Vaadake PDF-faili võrgus
Tekst 8 lehekülge PDF-ist
Laengud initsieeritakse detoneerivast nöörist või detonaatorist. Laengud ei moodusta kivis mikropragusid isegi laengu otsesel kokkupuutel kivimiga, veeses tingimustes usaldusväärselt kinnituvad ja on negatiivsetel temperatuuridel elastsed. Ja eeea k nte y Osnaaanye tekhnnncheskie karakternetnkn aryadoa kaubamärgid VSHA Zdernbes A.A. Keevitamise ja plahvatuskeevituse füüsika. - Noaosnbirsk: Puka, !972.vЂ” 188 sõna Negredoe LH.A Hapraalennos rzzruyenis gorkyk tõugude zzryaom. - Peterburi: Peterburi ülikooli kirjastus, 1992.
– Ш5 s. G. N. Kutsey koos AND~NNVN K9RNTYIYA (Ae) - tahke kütuse, püssirohu või lõhkeaine laengu defekti iseloomulike suuruste ja põlemistsooni laiuse vaheline seos. Iseloomustab laengu "vastupidavust" põlemise tungimisele selle defektidesse. Defektsete ja poorsete laengute normaalse põlemise piirtingimus on Ae > A„„p. A„ kriitiline väärtus jääb vahemikku 2 (CPTT) kuni 10 (püroksüliin), mille keskmine väärtus on suurusjärgus b.
° Velesa A, F„Bobolev V K„Krognkoe A.N., Sulimov A.A., Chuyeo S.V. Aerosoolide condepsyrosappyk süsteemide põlemise ümberpaigutamine. - El Nauka, 1973. -292 lk. S.V. Imeliselt Antfntsnn s1 "H19" on värvitud kristallid, mis lahustuvad kuumas benseenis, raskesti - alkoholis ja eetris. Pürotehnilistes kompositsioonides kasutatakse tehnilist (toor)alumiiniumi, mis on segu alumiiniumist oma homoloogidega (fenantrep ja karbasool) ning sisaldab 12-16% antratseenõli. Toores A leekpunkt 150–160 °C. Toores A.
kasutatakse musta ja valge suitsu koostistes. Toores A puuduseks on komponentide eraldatus, mis nõuab enne kasutamist segamist (keskmine, kühveldamine). Sellisel A-l põhinevatel kompositsioonidel on ebapiisav voolavus ja füüsiline paindlikkus, seetõttu kasutatakse viimasel ajal aerosooli moodustavate kompositsioonide, IR-kiirguse koostiste, pürotehnilist tüüpi tahkekütuste väljatöötamisel keemiliselt puhast A, F.N. (H,) - inimtegurite mõju loodusobjektide ja -nähtuste muutumisele ja enesearengule Sellised inimtegevuse tegurid, mis mõjutavad oluliselt looduskeskkonda, on tootmine, käitamine, sihtotstarbeline kasutamine, kondenseerunud energiasüsteemide likvideerimine ja utiliseerimine. ” tahked kütused (SF), püssirohud, lõhkeained ja pürotehnilised koostised.
Lõhkeainetest põhjustatud tõsiseid keskkonnaohte esindavad ECS-i algkomponendid, tööstusjäätmed, heitmed, tehnoloogilised jäätmed ja eelkõige katsetel ja startidel tekkivad põlemis- ja plahvatusproduktid (PS ja EP), tahkekütuse rakettide likvideerimine ja garantiiaja lõppenud tasude hävitamine. Paljude ZCS-i standardsete ja paljutõotavate komponentide toksilisus nende füsioloogilise toime osas inimkehale on mitmete toksiliste ainete tasemel (tabel). Samas võib selle sisaldus tööstusjäätmetes olla üsna kõrge (tabel 2).
Tab Ka ~ Kompopeedide toksilisuse karakteristikud EKS Tabel 2 Mürgiste toodete sisaldus tööstuslikus reovees, mis moodustavad propvvodstasid lpkvpdakpp laengutes EKS Lpstnlennd seso a Peamise ohu looduskeskkonnale ja inimesele kujutavad endast vesinikkloriid ja vesinikhalogeenühendid. Koos mürgise toimega avaldavad halogeenühendid maakera atmosfääri osoonikihile kahjulikku mõju, eriti rakettide väljalaskmisel.
Lisaks vesinikkloriidile on palju piiranguid ka muudele põlemissaadustele, eelkõige alumiiniumoksiidile, mis on mutageen. Teine põlemisprodukt, süsinikmonooksiid, kujutab endast ohtu detonatsioonikoha, käivitamise või katsetuse lähitsoonides, kuna eemalt, atmosfääriõhuga lahjendamise protsessis, väheneb selle kontsentratsioon vastuvõetavate piirideni. Kui ECS-laenguid põletatakse madalal rõhul (ilma düüsiplokita), on kloori kontsentratsioon üsna kõrge. Mõnede põlemissaaduste mürgised omadused on toodud tabelis 3.
t.sna~ y Mõnede kolmandate osapoolte toodete maksimaalne lubatud konkurents EKS ° Rooders gt.F. prnrodopoliaaaanoe. sõnastik-spranochnk.vЂ” ml mõte, 990 dollarit; Besnamavnoye P. P., Krovov KHL Keemiliste ainete maksimaalne lubatavus keskkonnas. -Ll Hamid, 1995, V, Yueleshko Acetiiiiid hõbe (karbzzd "areb1 S2A)t 2. mol. kaal 239.o, T „.„ - 200 "C, lagunemissoojus 293 kcal/kg (1226 kJ/kg). Väga põrutustundlik. Ravimid saadakse atsetüleeni juhtimisel (mullitamisel) läbi hõbenitraadi ammoniaagilahuse. Neutraalses või kergelt happelises keskkonnas moodustub segasool A89C7 ° ANO3 - initsieeriv lõhkeaine mol.
mass 400,7, T "umbes 220" C, paisumine Trautzli pommis 138 cm, 3 plahvatuse soojus 451 ikal, hkg (1888 kJ," kg), detonatsioonikiirus 2250 i," s tihedusel 2,51 gu "cm ja 4450 m~"s tihedusega 5,36 gUSхсЗ. Langetusvõime on suurem kui elavhõbefulminaadil. Praktikas seda lõhkeainena ei kasutata. ° yagil.7.I. Lõhkeainete tehnoloogia keemia. L1, 1975. I J.Petvishyao, TBT1.Ilyuiya AvvetvvyaevNDY-atsetüleeni (HC in CH), nõrga happe pK 25-ga soolad, mis moodustuvad leelis- ja leelismuldmetallide (kuumutamisel või vedelas ammoniaagis) või metallorgaaniliste ühendite toimel. ühe või kahe vesinikuaatomi asendamine; C7H7 + M ~ NS7M+ N S7NZ + Mts -+ NS7M+ VNA.
