verbranding van magnesiumdeeltjes in zuurstof-inerte atmosferen

het verbrandingsmechanisme van laser-ontstoken magnesiumdeeltjes in het 100 n-bereik werd bestudeerd door cinemicrografie van brandende deeltjes en door scanning-elektronenmicrografie van gedoofde monsters. De verbranding werd onderzocht in kamertemperatuur, Atmosferische druk, zuurstof-argon atmosferen, met zuurstof massa fracties variërend van 0,03 tot eenheid. Voorts werden bepaalde waarnemingen gedaan voor de verbranding in de lucht, voor de verbranding bij een druk tussen 1/5 en 2 atm, voor de verbranding bij omgevingstemperaturen tot ongeveer 500°C, voor de verbranding in atmosferen met een waterconcentratie van ongeveer 2% en voor de verbranding in kooldioxyde. Snelle en vertraagde soorten ontsteking werden geïdentificeerd. De verbranding bleek een uitgebreide gas-fase reactiezone, oppervlakteaccumulatie van vast oxide, stralen, spinnen, en fragmentatie te betrekken. Ook een regelmatige verbranding, met weinig ophoping van oxide in het deeltje, werd waargenomen, maar alleen in verdunde atmosferen. Behalve in zeer verdunde atmosferen bleek de ophoping van oppervlakte-oxide eerder dan verwacht tot uitsterven te leiden, hetzij door de verbrandingssnelheid te verhogen, hetzij door te voorkomen dat de verbranding voltooid zou worden. Een aantal verschillende extinctiemodi werden waargenomen. De brandtijd werd gemeten als functie van de initiële vlamdiameter. De verhouding van de diameter van de vlam tot de deeltjesgrootte werd eveneens geschat. Een vereenvoudigd theoretisch model werd ontwikkeld om de quasi-gestage verbranding te beschrijven. Theorie en experiment zijn het in de meeste, maar niet in alle opzichten eens. De theorie suggereert het optreden van een homogene magnesium-zuurstof reactie gevolgd door condensatie van het oxide. Het feit dat het oxide dat op het deeltjesoppervlak condenseert vast is in plaats van vloeibaar, wordt gemotiveerd om het verbrandingsmechanisme aanzienlijk te beïnvloeden.