- PII
- S3034612625020049-1
- DOI
- 10.7868/S3034612625020049
- Publication type
- Article
- Status
- Published
- Authors
- Volume/ Edition
- Volume 44 / Issue number 2
- Pages
- 42-53
- Abstract
- For the first time, an experimental study was conducted on the propagation features of 2nd kind combustion waves using the Ti-C2H2O4 system as an example. SH-synthesis temperatures, velocities, thermal effects, combustion limits, phase and chemical composition of products are determined. The temperature and depth of transformations at the combustion surface were calculated based on the obtained data. It was discovered that a mixture of titanium and oxalic acid can combust over a wide range of component concentrations: from 2 to 19 moles of titanium per mole of acid. Two modes of combustion waves of the 2nd kind have been identified: with a titanium content of 2 to 4 mol per mole of oxalic acid - discrete layer-by-layer, and with a titanium content >4 mol – frontal. In the entire series of experiments carried out with single-phase products, the corresponding composition of the initial mixtures was only 5Ti + C2H2O4 and 6Ti + C2H2O4. The absence of titanium oxalates of the type TiC2O4 and Ti2(C2O4)3 in the products was shown. The possibility of carrying out the SH-synthesis under conditions where the rates, combustion temperatures and thermal effects of the reaction are not symbatic in their concentration dependence has been experimentally confirmed.
- Keywords
- структурная макрокинетика самораспространяющийся высокотемпературный синтез волны горения 2-го рода оксикарбиды титана фазы переменного состава
- Date of publication
- 17.02.2025
- Year of publication
- 2025
- Number of purchasers
- 0
- Views
- 67
References
- 1. Rogachev A.S., Mukasyan A.S. Combustion for Material Synthesis. Boca Raton: CRC Press, 2014. https://doi.org/10.1201/b17842
- 2. Merzhanov A.G., Khaikin, B.I. // Prog. Energy Combust. Sci. 1988. V. 14. № 1. P. 1. https://doi.org/10.1016/0360-1285 (88)90006-8
- 3. Merzhanov A.G., Rogachev A.S. // Pure Appl. Chem. 1992. V. 64. № 7. P.941.
- 4. Prokof’ev V.G., Khudyakova T.I. // IOP Conf. Ser.: J. Phys. 2018. V. 1115. Issue 4. P. 3. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1115/4/042032
- 5. Rogachev A.S., Vadchenko S.G., Mukasyan A.S. // Adv. Sci. Technol. 2014. V. 88. P. 85. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/ast.88.85
- 6. Сеплярский Б.С., Кочетков Р.А., Лисина Т.Г. и др.// Хим. физика. 2023. Т. 42. № 9. С. 11; https://doi.org/10.31857/S0207401X23090108
- 7. Zuwei Xu, Haibo Zhao, Yijie Wei et al. // Combust. and Flame. 2015. V. 162. P. 3030. https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2015.05.006
- 8. Кришеник П.М., Костин С.В., Рогачев С.А. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 3. С. 73. https://doi.org/10.31857/S0207401X22030086
- 9. Беляев А.А., Ермолаев Б.С. // Хим. физика. 2023. Т. 42. № 8. С. 3. https://doi.org/10.31857/S0207401X23080034
- 10. Кочетов Н.А., Сеплярский Б.С. // Хим. физика. 2023. Т. 42. № 3. С. 23. https://doi.org/10.31857/S0207401X23030081
- 11. Merzhanov A.G. // Combust. and Flame. 1969. V. 13. № 2. P. 143. https://doi.org/10.1016/0010-2180 (69)90045-5
- 12. Мержанов А.Г. // Докл. АН СССР. 1977. Т. 233. № 6. С. 1130.
- 13. Иванов В.Г., Леонов С.Н., Гаврилюк О.В. и др. // Физика горения и взрыва. 1994. № 5. С. 54.