1-11 rühma metallid reageerivad intensiivselt veega, tekitades atsetüleeni; neid kasutatakse sageli orgaanilises sünteesis atsetüleenrühma sisestamiseks. Kahevalentse elavhõbeda soolad, ühevalentsed vask, alumiiniumi, kulla, kroomi ja hõbeda halogeniidid ühinevad vahetult atsetüleeniga, moodustades kompleksi C7H7 + MX - in C7H7 MX Paljudel kompleksidel on plahvatusohtlikud omadused. Diasendatud lõhkeained A. (CitS3, A87C7) saadakse nende metallide soolade ammoniaagi lahuste toimel atsetüleenile. Atsetüleeni analüüsiks kasutatakse punase sademe SctS3 moodustumist. ja Vagit HI. Plahvatusohtlike ainete valmistamiseks kasutatakse keemiat ja keemiat.
“b1„!975. I.V., Ielityai, M.L.Ilyushiya AzrozoaeformazugovZie kompositsioon| pilvede ja udude mõjutamiseks. Üks viis rahet vältida ja sademeid tekitada on viia ülejahutatud aerosoolipilve sisse aineid (reagendid), mis on veeauru tuumastumiskeskused. Aerosooli saab luua erinevatel meetoditel, kõige eelistatavam on pürotehniliste kompositsioonide põletamine erinevat tüüpi generaatorites. On kahte tüüpi tehnilisi koostisi, mis moodustavad põlemisel reagendi aerosooli.Esimese tüübi puhul viiakse reagent koostisse ja pulbri kujul. Kompositsiooni põlemise tulemusena sublimeerub see, moodustades aerosooli.
Teist tüüpi kompositsioonis saadakse rsagspt põlemisprotsessi käigus. Venemaal eelistatakse esimest tüüpi kompositsiooni. Reagendina kasutatakse A81, mis enamikus shziitkompositsioonidest Lz ozozzoo zz ziiis iozhz kompositsioonides põletatakse ammooniumperkloraadil põhineva termilise segu põlemise tõttu. Sel juhul saavutatakse järsult negatiivse hapnikubilansiga (OC) kompositsioonide põletamisel põlemisproduktide temperatuuril umbes 2200 K kõrge aktiivsete osakeste (AP) saagis.
Peamine nõue kompositsioonidele on tagada toimeainete maksimaalne saagis (mitte vähem kui 5 1012 h, ~ g) temperatuuril miinus 10 "C. Sellise saagise tagamiseks kasutati kuni 50 - 00% Ag! algselt kompositsiooni sisse viidud Kaasaegsed kompositsioonid1 sisaldavad 2% Ag1. On näidatud võimalus töötada välja koostised, mille Al-sisaldus on umbes 0,4%.Epergistiliselt kasulike lämmastikku sisaldavate ühendite (asidopsitoosid, tselluloosi pitraadid) kasutamisel termilise baasina, nullilähedase koostisega BC täheldatakse toimeainete suurt saagist.
See võimaldab kasutada selliseid koostisi samaaegselt toimeainete ja kütuse allikana, tagades põlemisproduktide keskkonnapuhtuse. F P. Iostzii Azrozolvobraz ryushchme vo1varot (vsashchme kompositsioonid on mitmekomponendilised kompositsioonid polümeerse sideainega, mis sisaldab kütust, mis reeglina on sideaine, oksüdeeriv aine ja hüdroksiidi inhibiitor, dispergeeritav ja aktiveerub kompositsiooni põlemisel.
1. rühma elementide ühendeid (kõrgeima elektroonilise ionisatsioonipotentsiaaliga) kasutatakse inhibiitoritena, mis katkestavad süsinik-vesinik materjalide põlemisahelreaktsioonid (reaktsioonid CO + 02 ja H2 + O3). Majanduslikel, tehnilistel ja keskkondlikel põhjustel eelistatakse kaaliumiühendeid ja eelkõige hapnikku sisaldavaid (Koz, KS1Ol). Polümeersideaine valiku määrab APS tootmistehnoloogia: ballistiliste raketikütuste tehnoloogia järgi valmistatakse kompositsioone plastifitseeritud tselluloosi (NC) baasil, vastavalt segatud RT ja pürotehniliste kompositsioonide tehnoloogiatele - kasutatakse termoreaktiivseid vaiku. sideaine (PSN, epoksü). APS-i kokkupanemisel võetakse arvesse järgmisi olulisi nõudeid: - inhibiitori sisaldus, eeldusel, et säilivad rahuldavad tehnoloogilised, füüsikalis-keemilised, mehaanilised ja ballistilised omadused, peab olema maksimaalne; - enne kompositsioonile lisamist tuleb inhibiitor jahvatada ja jahvatusaste peab olema võimalikult kõrge, vähemalt puuviljajoogis< 2 мкм; Лз зол»об аз юнтао пажа о твынис состаВЫ Состав, свойства ПТ-50.2 ПТ.4 ПАС.47 Типа СБК Состав СЗПТ ПАС-47М (СКТВ НИИПХ («Эпотос») «Технолог») Химсостав, % масс.: 3! -65 55-90 47 (кмо + " В~НОЗ) Нитрат калия 16-35 38-39 ерхлорат калил Ннтроцеллюлоза 17,5 12,5 !8-30 10-45 Фенолформзлъленлная смола и лр.
