Т. 327, № 2

Запасание энергии нанопорошком алюминия в напряженно-деформированном состоянии кристаллической решётки

При переводе металлов в нанодисперсное состояние наблюдается появление новых свойств нанопорошков, в том числе запасание нанопорошками энергии. Возрастающий интерес к порошкам и нанопорошкам алюминия обусловлен их использованием в качестве высокоэнергетических добавок в ракетные топлива и пиротехнические смеси. Актуальность исследования связана с необходимостью установления механизмов запасания энергии нанопорошком алюминия. Вместе с тем существенной проблемой является определение величины запасенной энергии в нанопорошке Al. В работе использовали пассивированный малыми добавками воздуха нанопорошок алюминия, полученный методом электрического взрыва алюминиевых проводников в среде аргона с помощью установки УДП-4Г, разработанной в Томском политехническом университете. Цель работы: экспериментально установить величину энергии, запасаемой в форме напряженно-деформированного состояния кристаллической решётки нанопорошка алюминия и сравнить с общей величиной запасенной энергии. Методы исследования: дифракционные рентгеноструктурные исследования, дифференциальный термический анализ. Результаты. Установлено, что в пассивированном воздухом электровзрывном нанопорошке алюминия кристаллическая решётка находится в напряженном состоянии. Модифицированная функция Лоренца была выбрана в качестве аппроксимирующей, микроискажения кристаллитов, рассчитанные методом аппроксимаций, составляют 8,66 х 10[-4 ]. Величина энергии, запасаемой в напряженно-деформированном состоянии кристаллической решётки электровзрывного нанопорошка алюминия, - 0,385 Дж/г, в то время как определенная с помощью дифференциального термического анализа запасенная энергия составляет 348 Дж/г. Таким образом, вероятным механизмом запасания значительной энергии нанопорошком алюминия является формирование более энергонасыщенных структур в твердом теле (в том числе, за счёт формирования на поверхности нанопорошка алюминия при пассивировании двойного электрического слоя, обладающего псевдоемкостью).

Ключевые слова:

электронный ресурс, труды учёных ТПУ, нанопорошки, алюминий, запасенная энергия, рентгеноструктурный анализ, двойной электрический слой, микродеформации, напряженно-деформированное состояние,

Авторы:

Мостовщиков Андрей Владимирович

Ильин Александр Петрович

Захарова Маргарита Анатольевна

Скачать PDF