Лазерное зажигание порошковых систем на основе алюминия и бора

Порошки различных металлов и бора широко используются в смесевых топливных композициях для повышения температуры горения и удельного импульса ракетных двигателей. В статье представлены результаты экспериментального исследования окисления и воспламенения в воздухе ультрадисперсных порошков алюминия $\mathrm{Alex}$, аморфного бора и микроразмерных порошков алюминия $\mu\mathrm{Al}$, боридов алюминия $\mathrm{AlB}_2$ и $\mathrm{AlB}_{12}$. Нагрев и воспламенение порошков металла и бора осуществляли $\mathrm{CO}_2$-лазером непрерывного действия в диапазоне плотности теплового потока $65\div190$ Вт/см$^2$. На основе данных термического анализа установлено, что параметры реакционной способности порошков располагаются в следующей последовательности (по убыванию активности): $\mathrm{Alex}\to\mathrm{B}\to\mathrm{AlB}_{12}\to\mathrm{AlB}_2\to\mu\mathrm{Al}$. При окислении аморфного бора и додекаборида алюминия $\mathrm{AlB}_{12}$ суммарное удельное тепловыделение и скорость изменения массы имеют максимальные значения. Порошки $\mathrm{Alex}$, бора и $\mathrm{AlB}_{12}$ легче воспламеняются на воздухе при действии внешнего лучистого источника. Степенной показатель $n$ в зависимости времени задержки воспламенения $t_{ign}$ от плотности теплового потока $t_{ign}(q)=Aq^{-n}$ для порошков $\mu\mathrm{Al}$, $\mathrm{AlB}_2$ и $\mathrm{AlB}_{12}$ примерно одинаков и равен $\approx2.0$, для ультрадисперсных порошков $\mathrm{Alex}$ и бора он ниже и составляет $n=1.5$ и $1.0$ соответственно.