07.11.2010
Ultradisperssed energeetilised kondenseeritud süsteemid (ECS), mis sisaldavad alumiiniumi nanoosakesi koos funktsionaalsete orgaaniliste ja organoelementide katetega
A.N. Zhigach 1, I.O. Leypunsky 1, E.S. Zotova 1, B.V. Kudrov 1, N.G. Berezkina 1, P.A. Pshechenkov 1, M.F. Gogulya 2, M.A. Bražnikov 2, V.A. Teselkin 2, O.M. Žigalina 3, V.V. Artjomov 3
1 Venemaa Teaduste Akadeemia Keemilise Füüsika Energiaprobleemide Instituut RAS (INEPCP RAS)
2 Venemaa Teaduste Akadeemia Keemilise Füüsika Instituudi asutus. N.N. Semenovi RAS (ICP RAS)
3 Venemaa Teaduste Akadeemia RAS-i Kristallograafia Instituudi asutus. A.V. Šubnikova (IC RAS)
Käesoleva töö eesmärgiks on saada submikron- ja nanosuuruses alumiiniumosakesed, mille aktiivse alumiiniumi sisaldus on võrreldav mikronisuuruste osakestega pulbrite omaga, nitramiinmaatriksil põhineva aluminiseeritud komposiidi süntees ja iseloomustamine.
Venemaa Teaduste Akadeemia Keemilise Füüsika Majanduse ja Füüsika Instituudis välja töötatud metalliaurude kondenseerimise meetodil inertgaasi voolus saadi alumiiniumi nanoosakesed spetsiaalselt moodustatud funktsionaalsete (oksü)nitriid-, trimetüülsiloksaani- ja fluororgaaniliste katetega. pind, mis takistab täiteaineosakeste pinnakihi oksüdeerumist. Saadud proove iseloomustati skaneeriva ja trning röntgendifraktsioonanalüüsiga. On näidatud, et trimetüülsiloksaankattega nanosuuruses alumiiniumi proovides on aktiivse alumiiniumi jääksisaldus kõige suurem ja fluororgaanilise kattega alumiiniumiosakesed on kõige vastuvõtlikumad lagunemisele.
Tutvustatakse Venemaa Teaduste Akadeemia Majandus- ja Füüsika Instituudis välja töötatud meetodit ülipeente kõrge energiaga materjalide (üksik- ja aluminiseeritud komposiidid) valmistamiseks lahuses ülipeene alumiiniumipulbri suspensiooni pihustuskuivatamise teel. Kirjeldatakse näidiseksperimentaalset seadistust. Käsitletakse suspensiooni stabiilsust, pihustus- ja kuivatamisprotsesside efektiivsust, lõplikku morfoloogiat, komposiidi faasilist koostist ja alumiiniumosakeste ühtlast jaotumist kõrge energiaga maatriksis määravaid tegureid.
Kasutades Venemaa Teaduste Akadeemia Keemilise Füüsika Instituudis saadaolevaid eksperimentaalseid meetodeid, mõõdeti nitramiini seeria (RDX RDX, HMX HMX, HNIW heksanitroheksaazaisowurtzitane) suure energiaga maatriksitel põhinevate aluminiseeritud nanokomposiitide mehaanilist tundlikkust. On näidatud, et HNIW-maatriksiga proovide tundlikkus on märgatavalt kõrgem võrreldes HMX-il ja sarnastel täiteainetel põhinevate komposiitidega, samas kui mehaaniline tundlikkus sõltub nõrgalt kantud katte tüübist.
Kirjandus.
1. Žigatš A.N., Leipunski I.O., Kuskov M.L., Stoenko N.I., Storožev V.B. Installatsioon metallide nanoosakeste füüsikalis-keemiliste omaduste saamiseks ja uurimiseks // Instrumendid ja katseseadmed. 2000. nr 6. lk 122-129.
2. A.N. Žigach, I.O. Leypunsky, N.G. Berezkina, P.A. Pšetšenkov, E.S. Zotova, B.V. Kudrov, M.F. Gogulja, M.A. Bražnikov, M.L. Kuskov. Nitramiinidel põhinevad aluminiseeritud nanokomposiidid: tootmismeetod ja struktuuriuuring // Põlemise ja plahvatuse füüsika, v. 45 (2009), nr 6, lk 35-47.
1Madalsulava inertse komponendiga keerukate mitmekihiliste kompositsioonide, mis on elektrokeemilised süsteemid, gaasivaba põlemise mehhanismi uurimine on uus ja kiireloomuline ülesanne nii uute varuvooluallikate loomisel kui ka erinevatel eesmärkidel komposiitide tootmisel. isepaljuva kõrgtemperatuurilise sünteesi (SHS) abil. Selles töös mõõtsime erisoojuse eraldumist Zr-CuO-LiF ja Zr-BaCrO4-LiF tüüpi kondenseeritud energiasüsteemide (ECS) põlemisel. Katsed viidi läbi suurel kiirusel põleva kalorimeetriga BKS-3. BKS-3 eripäraks on võime kiirendada spetsiifilise põlemisenergia mõõtmise protsessi, soojendades juhtploki ahjus kalorimeetrilist pommi. Katsete tulemusena tehti kindlaks, et katoodse ECS Zr-CuO-LiF põlemisel erisoojuse eraldumine on 2654,849 J/g ja anoodil 4208,771 J/g. Anoodi- ja katoodkompositsioonidest koosneva kõrgtemperatuurse galvaanilise elemendi erisoojuse põlemisel on 3518,720 J/g. Arvutiprogrammiga “THERMO-ISMAN” viidi läbi termodünaamiline analüüs, arvutati adiabaatiline põlemistemperatuur, interaktsiooni tasakaaluprodukti koostis energiakondensatsioonisüsteemides ning alg- ja lõppproduktide mahtude suhe. Saadud katsetulemused võivad leida rakendust pürotehniliste vooluallikate tootmistehnoloogias, aga ka uute, paljutõotavate ECS-kompositsioonide loomisel.
energia kondenseeritud süsteemid (ECS)
pürotehniline vooluallikas (PSU)
spetsiifiline soojuseraldus
põlemiskalorimeeter
1. Morozov Yu.G., Kuznetsov M.V., Nersesjan M.D., Meržanov A.G. Elektrokeemilised nähtused ise leviva kõrgtemperatuurse sünteesi protsessides // DAN. – 1996. – T. 351, nr 6. – Lk 780–782.
