ELECTROMOTIVE FORCE OF COMBUSTION IN THE PERIODICAL TABLE

Heterogeneous combustion (or self-propagating high-temperature synthesis (SHS)) is widely used for making inorganic materials. SHS in such systems is accompanied by generation of electric potentials, which appear between the combustion wave front and condensed products of combustion as a result of chemical ionization of starting materials and intermediate products (so-called Electro Motive Force of combustion - EMF). Maximal registered EMF signals in SHS now having amplitude more than 2 Volts. Experiments were carried out for ions of the starting reagents as well as ions of intermediate and final products. Control of the processes may be carried out by using external electric and magnetic fields. During SHS-process intermediate reaction products arise in an ionic form. In condensed media SHS processes involve an electrochemical stage, which can be considered to be a concentration cell, that moves together with the combustion wave front and result in origin of EMF of combustion. As a result of that, the full ion-diagrams of combustion processes have been constructed for many complex oxide systems with the elements of I-VIII groups of Periodic Table. It is opening the wide horizons for the diagnostics of heterogeneous combustion processes at micro and nano-level. Besides that, as a result of our experiments, preconditions for the new directions in combustion science have been formed, such as ionic chemistry of heterogeneous combustion and dynamic ionography of heterogeneous combustion processes. External electrical and magnetic fields modify combustion parameters of the SHS systems (including EMF).

процессы горения, самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС), электродвижущая сила горения (ЭДС), неорганические материалы, движение ионов, электрические сигналы, элементы I-VIII групп Периодической системы, combustion processes, self-propagating high-temperature synthesis (SHS), electromotive force of combustion (EMF), inorganic materials, ions movement, electric signals, elements of I-VIII groups of Periodic Table

1. Мержанов А.Г., Боровинская И.П. Самораспро-страняющийся высокотемпературный синтез неорганических материалов. ДАН СССР, 1972. Т. 204, № 2. С. 366-369.

2. Морозов Ю.Г., Кузнецов М.В., Нерсесян М.Д., Мержанов А.Г. Электрохимические явления в процессах самораспространяющегося высокотемпературного синтеза // Доклады РАН, 1996. Т. 351, № 6. С. 780-782.

3. Morozov Yu.G., Kuznetsov M.V., Merzhanov A.G. Electric fields in the processes of self-propagating high-temperature synthesis // International Journal of SHS. 1997. Vol. 6, No. 1. С. 1-13.

4. Морозов Ю.Г., Кузнецов М.В. О зондовых измерениях ионизации при распространении пламени // Теплофизика высоких температур. 1998. Т. 36, № 2. С. 338-340.

5. Морозов Ю.Г., Кузнецов М.В. Влияние магнитного поля на электродвижущую силу горения // Физика горения и взрыва. 1999. Т. 35, № 1. С. 22-26.

6. Морозов Ю.Г., Кузнецов М.В. О происхождении электродвижущей силы горения // Химическая физика. 2000. Т. 19, № 11. С. 98-104.

7. Morozov Yu.G. The role of ions thermal diffusion in self-propagating high-temperature synthesis // Advances in Science and Technology. 2000. Vol. 29. P. 913-924.

8. Morozov Yu.G., Kuznetsov M.V. Effect of electric and magnetic fields on the processes of self-propagating high-temperature synthesis // Materials Science Forum. 2001. Vols. 378-381, P. 563-568.

9. Морозов Ю.Г., Кузнецов М.В. Динамическая ионография СВС-процессов // Химическая физика. 2001. Т. 20, № 11. С. 34-39.

10. Morozov Yu.G., Merzhanov A.G. Electrochemistry of SHS processes In: Self-Propagating High-Temperature Synthesis of Materials Eds (Editors: A.A. Borisov, A.G. Merzhanov and L. De Luca) NY: Taylor & Francis. 2002. pp. 77-98.

11. Морозов Ю.Г., Кузнецов М.В., Бахтамов С.Г., Бусурин С.М. Исследование взаимодействия бора с оксидом хрома методом динамической ионографиию // Известия ВУЗов. Химия и химическая технология. 2003. Т. 46, № 4. С. 93-98.

