гранул Ti+C (темнее) и Ni+Al (светлее) с воспламенителем Ti+C сверху. Результаты эксперимента показали, что скорость горения гранулированной смеси Ni+Al примерно в 7 раз ниже скорости горения гранулированной смеси Ti+C: 3 мм/с и 22 мм/с соответственно. Учитывая, что скорость горения смеси, состоящей только из гранул Ni+Al, значительно ниже скорости горения композитной смеси, состоящей только из гранул Ti+C, можно предположить, что в зернистой шихте смеси (Ni+Al) – (Ti+C) на фронте реакции зерна Ni+Al ведут себя как инертные частицы, т.е. они воспламеняются и горят после прохождения видимого фронта горения.
Отсюда можно заключить, что в термосопряженной зернистой смеси (Ni+Al)–(Ti+C) воспламенение зерен Ni+Al происходит на фронте горения.
ЗАКОНОМЕРНОСТИ ГОРЕНИЯ И ФАЗОВЫЙ СОСТАВ
КОНДЕНСИРОВАННЫХ ПРОДУКТОВ ОБРАЗЦОВ ИЗ ИСХОДНОЙ И АКТИВИРОВАННЫХ СМЕСЕЙ Ti+Ni ПРИ ИЗМЕНЕНИИ
МА эквимолярной смеси порошков Ti+Ni проводили в механоактиваторе АГО-2 с использованием стальных шариков диаметром 9 мм при ускорении 90 g [12-15]. В случае активированной смеси после значительного увеличения скорости горения от 2 до 25 мм/с в интервале температур 20–120°С дальнейшее повышение начальной температуры приводит к уменьшению скорости горения. ставка. .
КОНКУРЕНЦИЯ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛО- И МАССООБМЕНА ПРИ ПРОХОЖДЕНИИ ВОЛНЫ ГОРЕНИЯ ГЕТЕРОГЕННОЙ СИСТЕМЫ
УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ КОНВЕКТИВНОГО РЕЖИМА ГОРЕНИЯ В ГРАНУЛИРОВАННОЙ СМЕСИ Ti + xC
Если предположить, что формулы (3) правильно отражают зависимость коэффициента теплоотдачи от расхода газа вплоть до коэффициента α*/α ≈ 10,4, то значения эффективных коэффициентов теплоотдачи для остальных потоков газа составят α*(Q) = 10,4·α( Q). Поэтому пересечения кривых 1 и 2 (для смеси Ti + C), 3 и 4 (для смеси Ti + 0,75 C), 5 и 6 (для смеси Ti + 0,5 C) на рисунке 1 определяют расчетная граница перехода от кондуктивного к конвективному режиму горения в спутном потоке азота. Экспериментальная проверка предлагаемого метода определения границы перехода между кондуктивным и конвективным режимами была проведена при горении гранулированной смеси Ti + 0,5C в азоте [6].
РАЗРАБОТКА КОМБИНИРОВАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ
Исходными материалами служили трубы из коррозионностойкой стали 08Х18Н10Т и стержни из конструкционной стали 20, геометрические размеры которых приведены в таблице 1. Таким образом, методом взрыва были получены двухслойные стержни с сочетанием слоев стали 20+08Х18Н10Т. сварка по схемам, использующим в качестве атмосфер в сварочном зазоре гелий и воздух.
СВС–МЕТАЛЛУРГИЯ БОРИДОВ ХРОМА И ТИТАНА ИЗ ТЕРМИТНЫХ СМЕСЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ХРОМАТОВ
КАЛЬЦИЯ
Al 8CrB
Для расширения предела разделения фаз был проведен эксперимент на смеси при α = 20, в которую вводили 20 % высокоэкзотермической добавки CaO2 + Al. Результаты исследовательских экспериментов показывают, что замена CrO3 в исходной смеси на стабильный CaCrO4 с низкой гигроскопичностью позволяет сэкономить. Использование высокоэкзотермической добавки CaO2+Al для повышения температуры горения позволило расширить границы разделения фаз и получить композиционный материал в системе Cr-Ti-B.