2. Filimonov I.A., Kidin N.I. Kõrgtemperatuuriline süntees põlemisel: sisemiste elektromagnetväljade tekitamine ja mõju välistele elektromagnetväljadele // FGV. – 2005. – T. 41, nr 6. – Lk 34–53.
3. Morozov Yu.G., Kuznetsov M.V., Belousova O.V. Elektriliste potentsiaalide teke heterogeensel põlemisel VI rühma keemilisi elemente sisaldavates süsteemides // Keemiline füüsika. – 2009. – T. 28, nr 10. – Lk 58–64.
4. Keemiliselt juhitavad süsinik-nanotoruga juhitavad termojõulained. Wonjoon Choi, Seunghyun Hong, Joel T. Abrahamson, Jae-Hee Han, Changsik Song, Nitish Nair, Seunghyun Baik, Michael S. Strano // Loodusmaterjalid. – 2010. – V. 9. – Lk 423–429.
5. Prosyanyuk V.V., Suvorov I.S., Sigeikin G.I., Kulikov A.V. Pürotehnilised vooluallikad - uus varutoiteseadmete klass // Russian Chemical Journal. – 2006. – T. L, nr 5. – Lk 113–119.
6. Varyonykh N.M., Emelyanov V.N., Prosyanyuk V.V., Suvorov I.S. Elektrivoolu pürotehniline allikas // RF patent nr 2320053, IPC N01M 4/66; N01M 6/36. Avaldatud 20.03.2008. - Bull. nr 8.
7. Barinov V.Yu., Vadtšenko S.G., Shchukin A.S., Prosyanyuk V.V., Suvorov I.S., Gilbert S.V. Kolmekihiliste kondenseeritud süsteemide (Zr + CuO + LiF) – (LiF) – (Zr + BaCrO4 + LiF) põlemise eksperimentaalne uuring // Kaasaegse teaduse edusammud. – 2016. – T. 11, nr 6. – Lk 7–12.
Heterogeensete kondenseeritud süsteemide põlemisel vabaneva keemilise energia otsene muundamine elektrienergiaks on üks kaasaegse teaduse pakilisemaid probleeme. See määrab vajaduse läbi viia põlemisel toimuvate protsesside eksperimentaalseid ja teoreetilisi uuringuid.
Töö näitas, et mitmete heterogeensete kondenseeritud süsteemide põlemisel tekib elektriline signaal. Põlemisfrondi läbimise ajal registreeriti kahe pulbrisegusse sukeldatud metallelektroodi potentsiaalide erinevus. Leiti, et olenevalt süsteemi koostisest tekib kolme tüüpi elektrisignaale: positiivne, negatiivne ja bipolaarne. Elektrilise signaali tekkimist põlemisprotsessi ajal nimetatakse põlemisemf-iks. Autorid usuvad, et põlemine uuritud süsteemides toimub redoksreaktsioonide mehhanismi kaudu erinevate ioonide, nii algreaktiivide kui ka vaheproduktide osalusel. Toimuvad ionisatsiooniprotsessid põhjustavad kondenseerunud reaktsiooniproduktidega põlemissüsteemides elektrostaatiliste väljade tekkimist. Uuritud on kroomi, molübdeeni ja volframi sisaldavate frontaalselt põlevate heterogeensete süsteemide käitumist, mida kasutatakse keeruliste oksiidmaterjalide isepaljundamiseks kõrgtemperatuursel sünteesil. Leiti, et põlemislaine esiosa ja sünteesiproduktide vahel tekkiva elektromotoorjõu maksimaalsed väärtused võivad ulatuda 2 V-ni ja selle määrab peamiselt alglaengu keemiline koostis.
Praeguseks on avaldatud mitmeid töid (teoreetilisi ja eksperimentaalseid) erinevate ECS-i põlemisel tekkivate elektrinähtuste uurimise kohta. Avaldatud teosed ei anna ühemõttelist tõlgendust EMF-i tekkemehhanismist põlemislaine levimisel.
Elektriimpulsi tekkimine heterogeensete pulbrisegude põlemisel pani aluse uue varuvooluallikate klassi - pürotehnilise vooluallika (PSC) - loomisele. PIT-id on seadmed kondenseeritud energiasüsteemide keemilise energia otseseks muundamiseks elektrienergiaks ja on ühekordselt kasutatava elektrivoolu kõrge temperatuuriga varuallikad, mis on kavandatud töötama ooterežiimis. Neid kasutatakse laialdaselt pardaseadmete, instrumentide ja seadmete, täiturmehhanismide ja juhtimissüsteemide (releed, mikromootorid jne) autonoomseks aktiveerimiseks ja toiteallikaks. PIT-d on pika kasutuseaga (20-25 aastat), väikesed gabariidid ja kaal, ei vaja hooldust kogu kasutusea jooksul ning säilitavad suurepärase jõudluse temperatuuril -70 kuni +70 °C. Töös kirjeldatakse heterogeensetest heterogeensetest süsteemidest valmistatud kõrgtemperatuursete galvaaniliste elementide (HGC) akude elektrilisi omadusi. Kahest või enamast VGE-st koosnev aku on pürotehniline vooluallikas.
Selles töös uuritakse pürotehnilistes vooluallikates (PSC) elektrokeemiliste süsteemidena kasutatavate (Zr + CuO + LiF)-LiF-(Zr + BaCrO4 + LiF) tüüpi kolmekihiliste ECS-ide põlemismustreid. Katsed näitasid, et amplituud tõuseb maksimaalse väärtuseni 0,2 s ja selle maksimaalne väärtus on ~ 1,5 V, signaali kestus poollaiusel on ~ 1,1 s. Pärast maksimumväärtuse saavutamist väheneb signaali suurus eksponentsiaalselt peaaegu nullini.
