Химическая физика окисления, горения и взрыва (2025-2027 гг.)

Руководитель – главный научный сотрудник, д.ф.-м.н. С. М. Фролов

 Цель - фундаментальные исследования процессов превращения энергоемких материалов и разработка научных основ управления этими процессами. Фундаментальные исследования процессов пиролиза и окислительной конверсии легких углеводородов, разработка научных основ газохимических технологических процессов.

Задачи исследования:

1. Исследование энергетических и экологических характеристик инфракрасных горелочных устройств с теплопроводящими элементами из композиционных материалов, с элементами крепежа из технической керамики. Создание научных основ диффузионного горения порошков металлов в активных средах. Совершенствование методов испытаний ВМ на чувствительность к механическим воздействиям.
2. Изучение химической физики неодномерных режимов горения гомогенных твердых и жидких энергоемких материалов. Разработка технологий получения и исследование свойств воднотопливных энергоемких композиций. Исследование механизма взаимодействия инициирующего лазерного луча с энергоемкими водными композициями.
3. Экспериментальные и численные исследования горения и детонации смесей газообразных и жидких топлив в воздушной среде и в среде водяного пара. Экспериментальное исследование влияния добавок дейтерия на воспламенение горючих смесей над поверхностью Pd, Rh при давлениях 1-2 атм. Создание и изучение новых энергонасыщенных композиций для инициирующих и зажигательных устройств на основе наноразмерных механоактивированных термитных составов.
4. Экспериментальное исследование конвективного горения, перехода горения в детонацию и низкоскоростной детонации энергетических материалов. Исследование взрывных и ударных волн в том числе при взрывах зарядов с металлическим порошкообразным горючим.
5. Определение энергетических параметров новых энергоемких полиазот-кислородных гетероциклических соединений. Установление взаимосвязи между экспериментальными термохимическими данными и структурой различных классов энергоемких соединений. Определение энергий связей в полиазотистых энергонасыщенных циклических соединениях, энергий образования радикалов и их перестройки.
6. Изучение пиролиза углеводородов, углеродсодержащих соединений и горючих топлив. Определение кинетических особенностей температурной конверсии газообразных продуктов пиролиза различных углеводородов. Выявление основных характеристик температурной конверсии продуктов крекинга углеводородных топлив, используемых в различных энергетических и двигательных установках.
7. Экспериментальное исследование и кинетическое моделирование процессов пиролиза, парциального окисления, сопряженной конверсии и селективного оксикрекинга легких углеводородов как потенциальной основы нового поколения газохимических процессов. Разработка физико-химических основ и оптимизация некаталитического процесса матричной конверсии углеводородных газов различного состава. Исследование механизма воспламенения сложных газовых смесей. Исследование процессов ионизации и сажеобразования при высокотемпературном окислении и пиролизе углеводородов.
8. Изучение макрокинетики процесса окисления (горения) металлического алюминия (в том числе нановзвесей) в водной среде, а также путей релаксации и самоорганизации при охлаждении квазиравновесных перегретых состояний оксида алюминия, образующихся в результате высокоэнергетических воздействий. Исследование возможности использования «Core-shell» частиц (Аl ядро и Al2O3 оболочка) при создании дисперсно-упрочненных композиционных материалов.
9. Исследования спектров молекулы НеН в лазерной плазме при оптическом пробое жидкого гелия.