Odaka, Synthesis of chromium borides by solid-state reaction between chromium (III) oxide and amorphous boron powder, Journal of The Ceramic Society of Japan.
ЭВОЛЮЦИЯ ЗОН КОНЦЕНТРАЦИИ НАПРЯЖЕНИЙ В БИМЕТАЛЛЕ В ПРОЦЕССЕ ЕГО ПРОИЗВОДСТВА
Сканирование биметалла 09Г2С+08Х13 размерами мм проводилось неразрушающим методом ММП со стороны основного и плакирующего слоев по одним и тем же линиям сканирования. Схема размещения зон концентрации напряжений перед сваркой взрывом исходных материалов, где а – плакирующий слой 08Х13; б – основной слой 09Г2С.
Рентгенофазовый анализ (РФА) состава керамического блока с распределенной интерметаллидной фазой показал, что в образце образуются следующие фазы: TiB2, TiO2, TiCo, кубик Al2O3, ромб Al2O3, CoAl. Самый нижний уровень представлен наноразмерными волосками, покрывающими эти гранулы или пластинки, расположенные перпендикулярно поверхности, толщина которых составляет около 40-50 нм.
МОЛЕКУЛЯРНО-ДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТВЕРДОФАЗНОГО ГОРЕНИЯ В СИСТЕМЕ TI-AL
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПЛАМЁН РАЗБАВЛЕННЫХ МЕТАНО- КИСЛОРОДНЫХ СМЕСЕЙ С ПРЕПЯТСТВИЯМИ КОНИЧЕСКОЙ
Видеокадры скоростной съемки распространения фронта пламени через коническое препятствие с центральным отверстием и двумя отверстиями на образующих конуса: а) - перегородка (угол раскрытия конуса 55°), б) - диффузор (угол раскрытия конуса 55°), в) – дефлектор (угол раскрытия конуса 83°), г) – дефлектор (угол раскрытия конуса 83°), перед видеокамерой размещен интерференционный фильтр 430 нм; д) – рассеиватель (угол раскрытия конуса 83°), е) – рассеиватель (угол раскрытия конуса 83°), перед камерой размещен интерференционный фильтр 430 нм. Типичные последовательности видеокадров распространения фронта пламени в горючей смеси при начальном давлении 165 Торр через коническое препятствие, ориентированное как перегородка а), в), г) и как диффузор б), д), е). представлено на рисунке 2 для углов раскрытия конуса 55° и 83°. Рис. 4. Результаты численного расчета процесса проникновения пламени через коническое препятствие: а) – изменение безразмерной температуры при... проникновении пламени через нагреватель, угол раскрытия 100°; б) – изменение безразмерной температуры при распространении пламени через нагреватель, угол раскрытия 150°; в) – изменение безразмерной температуры при распространении.
Черныш, Проникновение пламени разбавленных метано-кислородных смесей через диффузоры и перегородки, Ежегодная научная конференция ИСМАН (14–15 марта 2018 г.).
ОСОБЕННОСТИ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ И ГОРЕНИЯ СМЕСЕЙ ВОДОРОД-ВОЗДУХ И ВОДОРОД-МЕТАН-ВОЗДУХ НАД
Пространственное развитие воспламенения и распространение пламени в смеси 40 % H2-воздух и (80 % H2 + 20 % CH4) стехиом + воздух исследовали на палладиевой проволоке (рис. 2б, 2в). Видно, что в присутствии Pd проволоки ячеистая структура фронта пламени не наблюдается по сравнению с результатами для поверхности Pt [3, 4]. Показано, что ячеистая структура фронта пламени при зажигании на палладиевой проволоке не наблюдается по сравнению с результатами, полученными на поверхности платины.
Поэтому Pd более пригоден для рекомбинаторов водорода на атомных электростанциях, поскольку каталитические частицы не находятся в газовой фазе по сравнению с Pt.
ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ДЛИНУ СКАЧКА ПЛАМЕНИ ПОСЛЕ ПРОНИКНОВЕНИЯ ЧЕРЕЗ МАЛОЕ ОТВЕРСТИЕ
Как видно из рис. 2г (кадры 24, 25), второй «скачок пламени» наблюдается при наличии сетки на прямоугольном препятствии шириной 10 мм. Скоростная съемка распространения ФП: а – через прямоугольное отверстие шириной 7 мм и длиной 65 мм; б – через круглое отверстие диаметром 25 мм, в – сквозное. Результаты визуализации течения газа с помощью освещения частиц MgCO3, выносимых потоком газа из резервуара 14 (рис. 1) в круглые и прямоугольные отверстия, представлены на рис. 3.
Расчет изменения безразмерной температуры в процессе распространения ПТ через отверстие, а, б, в – разные значения ширины канала в безразмерных единицах); I – nξ = 0; II – n = 0.
ОБ ОСОБЕННОСТЯХ КОРОТКОВОЛНОВОГО ЭМИССИОННОГО СПЕКТРА РЕАКЦИЙ СВС
Проявление этого эффекта можно объяснить сильно неравновесным возбуждением эмиссионной плазмы горения, наблюдаемым в системе Ti-Si [7]. В данной работе (методом фотофотометрии с использованием фотометрического пакета, состоящего из фотопленки RAR2497 и окружающего ее защитного слоя) зарегистрировано рентгеновское излучение при горении порошковой смеси MoO3-Al, инициированном электрокатушкой, а также в реакции Ti-B, Ti-ламинатных композитов-Si, вызванные пульсирующим воздействием лазерного луча с длиной волны - 2,7÷3,1мкм; длительность импульса – 0,5 мкс; энергия импульса – 0,6 Дж; средняя освещенность участка образца за время импульса, Вт/см2. На поверхности слоистых композитов Ti-B, Ti-Si при лазерной обработке наблюдается их плавление вблизи поверхности с развитием в образующихся расплавах конвективных течений и капиллярных микроволн.
Наблюдаемая в экспериментах засветка фотопленок свидетельствует о рентгеновском излучении реагирующих систем при горении смеси MoO3-Al и вынужденных гетерогенных реакциях ламинированных композитов Ti-B, Ti-Si.
100 m 5мм
Если за порог проникновения фотонов через используемые защитные слои (черная бумага, сплав Be-Al) принять значение коэффициента пропускания 10-4, то из оценки реальных характеристик пропускания слоев на основе По данным [8] следует, что в потоке излучения реакционных систем присутствуют фотоны с энергией выше 1000 эВ и длиной волны менее 1,2 нм.
ТЕРМИЧЕСКИ СОПРЯЖЕННЫЙ ПРОЦЕСС СВС В ГИБРИДНОЙ СИСТЕМЕ Ti-Al-O 2
В результате эксперимента установлено, что горение состава Ti+4Al насыпной плотности в воздушном потоке протекает вдоль поверхности со скоростью 0,1 см/с. Внешний вид образца, сгоревшего в потоке воздуха. Результаты эксперимента по горению композиции Ti+4Al в потоке кислорода. В результате исследований установлено, что горение насыпного состава Ti+4Al в кислородной среде протекает в лоб (рис. 3).
Учитывая, что металлы ряда Fe, Co, Ni являются соседями в таблице Менделеева и их металлические радиусы близки, можно было бы ожидать аналогии в их кристаллической структуре. Интересно отметить, что для каждого компонента 1-4 в ряду Me=Fe, Co, Ni объем изменяется немонотонно и имеет минимум для Me=Co (рис. 2), хотя по структурным данным для Me = Объем Со-ячейки максимальный. Данные расчета показывают, что при Me=Fe энтальпия образования компонентов 1 – 4 практически не меняется, в то время как при замене атома Fe на Co или Ni стабильность компонентов 3 и 4 по сравнению с 1 и 2 уменьшается.
Исследование электронной структуры 1-4 показывает, что снижение стабильности компонентов 3, 4 в ряду Fe-Co-Ni коррелирует с уменьшением порядка связей Me-Me, что выражается в соответствующем увеличении по длине связи (Fe–Fe=2,42 А, Co–C =2,46 А, Ni–Ni=2,55 А).