Elektroonilise juhtivusega metallide olemasolu anoodi ja katoodi põlemisproduktides, mis on otseses kokkupuutes, ning vaskoksiidi, millel on pooljuhtomadused, määrab ECS-i põlemissaaduste elektritakistuse vähenemise, kuna samuti elektrisignaali impulsslik olemus - pinge kiire (~ 0,2 s) tõus maksimumväärtuseni ja peaaegu eksponentsiaalne pingelangus miinimumväärtuseni.
Eeltoodust võime järeldada, et kahekihilise ECS-i põlemisel tekivad elektrokeemilised reaktsioonid, mis põhjustavad impulss-elektrisignaalide teket.
Materjalid ja uurimismeetodid
Esialgsed proovid olid pürotehnilise asbestpaberi ribad, mis saadi asbestiga sobiva koostisega vesisuspensioonide vaakum-sadestamise teel. ECS andmetes tagab tsirkoonium õhukeste heterogeensete süsteemide kõrgel temperatuuril põlemise koos intensiivse soojuse eemaldamisega põlemistsoonist, vaskoksiid CuO on aktiivne katoodoksüdeerija, mida kasutatakse soojusvooluallikates. Baariumkromaat BaCrO4 on peeneks dispergeeritud madala gaasisisaldusega oksüdeerija. Liitiumfluoriid LiF on materjal, mida kasutatakse varuvooluallikates elektrolüüdina. Vaskoksiidi purustatud peene pulbri eripind on 2400 cm2/g keskmise osakeste suurusega 4 mikronit, liitiumfluoriidil - 2300 cm2/g ja 11 mikronit, tsirkooniumil - 2000 cm2/g ja 4 mikronit, baariumil kromaat - 6000 cm2/g osakeste keskmise suurusega 2 mikronit. ECS-elektroodides kasutati mineraalse sideainena krüsotiilsbesti (kiuline vesine magneesiumsilikaat) teoreetilise valemiga 3MgO 2SiO2 2H2O kiu paksusega 0,01-0,1 mm ja pikkusega ~0,2-4 mm. Asbesti kasutamine nendes ECS-is annab minimaalse koguse gaasilisi põlemisprodukte ja tehnoloogilise võimaluse saada ~0,5 mm paksused lamedad plaadid, mis moodustati komponentide vesisuspensiooni vaakum-sadestamise teel filterpaberile. Sel juhul moodustub paberile või õhukesele kiltkivile sarnane struktuur. Eksperimentaalsete uuringute jaoks lõigati saadud plaatidest välja vajaliku kujuga proovid 10 mm läbimõõduga ketaste kujul.
Katsed Zr-CuO-LiF ja Zr-BaCrO4-LiF ECS erisoojuse eraldumise mõõtmiseks viidi läbi kiirpõlemiskalorimeetril BKS-3. Kalorimeeter BKS-3 on ette nähtud tahke kütuse põlemisenergia mõõtmiseks vastavalt standardile GOST 147-95, vedelkütusele vastavalt standardile GOST 21261-91 ja gaaskütusele vastavalt standardile GOST 10061-78, samuti oksüdatsioonisoojuse mõõtmiseks. ja põlemine erinevate füüsikaliste ja keemiliste protsesside käigus.
Kalorimeetri tööpõhimõte põhineb BCS-i mõõtekambrisse paigutatud kalorimeetrilises pommis vabaneva energiahulga mõõtmisel, integreerides mõõtekambrist tuleva soojusvoo massiivsesse plokki (passiivtermostaat). BKS-3 eripäraks on võime kiirendada spetsiifilise põlemisenergia mõõtmise protsessi, soojendades juhtploki ahjus kalorimeetrilist pommi.
Uuritava aine proov asetatakse pommi ja täidetakse hapnikuga. Pomm tuleb esmalt kuumutada ahjus temperatuurini kuni 31 °C, s.o. 2-3 °C kõrgem kui kalorimeetri töötemperatuur. Järgmisena asetatakse pomm kalorimeetri mõõtekambrisse, misjärel algab mõõtmisprotsess. Sel juhul süttib aine automaatselt pärast seda, kui ahjus kuumutatud kalorimeetrilisest pommist pärinev soojusvoog langeb etteantud tasemeni, mille juures langus muutub regulaarseks, süütes aine automaatselt, suunates voolu süütepooli, mis on kontaktis sees oleva ainega. pomm. Samal ajal algab aine põlemisel tekkiva soojusvooluga võrdelise signaali integreerimine. Signaal tõuseb esmalt maksimaalse väärtuseni, seejärel väheneb eelnevalt mainitud tasemeni. Sel juhul integreerimine lõppeb ja monitorile kuvatakse mõõdetud soojuse arvväärtus.
Kütuse põlemise erienergia määratakse valemiga
Qsp = Qmeas/m,
kus Qsp - eripõlemisenergia, J/g;
Qmeas - mõõdetud põlemisenergia hulk, J;
m on kütuseproovi mass, g.
Iga kompositsiooni jaoks viidi läbi 10 katsest koosnev mõõtmiste seeria. Joonisel on kujutatud signaali eksperimentaalse sõltuvuse tüüpiline vorm kahest koostisega (Zr + CuO + LiF) - (Zr + BaCrO4 + LiF) lindist koosneva kõrgtemperatuurse galvaanilise elemendi põlemisel. Punktiirjoon joonisel tähistab uuritava kompositsiooni süttimismomenti.
Tüüpiline vaade kalorimeetri signaali eksperimentaalsest sõltuvusest kõrge temperatuuriga galvaanilise elemendi põlemisel, mis koosneb kahest kompositsiooniribast (Zr + CuO + LiF) - (Zr + BaCrO4 + LiF)
Termodünaamiline analüüs viiakse läbi eeldusel, et puudub soojuskadu (adiabaatiline režiim) ja tekib tasakaaluline lõppsaadus. Adiabaatilise põlemistemperatuuri arvutamise aluseks on algtemperatuuri (T0) algreaktiivide entalpiate ja põlemistemperatuuri lõppsaaduste (Tad) entalpiate võrdsus. Termodünaamiline analüüs on universaalne, kuna see ei sõltu keemilise interaktsiooni mehhanismist. Arvutused viidi läbi arvutiprogrammi Thermo-ISMAN abil. See programm võimaldab teil arvutada adiabaatilise põlemistemperatuuri ja lõpptoote tasakaalufaasi koostist.
