Forbrenning av magnesiumpartikler i oksygen-inerte atmosfærer

forbrenningsmekanismen for laser-antente magnesiumpartikler i 100 ν-størrelsesområdet ble studert ved kinemikrografi av brennende partikler og ved å skanne elektronmikrografi av slokkede prøver. Brenning ble undersøkt i romtemperatur, atmosfærisk trykk, oksygen-argon atmosfærer, med oksygenmassefraksjoner fra 0,03 til enhet. Visse observasjoner ble også gjort for brenning i luft, for brenning ved trykk mellom 1/5 og 2 atm, for brenning ved omgivelsestemperaturer opp til omtrent 500°C, for brenning i atmosfærer med vannkonsentrasjoner på omtrent 2% og for brenning i karbondioksid. Rask og forsinket typer tenning ble identifisert. Forbrenning ble funnet å innebære en utvidet gassfasereaksjonssone, overflateakkumulering av fast oksid, jetting, spinning og fragmentering. Regelmessig forbrenning, med liten opphopning av oksid i partikkelen, ble også observert, men bare i fortynnede atmosfærer. Bortsett fra i svært fortynnede atmosfærer, ble det funnet opphopning av overflateoksid å produsere utryddelse tidligere enn forventet, enten ved å øke brennhastigheten eller ved å hindre forbrenning fra å gå til ferdigstillelse. En rekke forskjellige utryddelsesmoduser ble observert. Brenntid ble målt som en funksjon av innledende flammediameter. Forholdet mellom flamme og partikkel diameter ble også estimert. En forenklet teoretisk modell ble utviklet for å beskrive den kvasi-stabile forbrenningen. Teori og eksperiment er enige i de fleste, men ikke alle henseender. Teorien antyder forekomsten av en homogen magnesium-oksygenreaksjon etterfulgt senere av kondensering av oksydet. Det faktum at oksydet som kondenserer på partikkeloverflaten, er fast i stedet for flytende, er begrunnet for å påvirke forbrenningsmekanismen betydelig.