Факторы, влияющие на характеристики высокоэнергетических воспламенительных нанокомпозитов на основе $\mathrm{Al}/\mathrm{Bi}_2\mathrm{O}_3$

Для оптимизации синтеза реагирующих компонентов и улучшения воспламенительных свойств $\mathrm{Al}/\mathrm{Bi}_2\mathrm{O}_3$ исследованы факторы, влияющие на энергетические характеристики реакций нанотермитов. Учитывались тип оксидов, размер частиц $\mathrm{Bi}_2\mathrm{O}_3$ и молярное соотношение горючего компонента к оксиду. Все образцы получены методом ультразвукового смешивания. Состав синтезированных композитов $\mathrm{Al}/\mathrm{Bi}_2\mathrm{O}_3$ подтвержден методами рентгенофазового анализа и растровой электронной микроскопии. Исследование энергетических характеристик, включая максимальное давление, время задержки воспламенения и скорость роста давления, проводилось в закрытой бомбе. $\mathrm{Al}/\mathrm{Bi}_2\mathrm{O}_3$ демонстрирует наилучшие энергетические характеристики среди приготовленных нанотермитов $\mathrm{Al}/\mathrm{CuO}$, $\mathrm{Al}/\mathrm{Fe}_2\mathrm{O}_3$, $\mathrm{Al}/\mathrm{Bi}_2\mathrm{O}_3$. Этот композит оптимального стехиометрического состава $\mathrm{Al}$ ($100$ нм)/$\mathrm{Bi}_2\mathrm{O}_3$ ($47$ нм) характеризуется максимальным давлением $4559$ кПа. При этом скорость роста давления составляет $11.398$ ГПа/с и время задержки воспламенения наименьшее – $27.20$ мс. Результаты показывают, что размер частиц нано-$\mathrm{Bi}_2\mathrm{O}_3$ также сильно влияет на энергетические характеристики.