Põlemistemperatuuri mõõdeti 200 μm läbimõõduga volfram-reeniumi termopaaride VR5-20 abil.
Uurimistulemused ja arutelu
Termodünaamiline analüüs näitas, et HGE peamised põlemissaadused on monovalentne vaskoksiid ja tsirkooniumoksiid, mis on kooskõlas röntgendifraktsiooni andmetega. Arvestuslik adiabaatiline temperatuur on 1490 K, mis on soojuskao tõttu veidi kõrgem eksperimentaalselt mõõdetust (1380 K). Seega on süsteemi üksikud komponendid ja põlemissaadused, sealhulgas LiF elektrolüüt (sulamistemperatuur ≈ 850 °C), sulas olekus, mis minimeerib HGE sisetakistust.
Mõõtmiste tulemusena selgus, et Zr-CuO-LiF EX eripõlemissoojus on 2,69 kJ/g ja Zr-BaCrO4-LiF EX 4,31 kJ/g. VGE eripõlemissoojus oli 3,52 kJ/g. Anoodi, katoodi koostise ja VGE põlemisel erisoojuse eraldumise mõõtmiste tulemused on toodud tabelis. On kindlaks tehtud, et katoodkompositsioonil Zr-CuO-LiF on erisoojuseraldus Qav 2654,85 J/g, anoodkompositsioonil Zr-BaCrO4-LiF 4208,77 J/g ja VGE puhul 3518,72 J/g. Saadud tulemus on seletatav sellega, et anoodilises ECS-is on kütusesisaldus (tsirkoonium) suurem kui katoodil.
VGE (Zr-CuO-LiF) + (Zr-BaCrO4-LiF) põlemisel erisoojuse eraldumise mõõtmise tulemused
|
(Zr-CuO-LiF) + (Zr-BaCrO4-LiF) |
|||||||||
|
Qav = 2654,849 J/g |
Qav = 4208,771 J/g |
Qav = 3518,720 J/g |
|||||||
Tuleb märkida, et madala sulamistemperatuuriga inertse komponendiga keerukate mitmekihiliste kompositsioonide, mis on elektrokeemilised süsteemid, gaasivaba põlemise mehhanismi uurimine on uus ja kiireloomuline ülesanne nii uute varuvooluallikate loomisel kui ka tootmisel. komposiitmaterjalid erinevatel eesmärkidel, kasutades isepaljuva kõrgtemperatuurse sünteesi (SHS) meetodit. Selliste vooluallikate loomine ja arendamine ei ole suunatud odava elektri hankimisele või olemasolevate vooluallikate odavale asendamisele, vaid objektide pardasüsteemide toitele, mille maksumus on üle majanduslike arvutuste.
Saadud katsetulemused võivad leida rakendust pürotehniliste vooluallikate tootmistehnoloogias, aga ka uute, paljutõotavate ECS-kompositsioonide loomisel.
Järeldus
Põlemiskalorimeetri BKS-3 abil viidi läbi eksperimentaalne soojuse eraldumise uuring energia kondenseerunud süsteemide Zr-CuO-LiF ja Zr-BaCrO4-LiF põlemisel. Katsete tulemusena tehti kindlaks, et katoodse ECS Zr-CuO-LiF põlemisel erisoojuse eraldumine on 2654,849 J/g ja anoodil 4208,771 J/g. Anoodi- ja katoodkompositsioonidest koosneva kõrgtemperatuurse galvaanilise elemendi erisoojuse põlemisel on 3518,720 J/g. Viidi läbi termodünaamiline analüüs, arvutati lõpptoote adiabaatiline temperatuur ja tasakaalufaasi koostis. On kindlaks tehtud, et termopaaride abil mõõdetud ECS-i põlemistemperatuur on soojuskao tõttu arvutatust madalam.
Bibliograafiline link
Barinov V.Yu., Maškinov L.B. SOOJUSE LEVENDAMINE KONDENSEERITUD ENERGIASÜSTEEMIDE ZR-CUO-LIF JA ZR-BACRO4-LIF PÕLEMISEL // International Journal of Applied and Fundamental Research. – 2018. – nr 1. – Lk 21-24;URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=12058 (juurdepääsu kuupäev: 09.10.2019). Toome teie tähelepanu kirjastuse "Loodusteaduste Akadeemia" poolt välja antud ajakirjad
Iga riigi tänapäevases elus on energiaga küllastunud materjalidel või energiaga kondenseerunud süsteemidel suur tähtsus.
Kondenseeritud energiasüsteemid (ECS) on raketi-, suurtükiväe-, plasma-, laser- ja vintpüssipulbrid, rakettide segakütused, igat tüüpi lõhkeained, pürotehnika ja hüdroreageerivad tahke raketikütuse koostised. ECS on riigi kaitsevõime alus ning mõjutab majandust ning teaduse ja tehnoloogia arengut. Ilma ECS-ita pole suurtükiväge, väikerelvi ega peamisi lahingurakette, sealhulgas mandritevahelisi rakette, ja ilma kaasaegsete ja paljutõotavate relvadeta pole armeed.
Energia kondenseeritud süsteemid on tõhus energiaallikas seadmete ja uute tehnoloogiate jaoks. ECS-i eritüübid on võimaldanud luua ainulaadseid ja väga asjakohaseid tehnoloogiaid. Seega põhineb plasma tahketel raketikütustel esmakordselt maailmas
Välja on töötatud elektrienergia pulbermagnetilised hüdrodünaamilised generaatorid (MHD generaatorid), mis võimaldavad otsida mineraale suurel sügavusel, teostada maavärinate pikaajalisi prognoose ja uurida maakoore ehitust sügavusel kuni 70. kilomeetrit või rohkem. Metsatulekahjude ja rahe vastu võitlemiseks ning kunstlike sademete stimuleerimiseks kasutatakse spetsiaalseid rahet lõhkuvaid rakette ja suurtükiväesüsteeme.
ECS-i abil toimub klassikaliste meetoditega keevitamatute materjalide keevitamine, metallide, mahutite ja laevade stantsimine ja lõikamine, teraskonstruktsioonide tugevdamine, teemantide süntees, ülipeente teemantide süntees ja palju muud. ECS on tootmisel ja töötamisel ohtlik.
