Redukcja fluorowanego grafitu (CF)n w fali spalania i charakterystyka produktów reakcji

• Autorzy: Cudziło S. , Huczko A. , Szala M. , Bystrzejewski M.

Warianty tytułu

EN

Self-sustaining reductive defluorination of (CF)N and characterization of reaction products

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badano proces spalania mieszanin fluorowanego grafitu (CF)n z różnymi reduktorami: NaN₃, B, Ti, ZrTi, Si, CaSi₂, AlSi, TiSi, MoSi₂ i CrSi₂. Okazało się, że reakcje pomiędzy tymi substratami są dostatecznie szybkie i egzotermiczne, aby proces redukcyjnego defluorowania przebiegał w reżimie samopodtrzymującej się, wysokotemperaturowej syntezy. Wykonano pomiary ciepła reakcji oraz zbadano skład fazowy i mikrostrukturę skondensowanych produktów spalania. Obserwacje mikroskopowe ujawniły obecność rozwarstwionego grafitu we wszystkich próbkach. Nanometryczne struktury w formie włókien, prętów i krystalitów 3D także wykryto w większości produktów reakcji.

EN

Mixtures of fluorinated graphite (CF)n with different reductants, such as NaN₃, B, Ti, ZrTi, Si, CaSi₂, AlSi, TiSi, MoSi₂, and CrSi₂ were investigated. Reactions between these substrates are fast and exothermic enough to proceed in a high temperature self-sustaining regime. Heat effects accompanying the reactions were measured and the solid reaction products were analyzed. SEM observation revealed the presence of exfoliated graphite in each case. Nanostructures, like nanofibers, nanorods, nanospheres and nano-sized crystals, were also present in most of the products. Phase (XRD) and elemental composition as well as porous structure (N₂ adsorption) of chosen reaction products were also determined.

Słowa kluczowe

PL

synteza spaleniowa; rozwarstwiony grafit; nanostrukturalne węgliki i krzemki

EN

combustion synthesis; exfoliated graphite; carbides; silicides; nanostructures

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 55, nr 4
• Strony: 257--265
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., il

Twórcy

autor

Cudziło S.

autor

Huczko A.

autor

Szala M.

autor

Bystrzejewski M.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Nowych Technologii i Chemii, 00-908 Warszawa, ul. S. Kaliskiego 2

Bibliografia

• [1] E. CH. KOCH, Emission behaviour of Magnesium/Teflon/Viton (MTV) compositions, Propellants, Explosives, Pyrotechnics, 25, 37, 2000.
• [2] E. CH. KOCH, Review on pyrotechnic aerial infrared decoy flares, Propellants, Explosives, Pyrotechnics, 26, 3, 2001.
• [3] E. CH. KOCH, Metal/fluorocarbon pyrolants, III, Development and application of MTV, Propellants, Explosives, Pyrotechnics, 27, 262, 2002.
• [4] T. KUWAHARA et al., Ignition characteristics of Ti/Teflon pyrolants: safety igniter with partition, Propellants, Explosives, Pyrotechnics, 30, 425, 2005.
• [5] A. HUCZKO, H. LANGE, G. CHOJECKI, S. CUDZIŁO, Y. QIU ZHU, H. W. KROTO, D. R. M. WALTON, Synthesis of novel nanostructures by metal-polytetrafluoroethene thermolysis, Journal of Physical Chemistry B, 107, 2003, 2519-2524.
• [6] S. CUDZIŁO, J. BŁĄDEK, W. KICIŃSKI, A. ARCISZEWSKA, A. HUCZKO, Synteza materiałów węglowych w fali spalania i ich wykorzystanie w analizie chemicznej. Cz. I. Otrzymywanie i badania właściwości fizycznych materiałów węglowych, Biul. WAT, 53, 133, 2004.
• [7] A. HUCZKO, H. LANGE, M. BYSTRZEJEWSKI, M. H. RUMMELI, S. CUDZIŁO, Studies on spontaneous formation of 1D nanocrystals of silicon carbide, Crystal Research and Technology, 40, 334, 2005.
• [8] S. CUDZIŁO, M. BYSTRZEJEWSKI, H. LANGE, A. HUCZKO, Spontaneous formation of carbon-based nanostructures by thermolysis-induced carbonization of halocarbons, Carbon 43, 1778, 2005.
• [9] M. RUMMELI, E. BOROWIAK-PALEN, T. GEMMING, A. HUCZKO, M. KNUPFER, S. CUDZIŁO, R. KALENCZUK, T. PICHLER, Modification of SiC based nanorods via a hydrogenated annealing process, Synthetic Metals, 153, 349, 2005.
• [10] A. HUCZKO, M. BYSTRZEJEWSKI, H. LANGE, A. FABIANOWSKA, S. CUDZIŁO, A. PANAS, M. SZALA, Combustion synthesis as a novel method for production of 1-D SiC nanostructures, Journal of Physical Chemistry B, 109, 16244, 2005.
• [11] S. CUDZIŁO, J. CHOMA, M. SZALA, A. HUCZKO, Characterization of carbonaceous materials produced by reduction of halocarbons with sodium azide, Polish Journal of Applied Chemistry 49, 205, 2005.
• [12] A. HUCZKO, S. CUDZIŁO, M. BYSTRZEJEWSKI, H. LANGE, M. SZALA, Otrzymywanie nanostrukturalnych materiałów na drodze syntezy spaleniowej, Biul. WAT, 54, 10, 2005, 57.
• [13] E. CH. KOCH, Metal/fluorocarbon pyrolants: V. Theoretical evaluation of the combustion performance of MTV pyrolants based on strained fluorocarbons, Propellants, Explosives, Pyrotechnics, 29, 9, 2004.
• [14] N. WATANBE, S. KOYAMA, H. IMOTO, Thermal decomposition products of graphite fluoride, (CF)n in a vacuum, Bull. Chem. Soc. Jpn., 53, 2731, 1980.
• [15] J. L. FIELDS, J. D. MARTIN, US Patent 6736912, 2004.
• [16] T. K. LIU, I. M. SHYU, Y. S. HSIA, Effect of fluorinated graphite on combustion of boron and boron based fuel rich propellants, J. Propul. Power, 26, 12, 1996.
• [17] E. CH. KOCH, Metal/fluorocarbon pyrolants: VI. Combustion behaviour and radiation properties of magnesium/poly(carbon monofluoride) pyrolant, Propellants, Explosives, Pyrotechnics, 30, 209, 2005.
• [18] E. CH. KOCH, Deutsches Patent, DE 10122750, 2001.
• [19] J. BARIN, Thermochemical Data for Pure Substances, 3rd Edition, VCH, Weinheim, 1995.
• [20] J. H. HAN, K. W. CHO, K. H. LEE, H. KIM, Porous graphite matrix for chemical heat pumps, Carbon 36, 1801, 1998.