Исследование режимов и закономерностей горения смесей Hf + 0.5 C в азоте: влияние механической активации

Исследовано горение в азоте прессованных из смесей порошков гафния с сажей цилиндрических образцов состава Hf + 0.5 C. Изучались неактивированные смеси и составы, прошедшие предварительную механическую активацию в планетарной мельнице. Давление азота в экспериментах составляло 0.2 $\div$ 4 МПа. Установлено, что режим горения образцов из неактивированной смеси зависит от давления азота. При давлении ниже 2 МПа распространение фронта происходит в автоколебательном режиме, при больших давлениях – в стационарном. Горение образцов из механоактивированной смеси протекает стационарно во всем интервале исследованных давлений, при этом скорость горения в 50 $\div$ 100 раз превышает скорость горения образцов из неактивированной смеси. Это связано с различием микроструктур этих смесей и, соответственно, с различными механизмами протекания реакции. При механической активации смеси образуются композитные частицы, площадь контакта углерода и гафния в которых на порядки превышает площадь контакта между ними в случае неактивированной смеси. В результате ведущую роль в горении образцов из механоактивированных смесей играет взаимодействие гафния с углеродом, которое приводит к улучшению газопроницаемости образца и последующему азотированию.
В образцах из неактивированной смеси ведущую роль играет азотирование гафния, протекающее с небольшой скоростью из-за фильтрационных затруднений.