Ametliku kasutuse ja ohtlikkuse järgi jagunevad ECS-id nelja rühma: initsieerivad lõhkeained (IEV), suure plahvatusohtlikud (sekundaarsed) lõhkeained (BVV), raketikütus (püssirohi ja segatud tahked raketikütused) (MVV) ja pürotehnilised koostised (PTS). ECS-i peamised omadused, mis määravad nende klassifitseerimise ühte või teise rühma, on tundlikkus välismõjude suhtes (löök, hõõrdumine, kuumenemine), lööklaineimpulss, detonatsioonivõime ja kalduvus põlemiselt plahvatusele ja detonatsioonile üleminekuks (PGV ja detonatsioon). PGD).
Kõige ohtlikumad on IVV-d, kuna neil on suurim põrutus- ja hõõrdetundlikkus ning nad on altid gaasilöögile vabas õhus isegi väikestes (alla 1 g) kogustes.
Paljud pürotehnilised kompositsioonid on lõhkeainele ohtliku astme poolest lähedased (eriti ohtlikud on väikesed värvi-leegi ja jõu koostised).
Tugevad lõhkeained võivad plahvatada, kui neid kontsentreeritakse märkimisväärses koguses. Neist kõige ohtlikumad on heksogeen, oktogeen, PETN, tetrüül, vähem ohtlikud on ammoniidid ja vett sisaldavad lõhkeained, geelitaolised ja emulsioonlõhkeained.
Püssirohtu ja tahket raketikütust peetakse vähem ohtlikuks, paljud neist põlevad pidevalt kümnete ja sadade megapaskalite rõhul, kuid samal ajal on need väga tuleohtlikud ning püssirohi, mördid ja mõned muud püssirohud on võimelised põlemiselt plahvatuseni üle minema. .
Esimene lõhkeaine, mida sõjavarustuses ja erinevates majandusharudes kasutati, oli must pulber, kaaliumnitraadi, väävli ja kivisöe segu erinevates vahekordades. Arvatakse, et musta pulbriga sarnaseid plahvatusohtlikke segusid teadsid Hiina ja India rahvad juba aastaid enne meie ajastut. Tõenäoliselt jõudis Hiinast ja Indiast teave musta pulbri kohta esmakordselt araablaste ja kreeklasteni. Kuni 19. sajandi keskpaigani ehk ligi 500 aasta jooksul polnud peale musta pulbri ainsatki plahvatusohtlikku ainet.
Algul kasutati tulistamiseks musta pulbrit pulbri kujul - pulbermassi ja Venemaal nimetati seda jookiks. Relvade tulekiiruse suurendamise vajadus viis pulbermassi asendamiseni pulbriteradega.
Märkimisväärne panus püssirohutootmise arendamisse Venemaal anti 18. sajandi alguses Peeter I juhtimisel.
Aastatel 1710–1723 Ehitati suured riiklikud püssirohutehased – Peterburi, Sestroretski ja Okhtinski.
18. sajandi lõpus leidsid Lomonosov ja seejärel Lavoisier ja Berthelot Prantsusmaal musta püssirohu optimaalse koostise: 75% kaaliumnitraati, 10% väävlit ja 15% kivisütt. Seda kompositsiooni hakati Venemaal kasutama 1772. aastal ja see pole tänapäevani praktiliselt muutunud.
1771. aastal asus pärast rekonstrueerimist tööle Šostenski pulbritehas ja 1788. aastal ehitati maailma suurim Kaasani pulbritehas.
18. sajandi lõpus ja 19. sajandi alguses toimus loodusteaduste kiire areng: avastusi tehti keemia, füüsika ning lõhkeainete ja püssirohu vallas. Ükshaaval sünteesitakse lõhkeaineid, mis on energia poolest mustast pulbrist paremad.
1832. aastal sai prantsuse keemik G. Bracono lina ja tärklist lämmastikhappega töödeldes aine, mida ta nimetas ksüloidiiniks.
1838. aastal kordas Peluso G. Bracono katseid. Kui paberile kanti lämmastikhapet, saadi pärgament, mis ei olnud veest märjaks ja oli väga tuleohtlik. Peluso nimetas seda "plahvatusohtlikuks või tuliseks puiduks".
Tselluloosnitraatide avastamise prioriteetsust tunnistas Saksa keemik Schönbein. Böttger sai Schönbeinist sõltumatult püroksüliini. Schönbein ja Böttger võtsid mitmes riigis välja patendi püroksüliinitehaste ehitamiseks ning juba 1847. aastal ehitati Inglismaale esimene püroksüliini tootmistehas, mis hävis samal aastal plahvatuses.
Schönbeini ja Böttgeri patendi järgi ehitati Austrias 1852. aastal tehas, kus toimus ka plahvatus. Järgnenud püroksüliinitehaste plahvatuste seeria näitas, et Schönbeini meetodil ei olnud võimalik saada keemiliselt vastupidavat püroksüliini, mistõttu huvi selle kui lõhkeaine vastu mitmes riigis nõrgenes ja ainult Austrias jätkas Lenk (1853–1862) uurimistööd. resistentse püroksüliini tootmine. Ta soovitas tselluloosnitraate pesta nõrga soodalahusega. Tema katsed olid aga ebaõnnestunud ning pärast kolme plahvatust ladudes 1862. aastal ja Austrias lakkas töö püroksüliini tootmisel.
Vaatamata nii suurtele tagasilöökidele jätkas Abel Inglismaal tööd keemiliselt vastupidava püroksüliini saamise alal ning 1865. aastal õnnestus tal saada stabiilne tselluloosnitraat. Ta tõestas, et ladudes säilitatavate tselluloosnitraatide iseenesliku süttimise põhjuseks on väävelhape, mis jääb kiu sisemistesse kapillaaridesse. Selle jäägi ekstraheerimiseks pakkus Abel välja nitrotsellulooskiudude jahvatamise vee all Hollandi ahjudes. See meetod võimaldas eraldada kapillaaridest järelejäänud väävelhapet ja saada piisava ohutu säilivusajaga nitrotselluloosi.