БЕЗГАЗОВОЕ ГОРЕНИЕ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭМУЛЬСИИ В УСЛОВИЯХ ГРАВИТАЦИОННОГО СИЛОВОГО
ВОЗДЕЙСТВИЯ
В этом случае будем предполагать существование «лимитирующего» процесса диссоциации NiO со скоростью W = k0NiO·exp(-E/RT), приводящего к химическому взаимодействию. Здесь k0 – константа, NiO – удельный объем NiO (аналог концентрации NiO в составе смеси), T – реальная температура среды (для простоты будем рассматривать приближенное описание с единичным температура.
ФОРМИРОВАНИЕ МИКРОСТРУКТУРЫ КОМПОЗИТОВ TiB 2 –CrB И ZrB 2 –CrB, ПОЛУЧЕННЫХ ЭЛЕКТРОТЕПЛОВЫМ ВЗРЫВОМ
Цель работы – изучение влияния механической активации на модели ЭТЭ и формирование микроструктуры композитов TiB2-CrB и ZrB2-CrB. На рис. 2 представлены микроструктуры СВС-композитов TiB2-70CrB (а, б) и ZrB2-70CrB (в, г), полученных методом ЭТВ из гетерогенных смесей без использования. Показано, что при экзотермическом взаимодействии в системе Ti–Cr–B образуются тугоплавкие соединения TiB2 и CrB, а в системе Zr–Cr–B – ZrB2 и CrB.
Композит TiB2–70CrB содержит зерна дисперсной фазы размером до 5 мкм, а композит ZrB2–70CrB – зерна ZrB2 в виде пластин толщиной менее 1 мкм и длиной до 50 мкм.
ОДНОСТАДИЙНЫЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ
УЛЬТРАТУГОПЛАВКОГО КОМПОЗИТА НА ОСНОВЕ СИСТЕМЫ TaC–ZrC
Kurbatkina et al., Production of ultrahigh-temperature carbide (Ta,Zr)C by self-propagating high-temperature synthesis of mechanically activated blends, Ceram.
КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СВС- ПРОДУКТОВ В СИСТЕМЕ Ta-Ni-Al
Радиус атомов Та на 18% больше радиуса атомов Ni, а для атомов Al эта разница составляет 7%. Следовательно, внедрение атомов Al в позиции атомов Ni в структуре фазы Ta6,5Ni6,5 представляется более вероятным, чем в позиции атомов Та. По результатам кристаллохимического моделирования '-фазу можно рассматривать как тройное соединение состава TaNi1-xAlx (структурный прототип W6Fe7), в котором часть позиций атомов Ni занята атомами Al.
Таким образом, фазу 4' можно рассматривать как тройное соединение со структурным типом Ti2Ni, где половина позиций атомов Ni занята атомами Al.
О МЕХАНИЗМЕ ФОРМИРОВАНИЯ ЛИТЫХ ОКСИНИТРИДОВ АЛЮМИНИЯ ПРИ ГОРЕНИИ СМЕСЕЙ ТЕРМИТНОГО ТИПА
Из анализа шлифа продукта сгорания смеси CrO3+AlN (рис. 10) выясняется, что образец после сгорания имеет двухфазную структуру: легкие металлоподобные включения различной формы и размера, а также легкие металлоподобные включения различной формы и размера. как крупные поры, распределены в темной матрице. Это указывает на расслоение AlN при температуре горения и его подавление высоким давлением газа (смещение равновесия в сторону высокой концентрации AlN). Исследование показало возможность горения модельной смеси CrO3 + αAlN в широком диапазоне соотношений реагентов, что указывает на необходимость учета участия AlN в химических превращениях в волнах горения других систем термитного типа.
На основе анализа экспериментальных результатов можно предложить следующую многостадийную схему химического превращения в волне горения смеси оксида металла (МОн) с Al и AlN в атмосфере N2.