Исследование реакционных материалов на основе порошка металлов, неметаллов и фторполимеров

Объектом исследования являются реакционные материалы на основе порошков металлов, неметаллов и фторполимеров. Цель работы – решение фундаментальной проблемы химической физики по исследованию инициирования и прохождения химических превращений в высокоэнергетических гетерогенных средах (реакционных материалах, СВС-системах) при ударно-волновом нагружении. Исследованы параметры зажигания (температура воспламенения), горения (температура и скорость горения) в атмосфере воздуха, аргона и разреженного воздуха, а также особенности ударно-волнового инициирования реакционных материалов на основе порошков вольфрама, гафния, тантала, алюминия и политетрафторэтилена (ПТФЭ). ПТФЭ выступает в роли источника сильных окислителей (C, F) и, за счёт своего низкого коэффициента трения, является технологической присадкой, позволяющей получать плотные порошковые компакты. Показано влияние активирующих добавок (алюминий, титан, бор) и механической активации на повышение чувствительности к тепловому и ударному импульсу. Механическая активация (МА) и использование нанодисперсного порошка металла позволили значительно повысить реакционную способность и чувствительность к ударно-волновому нагружению. В зависимости от содержания алюминия в системе W–ПТФЭ–Al удается реализовать ударно-волновой синтез с различной полнотой. Благодаря «закалке реакции» в составе с 30 % Al при нагружении цилиндрической ампулы сохранения удалось установить, что синтез начинается в нижней осевой части ампулы. Из трех исследованных систем (W–ПТФЭ–Al, Hf– ПТФЭ–Al, Ta–ПТФЭ–Al) наиболее перспективными оказались составы с содержанием Al 5 масс. %. Среди них выделяется состав системы Hf–ПТФЭ–Al из-за своей высокой температуры горения (2600° C) и полноты синтеза при ударном нагружении и стационарном горении, а также W–ПТФЭ–Al с 10 % Al.