Образование наночастиц оксида металла при горении частиц титана и алюминия

Изучено образование наночастиц оксидов металлов в процессе горения капель алюминия и титана, движущихся в воздухе со скоростью до 3 м/с. В качестве источника горящих частиц использовали пиротехническую смесь, содержащую окислитель, связующее и металлические частицы размером 4 $\div$ 350 мкм. С помощью просвечивающей электронной микроскопии показано, что при горении образуются агрегаты фрактальной структуры с размером 1 $\div$ 10 мкм, состоящие из первичных частиц (сферул) Al$_2$O$_3$/TiO$_2$ диаметром 5 $\div$ 150 нм. Для наблюдения броуновской диффузии агрегатов, а также их движения в электрическом и гравитационном полях использовали видеомикроскопическую регистрацию. Определены распределение по зарядам агрегатов TiO$_2$ и эквивалентный радиус броуновской подвижности. При горении Al зона образования наночастиц удалена от поверхности частицы примерно на расстояние ее радиуса, при горении Ti она расположена непосредственно вблизи поверхности. Коагуляция оксидно го аэрозоля в следе горящей частицы приводит к аэрогелированию с образованием гигантских агрегатов. Предложены аналитические выражения для приближенного расчета параметров оксидных частиц и зон их формирования.