Реакции горения некоторых систем типа «металл-оксид металла» без воздействия магнитного поля и в магнитном поле: динамические рентгеновские эксперименты с временным разрешением

Воздействие внешнего постоянного магнитного поля 0,2 Т на процессы и продукты взаимодействия реакционных систем, включающих в себя переходные металлы (никель и титан) и их оксиды с добавлением или без добавления твердого внутриреакционного окислителя (перхлората натрия), было исследовано в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), совмещенного с динамическими рентгеновскими экспериментами с высоким временным разрешением и дополнительным полнопрофильным анализом (анализ Ритвельда) для определения процентного содержания продуктов реакции. Реакции горения протекали за счет окисления соответствующих металлических порошков. Температуры в процессах горения достигали 1150⁰C, а продукты горения образовывались в течение примерно 20 с. Это позволяло осуществлять точный контроль процесса горения в целом, и, в частности, контролировать скорость горения, максимальную температуру нагрева и охлаждения, ширину волны горения и направление ее распространения. Несколько интересных явлений, таких как, например, сегментация волны горения, было обнаружено в данных системах. Все продукты горения были исследованы с помощью рентгеновской дифракции, энергодисперсионного рентгеновского анализа, а также электронной микроскопии.

металл-оксидные системы, приложенное магнитное поле, самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС), распространение волны горения, динамические рентгеновские эксперименты с временным разрешением (TRXRD), возникающие при горении полости, сегментация, metal-oxide systems, applied magnetic field, self-propagating high-temperature synthesis (SHS), combustion wave propagation, time-resolved X-ray diffraction (TRXRD), combustion holes, segmentation

1. Cabanas M.V., J.M.G.-C and Vallet-Regi M. Journal of Solid State Chemistry, 1995, 115, 347-352.

2. Merzhanov A.G. Ceramics International, 1995, 21, 371-379.

3. Parkin I.P. Chemistry and Industry, 1997, 18, 725-728.

4. Gillan E.G. and Kaner R.B. Chemistry of Materials, 1996, 8, 333.

5. Merzhanov A.G. Advanced Materials, 1990, 2, 570-572.

6. Merzhanov A.G. Advanced Materials, 1992, 4, 294-295.

7. Yi H.C. and Moore J.J. Journal of Materials Science, 1990, 25, 1159-1168.

8. Kirdyashkin A.I., Maksimov Y.M. and Merzhanov A.G. Combustion, Explosion and Shock Waves, 1986, 22(6), 700-706.

9. Komarov A.V., Morozov Yu.G., Avakyan P.B. and Nersesyan M.D. International Journal of Self-Propagating High-Temperature Synthesis, 3, 207, 1994; Parkin I.P., Pankhurst Q.A., Affleck L., Aguas M.D. and Kuznetsov M.V. Journal of Materials Chemistry, 2001, 11, 193-199.

10. Kirdyashkin A.I., Maksimov Y.M., Kitler V.D., Lepakova O.K., Burkin V.V. and Sinyaev S.V. Combustion, Explosion and Shock Waves, 1999, 35, 271.

11. Choi Y., Lee J.K. and Mullins M.E. Journal of Materials Science, 1997, 32, 1717.

12. L. Affleck, M.D. Aguas, Q.A. Pankhurst, I.P. Parkin and W.A. Steer, Advanced Materials., 2000, 12(18), 1359-1362.

13. Kuznetsov M.V., Pankhurst Q.A. and Parkin I.P. Journal of Physics D. Applied Physics., 31(20), 28862893, 1998; Kuznetsov M.V., Pankhurst Q.A. and Parkin I.P. Journal of Materials Chemistry., 8(12), 2701-2706, 1998; Kuznetsov M.V., Pankhurst Q.A. and Parkin I.P. Journal of Materials Chemistry, 1999, 9(1), 273-281.

14. Parkin I.P., Pankhurst Q.A., Affleck L., Aguas M.D., Kuznetsov M.V. Journal of Materials Chemistry, 2001, 11(1), 193-199.

15. Kachelmyer C.R., Khomenko I.O. and Roagachev A.S., The Journal of Materials Research, 1997, 12, 3230.

16. Javel J.F., Dirand M., Nassik F.Z. and Gachon J.C. Journal de Physique. 1996, IV, 6, C2-229.

17. Affleck L. "Self Propagating High Temperature Synthesis of Ferrities in Magnetic Fields", Ph.D Thesis, UCL, 2002.

18. Chen Y., Peng D.L., Lin D. and Luo X. Nanotechnology, 2007, 18, 1-6.

19. Spiers H. "Time resolved X-ray Diffraction and Thermal Imaging Studies of Magnesium Zinc Ferrites", Ph.D Thesis, UCL, 2004.

20. Hull A.W. Physical Review, 661-691, 1917.

21. Sasaki S., Fujino K. and Takeuchi Y. Proceedings of the Japanese Academy of Science, 1979, 55, 43-48.

22. Haglund J., Grimvall G., Jariborg T. and F.Fernandez Guillermet Physical Review B, 1991, 43, 14400-14408.

23. Haglund J., F.Fernandez Guillermet, Grimvall G. and Korling M. Physical Review B, 1993, 48, 11685-11691.

24. Hull A.W. Physical Review, 21, 402-407, 1923.

25. Hull A.W. Annalen der Physik, 1920, 61, 421-439.

26. Schmahl N.G., Barthel J. and Eikerling G.F. Zeitschrift fuer Anorganische und Allgemeine Chemie, 1964, 332, 230-237.

27. Taylor D. Transactions and Journal of the British Ceramic Society, 1984, 83, 5-9.

28. Schmahl N.G. and Eikerling G.F. Zeitschrift fuer Physikalische Chemie, 1968, 62, 268-279.

29. Novoselova T., Malinov S., Sha W. and Zhecheva A. Materials Science and Engineering, 2004, 371, 103-112.

30. Loehman R.E., Rao C.N.R. and Honig J.M. Journal of Physical Chemistry, 1969, 73, 1781-1784.

31. Yu T.H., Lin J.S., Chao P., Fang C.S. and Huang C.S. Acta Geologica Sinica, 1974, 2, 218.

32. Lacks D.J. and Gordon R.G. Physical Review.B, 1993, 48, 2889-2908.

33. Glassford K.M. and Chelikowsky J.R. Physical Review B, 1992, 46, 1284-1298.