Влияние физической адсорбции атомов на тепловые потоки к каталитической поверхности высокотемпературных теплозащитных материалов в диссоциированной смеси углекислого газа

При полете тел с гиперзвуковой скоростью в атмосферах Земли, Марса и других планет неравновесные процессы в газовой фазе и на поверхности оказывают большое влияние на тепловые потоки к поверхности тел. При этом если отличие в величинах тепловых потоков для различных моделей гомогенных процессов достигает $25\%$, то их величины, полученные при различных предположениях о каталитических свойствах поверхности, могут отличаться в несколько раз. Поэтому достаточно точный учет поверхностных процессов имеет решающее значение при создании новых космических аппаратов. Корректный подбор параметров модели катализа может быть осуществлен при достаточно точном знании механизма гетерогенной рекомбинации. В данной работе дается оценка влияния различных механизмов гетерогенного катализа в диссоциированном углекислом газе на поверхности стекловидного покрытия теплозащитных материалов – физической адсорбции и реакций Ленгмюра–Хиншельвуда с участием физ- и химадсорбированных частиц, а также гетерогенной рекомбинации атомов углерода. Учет реакций с участием физически адсорбированных частиц, связанных с поверхностью слабыми ван-дер-ваальсовскими силами, позволил объяснить обнаруженную в ряде экспериментов немонотонную зависимость коэффициентов рекомбинации от температуры при достаточно низких ее значениях. Показано, что повышение рекомбинационной способности каталитической поверхности в этих условиях связано с рекомбинацией на физадсорбированных атомах, а при средних и высоких температурах поверхности – на химадсорбированных.
Табл. 2. Ил. 3. Библиогр. 30.