Экспериментально-теоретическое исследование влияния структуры пористой среды и примесного газовыделения на закономерности горения смесей Ti–Si–C

Проведено исследование горения порошковых и гранулированных смесей (1 - $X$)(Ti + C) + $X$ (5Ti + 3Si), 0 $\le X\le$ 1. Экспериментальные значения скорости горения порошковых смесей зависели от доли $X$ бинарной смеси 5Ti + 3Si, от характерного размера частиц титана $d$(Ti) в шихте и от величины свободного объема над шихтой в реакторе. Для объяснения результатов использована конвективно-кондуктивная модель горения. Показано, что характер изменения скорости горения порошковых смесей при возрастании $X$ связан с выполнением или невыполнением условий прогрева частиц шихты и десорбции примесного газа перед фронтом горения.
Большое количество жидкой фазы при 0.4 $<X<$ 0.6 препятствует выравниванию давления газа перед и за слоем расплава, что обеспечивает максимальные скорости горения тройной смеси при $d$(Ti) = 120 мкм (или минимальные при $d$(Ti) = 20 мкм по данным других авторов). По экспериментальным скоростям горения смесей с гранулами размером 0.6 $\div$ 1.7 мм рассчитаны время передачи горения между гранулами и скорость горения вещества внутри гранул, т. е. скорость горения порошковых смесей при нивелировании влияния газовыделения. Зависимость скорости горения вещества гранул от $X$ близка к линейной. Для состава 5Ti + 3Si показано, что, в отличие от смеси Ti + C, благодаря выделению примесных газов за слоем расплава, скорость фронта горения в порошковой смеси превышает скорость горения гранулированных смесей и скорость горения вещества внутри гранул.