Макрокинетика горения смесей, содержащих титан: влияние структуры смеси и размера частиц титана

Впервые экспериментальные зависимости скорости горения порошковых и гранулированных смесей 5Ti + 3Si, Ti + C$^{am}$, (Ti + C$^{am}$) + 20% Cu, (Ti + C$^{am}$) + 20% Ni, Ti + C$^{cr}$ (с аморфным углеродом в виде сажи и кристаллическим углеродом в виде графита) от размера частиц титана обсуждаются с привлечением разных моделей распространения фронта горения в конденсированной среде. Теория безгазового горения (с учетом механизма капиллярного растекания и без него), микрогетерогенные модели не объясняют даже качественно различие зависимостей скорости горения от размера частиц титана для порошковых смесей титана с сажей и с графитом или увеличение скорости горения порошковых смесей Ti + C$^{am}$ при разбавлении никелем и медью, сопровождающемся понижением температуры горения. Изменение структуры среды – гранулирование порошковых смесей – приводит к изменению скорости горения без изменения фазового состава продуктов синтеза. В рамках конвективно-кондуктивной модели горения все эти результаты объяснены единообразно тормозящим влиянием примесных газов, выделяющихся перед фронтом горения в порошковых смесях при выполнении условий прогрева частиц компонентов. Меру влияния примесного газовыделения на скорость горения порошковых смесей можно оценить для каждого состава по разности скоростей горения гранулированных и порошковых образцов. Для всех исследованных составов гранулированных смесей, где влияние примесных газов на скорость горения нивелировано, аналитическая аппроксимация экспериментальной зависимости скорости горения от размеров частиц титана показала качественное согласие с зависимостью, которая следует из конвективно-кондуктивной модели горения.