Улетучивание борной кислоты, образованной на поверхности компактированных образцов СВС-системы бор – титан

Автор: Зюбанова В.И., Титова О.В., Кочегарова Л.П., Ершов А.В., Борисов В.Н., Смирнов Ю.Г., Лысенко О.В., Седов Е.В.

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Химия @vestnik-susu-chemistry

Рубрика: Неорганическая химия

Статья в выпуске: 1 т.18, 2026 года.

Бесплатный доступ

В основе самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) лежит явление горения компактированной смеси реагентов (бор и титан) в твѐрдой фазе – твѐрдопламенное горение. Горение компактированной смеси инициируется, как правило, локальным импульсным подведением тепловой энергии к объекту (касание накалѐнным телом, электродуговой разряд, поток лучистой энергии и др.), далее горение распространяется и поддерживается за счѐт тепла экзотермической химической реакции. При инициировании СВСсистемы бор – титан, были зафиксированы случаи невоспламенения (снижение чувствительности к поджигу), связанные с наличием на поверхности компактированного образца кристаллов ортоборной кислоты (Н3ВО3), которые увеличивают время задержки зажигания. Целью данной работы являлось исследование процесса улетучивания борной кислоты, образованной на поверхности образцов компактированной СВСсистемы бор – титан. В статье представлены результаты исследования поверхностного слоя компактированной СВСсистемы бор – титан методами оптической, электронной микроскопии, ИКФурье спектральным анализом. По результатам исследований показано, что на поверхности образца СВСсистемы бор –титан в процессе хранения в нормальных климатических условиях образуется некоторое количество метаборной кислоты (НВО2). Микрокристаллы метаборной кислоты, присутствующие в поверхностном слое образца СВСсистемы бор – титан, вероятно, являются зародышами (центрами роста) относительно крупных кристаллов ортоборной кислоты. На основании проведенных исследований была отработана технология дегидратации кристаллов борной кислоты, расположенных на поверхности компактированного образца СВСсистемы бор – титан, что позволило восстановить чувствительность СВСсистемы бор – титан к воспламенению посредством локального импульсного подведения тепловой энергии.

Еще

Самораспространяющийся высокотемпературный синтез, титан, аморфный бор, ортоборная кислота, дегидратация, оптическая и электронная микроскопия, ИК-Фурье спектральный анализ

Короткий адрес: https://sciup.org/147253374

IDR: 147253374   |   УДК: 546.273-31+546.273-325+66.093.48   |   DOI: 10.14529/chem260108

Volatilization of boric acid formed on the surface of compacted samples of the boron–titanium SHS-system

Self-propagating high-temperature synthesis (SHS) is based on solid-flaming combustion of a compacted mixture (boron and titanium) in the solid phase. Сompacted mixture combustion is generally initiated by local pulsed heat supply to the object (glow-ing solid contact, electric arc, radiant energy flow, etc.), further combustion propagates and is supported by exothermic chemical reaction heat. In some cases the absence of ignition was observed in the initiation of the boron–titanium SHS-system (deterioration of sensitivity to ignition). This phenomenon is caused by the presence of boric acid crystals on the compacted sample surface. The boric acid crystals significantly in-crease the ignition delay time. The aim of the present research is the investigation of boric acid volatiliza-tion process on the boron–titanium compacted SHS sample surface. Boron-titanium compacted SHS sample surface has been analyzed by optical and electron microscopy and by infrared spectrometry. The analysis results show that some amount of meta boric acid (НВО2) is formed on the boron–titanium compacted SHS sample surface under normal climatic storage conditions. Microcrystals of meta boric acid (НВО2) present in the surface layer of boron–titanium compacted SHS samples, probably are nuclei (growth centers) of relatively large boric acid (НВО3) crystals. We have developed the volatilization technology of boric acid crystals on the boron-titanium compacted SHS sample surface. This technology has allowed recovering sensitivity of boron–titanium SHS-system to ignition by means of local pulsed heat supply.

Еще