Combustion de particules de magnésium dans des atmosphères inertes d’oxygène

Le mécanisme de combustion de particules de magnésium enflammées par laser dans la plage de taille de 100 ν a été étudié par cinemicrographie de particules brûlantes et par micrographie électronique à balayage d’échantillons trempés. La combustion a été étudiée dans des atmosphères à température ambiante, à pression atmosphérique, oxygène-argon, avec des fractions massiques d’oxygène allant de 0,03 à l’unité. Certaines observations ont également été faites pour la combustion dans l’air, pour la combustion à des pressions comprises entre 1/5 et 2 atm, pour la combustion à des températures ambiantes allant jusqu’à environ 500 ° C, pour la combustion dans des atmosphères avec des concentrations d’eau d’environ 2% et pour la combustion dans le dioxyde de carbone. Des types d’allumage rapides et retardés ont été identifiés. On a constaté que la combustion impliquait une zone de réaction prolongée en phase gazeuse, une accumulation superficielle d’oxyde solide, un jet, un filage et une fragmentation. Une combustion régulière, avec peu d’accumulation d’oxyde dans la particule, a également été observée mais uniquement dans des atmosphères diluées. Sauf dans des atmosphères très diluées, l’accumulation d’oxyde de surface s’est avérée produire une extinction plus tôt que prévu, soit en augmentant la vitesse de combustion, soit en empêchant la combustion de se terminer. Un certain nombre de modes d’extinction différents ont été observés. Le temps de combustion a été mesuré en fonction du diamètre initial de la flamme. Les rapports de la flamme aux diamètres des particules ont également été estimés. Un modèle théorique simplifié a été développé pour décrire la combustion quasi stable. La théorie et l’expérience sont d’accord à la plupart des égards, mais pas à tous. La théorie suggère l’apparition d’une réaction homogène magnésium-oxygène suivie plus tard d’une condensation de l’oxyde. Le fait que l’oxyde qui se condense à la surface des particules soit solide plutôt que liquide, est censé influencer de manière significative le mécanisme de combustion.