Sellest ajast alates hakkas huvi nitrotselluloosi vastu uuesti kasvama, seda kasutati lõhkeainena ja seejärel saadi dünamiit.
1884. aastal õnnestus Viel leida viis nitrotselluloosi tihendamiseks. Ta soovitas seda ravida alkoholi ja eetri seguga. Laagerdamisel moodustub taignataoline mass, mida saab välja pigistada, pressida, rullida ehk anda soovitud kuju. Selle avastuse eest sai ta Nobeli preemia. Nii hakati tootma püroksüliini püssirohtu.
Venemaal alustati tselluloosnitraatide tootmisega aastatel 1845–1846. Kolonel Fadejev, kes püüdis kahurite ja haubitsate tulistamiseks kasutada nitreeritud puuvilla.
Süstemaatiline töö algas 1891. aastal, kui merendusosakonna juurde loodi labor, mis uuris tselluloosnitraatide ja püssirohu füüsikalis-keemilisi omadusi. Tööd laboris juhtis D.I. Mendelejev. Selles laboris said Mendelejev ja tema kolleegid 1891. aastal pürokollodioonpüroksüliini ja 1892. aastal selle põhjal pürokolloodiumpüssirohtu.
Tselluloosnitraatide ja püssirohtude brutotootmine Venemaal algas 1894. aastal. Sellest ajast on tselluloosnitraatide arengulugu kulgenud tootmisprotsesside uurimise, tehnoloogilise protsessi täiustamise, uute seadmete loomise ning uut tüüpi ja vormi otsimise teed. tselluloosi toorained.
Suur tunnustus selle eest kuulub väljapaistvatele teadlastele: R.A. Malakhov, A.P. Zakoštšikov, A.I. Titov, G.K. Klimenko, A.P. Sapožnikov, L.V. Zabelin, A.V. Marchenko ja paljud teised. Kuni 1930. aastani saadi tselluloosnitraate ainult puuvillatselluloosist ja hiljem hakati kasutama puidutselluloosi.
Püroksüliinipulbri tehnoloogia arendamise otsustav au Venemaal kuulub Z.V. Kalatšov, A.V. Suhhinsky, V. Nikolsky ja paljud teised.
1846. aastal hankis nitroglütseriini Itaalias firma Sobrero.
Aastatel 1853–1854 Vene teadlased N.N. Zinin ja V.F. Petruševski töötas esimesena maailmas välja nitroglütseriini tootmise tehnoloogia.
1888. aastal pakkus rootslane Alfred Nobel välja nitroglütseriinil põhineva püssirohu, mis sisaldas 40% nitroglütseriini ja 60% nitrotselluloosi. Suurtükiväerelvades katsetades selgus, et sellel püssirohul on palju suurem tugevus kui püroksüliini püssirohul.
1889. aastal pakkusid F. Abel ja D. Dewar Inglismaal välja teist tüüpi nitroglütseriini püssirohu, mida nimetatakse Cordiidiks, mis tähendab nööri või nööri.
Nõukogude Liidus algas ballistilise püssirohu tööstuslik tootmine 1928. aastal ning arenes seejärel eriti intensiivselt Teise maailmasõja ajal.
Sõjajärgsel perioodil (alates 1949. aastast) algas suurte raketikütuste tööstuslik tootmine ja alates 1958. aastast suure energiatarbega raketikütuste väljatöötamine.
Alates XX sajandi 50ndate keskpaigast. Nii NSV Liidus kui ka USA-s on raketi segakütuseid aktiivselt arendatud.
Kaasaegsete püssirohtude ja kütuste väljatöötamisel andsid olulise panuse kodumaised teadlased A.S. Bakaev, K.I. Bazhenov, D.I. Galperin, B.P. Žukov, N.G. Rogov, A.V. Kostochko, K.I. Sinaev, Ya.F. Savtšenko, G.V. Sakovich, B.M. Anikejev, N.D. Argunov, V.V. Mošev, V.A. Morozov, V.I. Samoškin ja paljud teised teadlased.
Pürotehnilisi koostisi kasutati Hiinas sõjapidamise vahendina mitu sajandit eKr.
Venemaal läks pürotehnika areng peamiselt ilutulestiku kompositsioonide suunas ja 19. sajandi alguses. − sõjaline eesmärk. Suure panuse kodumaise pürotehnika arendamisse andis K.I. Konstantinov, V.N. Tšikolev, F.V. Stepanov, F.F. Matjukevitš, A.A. Šidlovski, F.P. Madyakin.
1992. aastaks olid Venemaa strateegilised jõud relvastatud 1386 maapealse mandritevahelise ballistilise raketiga ja 934 merel asuva mandritevahelise ballistilise raketiga. Strateegiliste ründerelvade hulka kuuluvad:
Mandritevahelised mandritevahelised ballistilised raketid;
Allveelaevade ballistilised raketid;
Strateegiliste pommitajate tiibraketid.
Raketisüsteemide loojad:
Sergei Pavlovitš Korolev - teadlane, raketi- ja kosmosetehnoloogia disainer, praktilise astronautika rajaja. S.P. juhtimisel. Korolev töötas välja ja võttis SRTT-s kasutusele esimesed kodumaised kaugmaa ballistilised raketid.
Viktor Petrovitš Makeev – sõjalise raketitehnoloogia peadisainer. Esimese kodumaise eraldava lõhkepeaga tahkekütuse mandritevahelise raketi arenduse juht.
Utkin Vladimir Fedorovitš – ülddisainer, MTÜ Južnoje direktor. Tema juhtimisel loodi raudteel põhinev mobiilne raketisüsteem RK-23.
Nadiradze Aleksander Davidovitš on silmapaistev raketidisainer. Tema juhtimisel loodi maailma esimesed mobiilsed raketisüsteemid ning pandi alus Topoli raketisüsteemi loomisele.
Lagutin Boriss Nikolajevitš – ülddisainer, tahkekütuse rakettidega mobiilsete raketisüsteemide arendaja.
Solomonov Juri Semenovitš – ülddisainer. Tema juhtimisel loodi universaalne raketisüsteem Topol-M.