12. Морозов Ю.Г., Кузнецов М.В., Бусурин С.М., Чобко A.A. Динамика ионов в процессах гетерогенного горения с участием твердых окислителей на основе щелочных металлов // Химическая физика. 2005. Т. 24, № 1. С. 95-101.

13. Морозов Ю.Г., Кузнецов М.В., Бахтамов С.Е., Бусурин С.М., Чернега М.Л., Чобко A.A. Образование ионов в процессах термического распада твердых окислителей на основе щелочноземельных металлов // Химическая физика. 2007. Т. 26, № 8. С. 54-62.

14. Kuznetsov M.V., Morozov Yu.G., Parkin I.P. Electrochemistry and dynamic ionography of self-propagating high-temperature synthesis (SHS) // Materials Science Forum. 2007. Vol. 555, P. 73-81.

15. Kuznetsov M.V., Morozov Yu.G. Generation of Electric Signals during Combustion of Heterogeneous Condensed Systems // International Journal of SHS. 2009. Vol. 18, No.1, P.66-67.

16. Морозов Ю.Е., Кузнецов М.В., Белоусова О.В. Генерация электрических потенциалов при гетерогенном горении в системах, содержащих химические элементы VI группы // Химическая физика. 2009. Т. 28, № 10. С. 58-64.

17. Морозов Ю.Г., Кузнецов М.В., Белоусова О.В. Гетерогенное горение в системах, содержащих химические элементы III группы. Генерация электрических потенциалов // Физика горения и взрыва. 2011. Т. 47, № 1. С. 67-73.

18. Проскудин В.Ф. Оценка величины ЭДС в волне горения конденсированных систем // Физика горения и взрыва. 2002. Т. 38, № 2. С. 56-61.

19. Проскудин В.Ф. ЭДС твердопламенного горения гетерогенных системв насыпном и прессованном виде // Физика горения и взрыва. 2006. Т. 42, № 4. С. 71-77.

20. Смоляков В.К., Кирдяшкин А.И., Максимов Ю.М. К теории электрических явлений при горении гетерогенных систем с конденсированными продуктами // Физика горения и взрыва. 2002. Т. 38, № 6. С. 76-82.

21. Filimonov I.A., Luss D. Formation of Electric Potential during the Oxidation of a Metal Particle // AIChE Journal. 2004. Vol. 50, No. 9. P. 2287-2296.

22. Filimonov I.A., Luss D. High-Temperature Oxidation of a Metal Particle: Nonisothermal Model // AIChE Journal. 2004. Vol. 51, No. 5. P.1521-1531.

23. Filimonov I., Kidin N. On the Mechanism of Nitrogen Diffusion in Nitrides // International Journal of SHS. 2005. Vol. 14, No. 3. P. 151-164.

24. Filimonov I., Kidin N. Formation of charged defects during the nitridation of a metal particle. Proceedings of Combustion Institute. 2007. Vol. 31. P. 1991-1999.

25. Морозов Ю.Г., Кузнецов М.В. Электродвижущая сила горения и ионный потенциал в периодической таблице Д.И. Менделеева // Тезисы докладов 18 Менделеевского съезда по общей и прикладной химии. Москва 23-28 сентября 2007, ИФХиЭХРАН. 2007, Т. 1. С. 343.

26. Pauling L. The Nature of the Chemical Bond. Ithaca. Cornel Univ. Press. 1960.

27. Goldschmidt V.M. Crystal structure and chemical constitution // Transactions of Faraday Society. 1929. Vol. 25. P. 253-283.

28. Бокий Е.Б. Кристаллохимия. М.: Наука. 1971.

29. Emsley J. The Elements. Clarendon Press. Oxford. 1991.

30. Shannon R.D., Prewitt C.T. Effective Ionic Radii in Oxides and Fluorides // Acta Crystallographica. 1969. Vol. B 25. P. 925-946.

31. Ahrens L.H. The use of ionization potentials. Pt I. - Ionic radii of the elements // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1952. Vol. 2, No. 3. P. 155-169.

32. Morozov Yu.G., Belousova O.V., Kuznetsov M.V. Some Approaches to Collecting Electric Voltage Generated by SHS Reactions // International Journal of SHS. 2011. Vol. 20, No. 3. P. 208-210.