РОЗРОБКА СТРУКТУРНОЇ МОДЕЛІ ДВОКОМПОНЕНТНИХ ДИСПЕРСНИХ СУМІШЕЙ З МАКСИМУМОМ ГЕТЕРОГЕННИХ КОНТАКТІВ

Анотація

Процеси гетеродифузії або химічні реакції в гетерогенних середовищах ініцію-ються у місцях контакту різнорідних частинок речовин, що реагують між собою. Тому припускаємо, що кількість гетерогенних контактів у вихідній шихті значною мірою визначає швидкість згаданих процесів, зокрема, швидкість масопереносу при самопоширювальному високотемпературному синтезі. Водночас у літературі не визначено умови, які забезпечують отримання структур з максимумом гетерогенних контактів. У даній роботі вперше визначено оптимальне співвідношення розмірів частинок двокомпонентної суміші, яке для заданого масового або об’ємного вмісту реагентів здатне забезпечити формування складу вихідної суміші з максимальною кількістю різнойменних контактів. Запропоновано модель двокомпонентної щільноупакованої неупорядкованої структури бідисперсного зернистого середовища, згідно з якою вихідна шихта розглядається як випадкова упаковка сферичних частинок двох розмірів. Визначено таке співвідношення між розмірами частинок, за якого кількість гетерогенних контактів між частинками різних фаз максимальна. Сформульовано концепцію ідеального реакційного осередку, тобто такої структури бідисперсної суміші, у формуванні якої бере участь максимальна кількість різнойменних частинок матеріалу, і, до того ж, визначено роль фракційного складу вихідної шихти у формуванні осередку. Подано алгоритм розрахунку властивостей вихідної суміші реагуючих речовин, яка забезпечує отримання структури з ідеальними реакційними осередками.