Физики Томского госуниверситета нашли способ заметно улучшить свойства металлического горючего. Им удалось почти в полтора раза повысить эффективность порошка из сплава алюминия и магния, который используется в осветительных и зажигательных устройствах. Для этого ученые применили особую механическую обработку, позволяющую менять структуру вещества без добавления посторонних компонентов, сообщает пресс-служба вуза.
Исследованием занимались сотрудники Научного центра мирового уровня «Новые материалы специального назначения». Им предстояло понять, как сделать распространенный пиротехнический состав более технологичным и при этом не потерять его ключевые преимущества.
«Механически обработанные порошки из сплава алюминия и магния могут найти применение в осветительных и трассирующих составах, где важны яркость и стабильность горения; в пиротехнических тепловых генераторах и зажигательных составах, где требуется надежное воспламенение при минимальном импульсе инициирования; а также в составах для инициирующих устройств, где ключевую роль играют чувствительность и скорость реакции», — рассказал заведующий научно-исследовательской лабораторией высокоэнергетических и специальных материалов ТГУ Сергей Соколов.
Металлические порошки в пиротехнике работают как двигатель, выделяя при сгорании огромную энергию. Сплав алюминия с магнием считается одним из лучших вариантов из-за высокой теплоты сгорания, доступной цены и низкой температуры воспламенения.
Ученые обрабатывали порошок в планетарной мельнице. В этом аппарате частицы материала постоянно сталкиваются с мелющими телами, деформируются и равномерно измельчаются до нужных размеров. Благодаря этому горение становится более однородным, а сам порошок загорается заметно легче, чем чистый алюминий, сохраняя при этом свою энергоемкость.
Эксперименты показали и существование предела обработки. Если продолжать помол слишком долго, мелкие частицы начинают слипаться в крупные комки, и материал утрачивает приобретенные ценные свойства. Научный коллектив вычислил оптимальный режим, позволяющий контролировать процесс и избегать этой проблемы.
Как пояснил Сергей Соколов, за рубежом часто идут по пути внедрения дополнительных компонентов, таких как фторполимеры или нанодобавки. В отличие от них, томские физики воздействуют исключительно на структуру самого интерметаллидного сплава, не вводя ничего лишнего. Такой подход гарантирует химическую чистоту состава и технологическую простоту метода, доступного практически в любой лаборатории.
Результаты работы представили на 16-м Международном семинаре по горению и реактивному движению в Италии. На встрече собрались ведущие исследователи из девяти стран, а доклад томичей вызвал заметный интерес зарубежных коллег.
