Оценка влияния размера частиц на скорость выравнивания температуры в системах, используемых для ударно-волнового получения алмаза, кубического нитрида бора и $\gamma$–фазы нитрида кремния на основе простой модели

Проведено моделирование изменения пространственного распределения относительных температур в системе, представленной сферической частицей, расположенной в центре матрицы шаровой формы. Рассмотрены нитрид кремния $(\rm{Si}_3\rm N_4)$ и нитрид бора $(\rm{BN})$ в матрице из бромида калия $(\rm{KBr})$, графит, алмаз и $\rm{Si}_3\rm N_4$ в медной матрице. Расчеты проведены для четырех размеров частиц: $1$, $5$, $20$ и $100$ мкм. Показано, что выравнивание температуры примерно на $80\%$ происходит за $1$ мкс для частиц $\rm{Si}_3\rm N_4$ и $\rm{BN}$ размером $5$ мкм в бромиде калия. В системе нитрид кремния–медь такое выравнивание выполняется для частицы диаметром $20$ мкм. Для алмаза в медной матрице размер частицы может быть еще больше. Размеры частиц, для которых расчеты показали достаточно высокую интенсивность теплообмена за время $\sim1$ мкс, либо соответствуют, либо несколько превышают размеры частиц алмаза, кубического $\rm{BN}$ и $\gamma$-$\rm{Si}_3\rm N_4$, образующихся в ходе реального ударно-волнового синтеза этих материалов.