- 14. Tarasov A.G., Studenikin I.A. // Intern. J. Self-Propag. High-Temp. Synth. 2022. V. 31. № 3, Р. 154. https://doi.org/10.3103/S1061386222030086
- 15. Klimchuk E.G., Tarasov A.G. // Combust. and Flame. 2018. V. 191. Р. 496. https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2018.02.017p
- 16. Tarasov A.G., Klimchuk E.G. // Proc. Intern. sci. conf. “Modern chemical physics at the intersection of physics, chemistry, and biology”. Chernogolovka, Russia: FRC PCP MC RAS, 2021. P. 90.
- 17. Мержанов А.Г. Твердопламенное горение. Черноголовка: ИСМАН, 2000.
- 18. Маслов В.М., Боровинская И.П., Мержанов. А.Г. // Физика горения и взрыва. 1976. № 5. С. 703.
- 19. Климчук Е.Г., Аветисян Г.М., Минасян и др. // Изв. РАН. Сер хим. 1999. Т. 12. С. 2271.
- 20. Mukasyan A.S., Shuck C.E. // Intern. J. Self-Propag. High-Temp. 2017. № 26. P. 145; https://doi.org 10.3103/S1061386217030049.
- 21. Shuck C.E., Mukasyan A.S. Kinetics of Heterogeneous Self-Propagating High-Temperature Reactions. London: Advanced Chemical Kinetics, 2017. https://doi.org 10.5772/intechopen.70560
- 22. Мержанов А.Г., Китаин M.M., Гольшлегер У.И. и др. // Докл. АН. СССР. 1977. Т. 237. № 2. С. 391.
- 23. Филоненко А.К., Бунин В.А., Вершинников В.И. // Хим. физика. 1992. Т. 11. № 2. С. 260.
- 24. Пономарев М.А., Щербаков В.А., Штейнберг А.С. // Докл. АН. СССР. 1995. Т. 340. № 5. С. 642.
- 25. Seplyarskii B.S., Vadchenko S.G.// Dokl. Phys. Chem. 2004. V. 398. P. 203. https://doi.org/10.1023/B:DOPC.0000041487.87644.26
- 26. Алямовский С.И., Зайнулин Ю.Г., Швейкин Г.П. Оксикарбиды и оксинитриды металлов IVA и VA подгрупп. М: Наука, 1981.
- 27. Перов Э.И., Новоженов В.А. // Химия растит. сырья. 1997. № 1. С.29.
- 28. Miller D., Abul A., Delpouve H. et al. // J. Mater. Chem. A. 2016. P. 1. https://doi.org/10.1039/C6TA00042H.
- 29. Chappe J.M., Fernandes A.C., Moura C. et al. // Surf.Coat.Tech. 2012. № 206. P. 2525. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2011.11.005
- 30. Huang K., Li Y., Xing Y. // J.Mater.Res. 2013. V. 28. P.454. https://doi.org/10.1557/jmr.2012.353
- 31. Chase M.W., Jr. NIST–JANAF thermochemical tables. 4-th ed. J. Phys. Chem. Ref. Data. 1998.
- 32. Wilhoit R.C., Shiao D. // J. Chem. Eng. Data. 1964. V. 9. № 4. P. 595. https://doi.org/10.1021/je60023a038
- 33. Калмыков К.Б., Дмитриева Н.Е. Сканирующая электронная микроскопия и рентгено-спектральный анализ неорганических материалов. М: МГУ, 2017.
- 34. Goldstein J.I., Dale E. et al. // Micros. Microanaly. 2018. V. 24. № 6. P. 768. https://doi.org/10.1017/S1431927618015271
- 35. Машкинов Л.Б. // Завод. лаб. Диагностика материалов. 2014. Т. 80. № 9. C. 48.
- 36. Mashkinov L.B. // Researchgate. 2015. https://doi.org/10.13140/RG.2.1.2316.4001
- 37. Шкадинский К.Г., Хайкин Б.И., Мержанов А.Г. // Физика горения и взрыва. 1971.№ 1. С.19.
- 38. Королев Д.В., Суворов К.А., Шалин С.Г. Получение и обработка температурного профиля волны горения. СПб.: СПбГТИ(ТУ), 2004.
- 39. Лучинский Г.П. Химия титана. М: Химия, 1971.
- 40. Domalski E.S., Hearing E.D. // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1996. V. 3. P.524. https://doi.org/10.1063/1.555985