RAS Chemistry & Material ScienceХимическая физика Advances in Chemical Physics

  • ISSN (Print) 0207-401X
  • ISSN (Online) 3034-6126

Experimental determination of the features of propagation the second kind combustion waves in condensed matter using the example of Ti–C2H2O4

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. 1. Rogachev A.S., Mukasyan A.S. Combustion for Material Synthesis. Boca Raton: CRC Press, 2014. https://doi.org/10.1201/b17842
  2. 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. 3. Merzhanov A.G., Rogachev A.S. // Pure Appl. Chem. 1992. V. 64. № 7. P.941.
  4. 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. 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. 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. 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. 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. 9. Беляев А.А., Ермолаев Б.С. // Хим. физика. 2023. Т. 42. № 8. С. 3. https://doi.org/10.31857/S0207401X23080034
  10. 10. Кочетов Н.А., Сеплярский Б.С. // Хим. физика. 2023. Т. 42. № 3. С. 23. https://doi.org/10.31857/S0207401X23030081
  11. 11. Merzhanov A.G. // Combust. and Flame. 1969. V. 13. № 2. P. 143. https://doi.org/10.1016/0010-2180 (69)90045-5
  12. 12. Мержанов А.Г. // Докл. АН СССР. 1977. Т. 233. № 6. С. 1130.
  13. 13. Иванов В.Г., Леонов С.Н., Гаврилюк О.В. и др. // Физика горения и взрыва. 1994. № 5. С. 54.
  14. 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. 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. 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. 17. Мержанов А.Г. Твердопламенное горение. Черноголовка: ИСМАН, 2000.
  18. 18. Маслов В.М., Боровинская И.П., Мержанов. А.Г. // Физика горения и взрыва. 1976. № 5. С. 703.
  19. 19. Климчук Е.Г., Аветисян Г.М., Минасян и др. // Изв. РАН. Сер хим. 1999. Т. 12. С. 2271.
  20. 20. Mukasyan A.S., Shuck C.E. // Intern. J. Self-Propag. High-Temp. 2017. № 26. P. 145; https://doi.org 10.3103/S1061386217030049.
  21. 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. 22. Мержанов А.Г., Китаин M.M., Гольшлегер У.И. и др. // Докл. АН. СССР. 1977. Т. 237. № 2. С. 391.
  23. 23. Филоненко А.К., Бунин В.А., Вершинников В.И. // Хим. физика. 1992. Т. 11. № 2. С. 260.
  24. 24. Пономарев М.А., Щербаков В.А., Штейнберг А.С. // Докл. АН. СССР. 1995. Т. 340. № 5. С. 642.
  25. 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. 26. Алямовский С.И., Зайнулин Ю.Г., Швейкин Г.П. Оксикарбиды и оксинитриды металлов IVA и VA подгрупп. М: Наука, 1981.
  27. 27. Перов Э.И., Новоженов В.А. // Химия растит. сырья. 1997. № 1. С.29.
  28. 28. Miller D., Abul A., Delpouve H. et al. // J. Mater. Chem. A. 2016. P. 1. https://doi.org/10.1039/C6TA00042H.
  29. 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. 30. Huang K., Li Y., Xing Y. // J.Mater.Res. 2013. V. 28. P.454. https://doi.org/10.1557/jmr.2012.353
  31. 31. Chase M.W., Jr. NIST–JANAF thermochemical tables. 4-th ed. J. Phys. Chem. Ref. Data. 1998.
  32. 32. Wilhoit R.C., Shiao D. // J. Chem. Eng. Data. 1964. V. 9. № 4. P. 595. https://doi.org/10.1021/je60023a038
  33. 33. Калмыков К.Б., Дмитриева Н.Е. Сканирующая электронная микроскопия и рентгено-спектральный анализ неорганических материалов. М: МГУ, 2017.
  34. 34. Goldstein J.I., Dale E. et al. // Micros. Microanaly. 2018. V. 24. № 6. P. 768. https://doi.org/10.1017/S1431927618015271
  35. 35. Машкинов Л.Б. // Завод. лаб. Диагностика материалов. 2014. Т. 80. № 9. C. 48.
  36. 36. Mashkinov L.B. // Researchgate. 2015. https://doi.org/10.13140/RG.2.1.2316.4001
  37. 37. Шкадинский К.Г., Хайкин Б.И., Мержанов А.Г. // Физика горения и взрыва. 1971.№ 1. С.19.
  38. 38. Королев Д.В., Суворов К.А., Шалин С.Г. Получение и обработка температурного профиля волны горения. СПб.: СПбГТИ(ТУ), 2004.
  39. 39. Лучинский Г.П. Химия титана. М: Химия, 1971.
  40. 40. Domalski E.S., Hearing E.D. // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1996. V. 3. P.524. https://doi.org/10.1063/1.555985
QR
Translate

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Higher Attestation Commission

At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation

Scopus

Scientific Electronic Library