Lihat fail PDF dalam talian
Teks 8 muka surat daripada PDF
Caj dimulakan daripada kord peledak atau detonator. Caj tidak membentuk retakan mikro dalam batu walaupun dengan sentuhan langsung cas dengan batu, ditetapkan dengan pasti dalam keadaan berair, dan anjal di bawah suhu negatif. Dan eeea k nte y Osnaaanye tekhnnncheskie karakternetnkn aryadoa jenama VSHA Zdernbes A.A. Fizik kimpalan dan kimpalan letupan. – Noaosnbirsk: Pauka, !972 – 188 perkataan Negredoe LH.A Hapraalennos rzzruyenis gorkyk membiak zzryaom. - St. Petersburg: Rumah Penerbitan Universiti St. Petersburg, 1992.
– Ш5 s. G. N. Kutsey dengan AND~NNVN K9RNTYIYA (Ae) - hubungan antara saiz ciri kecacatan cas bahan api pepejal, serbuk mesiu atau bahan letupan dan lebar zon pembakaran. Mencirikan "rintangan" cas terhadap penembusan pembakaran ke dalam kecacatannya. Keadaan mengehadkan bagi pembakaran normal cas yang rosak dan berliang ialah Ae > A„„p Nilai kritikal A„ berjulat dari 2 (CPTT) hingga 10 (piroksilin) dengan nilai purata tertib b.
° Velesa A, F„Bobolev V K„Krognkoe A.N., Sulimov A.A., Chuyeo S.V. Penempatan semula pembakaran sistem condepsyrosappyk aerosol. - El Nauka, 1973. -292 hlm. S.V. Hebatnya Antfntsnn s1 "H19" ialah kristal tidak berwarna yang larut dalam benzena panas, sukar - dalam alkohol dan eter. Dalam komposisi piroteknik, aluminium teknikal (mentah) digunakan, iaitu campuran aluminium dengan homolognya (phenanthrep dan carbazole) dan mengandungi 12 - 16% minyak antrasena. Takat kilat mentah A. 150 – 160°C Mentah A.
digunakan dalam komposisi asap hitam dan putih. Kelemahan A mentah adalah pemisahan komponen, yang memerlukan pencampuran (purata, penyodok) sebelum digunakan. Komposisi berdasarkan A. tersebut mempunyai kebolehliran dan fleksibiliti fizikal yang tidak mencukupi, oleh itu, baru-baru ini, dalam pembangunan komposisi pembentuk aerosol, komposisi sinaran IR, bahan api pepejal jenis piroteknik, A secara kimia tulen digunakan, F.N (H,) - yang kesan faktor manusia terhadap perubahan dan pembangunan diri objek dan fenomena semula jadi seperti faktor aktiviti manusia yang mempunyai kesan ketara terhadap alam sekitar termasuk pengeluaran, operasi, penggunaan untuk tujuan yang dimaksudkan, pembubaran dan pelupusan sistem tenaga pekat -. ” bahan api pepejal (SF), serbuk mesiu, bahan letupan dan komposisi piroteknik.
Bahaya alam sekitar yang serius disebabkan oleh bahan letupan diwakili oleh komponen awal ECS, sisa industri, pelepasan, sisa teknologi dan, terutamanya, produk pembakaran dan letupan (PS dan EP) yang dihasilkan semasa ujian dan pelancaran, pembubaran peluru berpandu propelan pepejal dan pemusnahan caj yang telah tamat tempoh jaminan. Ketoksikan banyak komponen standard dan menjanjikan ZCS dari segi kesan fisiologinya pada tubuh manusia adalah pada tahap beberapa bahan toksik (Jadual)). Pada masa yang sama, kandungannya dalam sisa industri boleh agak tinggi (Jadual 2).
TAB ~ ciri-ciri bahagian pertanian bagi produk ex -tabblecha 2 Tokvppyk di Promstoki, menukar prpvovodstas dalam LPKVPDACP sektor ex -lpstrenn sevs dan klorida manusia dan klorida manusia dan sebatian lrugis. Seiring dengan kesan toksik, sebatian halogen mempunyai kesan buruk terhadap lapisan ozon atmosfera bumi, terutamanya semasa pelancaran peluru berpandu.
Sebagai tambahan kepada hidrogen klorida, terdapat banyak sekatan pada produk pembakaran lain, khususnya pada aluminium oksida, yang merupakan mutagen. Satu lagi produk pembakaran, karbon monoksida, menimbulkan bahaya di zon berhampiran letupan, permulaan atau tapak ujian, kerana pada jarak jauh, dalam proses mencairkan dengan udara atmosfera, kepekatannya berkurangan ke had yang boleh diterima. Apabila cas ECS dibakar pada tekanan rendah (tanpa blok muncung), kepekatan klorin agak tinggi. Sifat toksik beberapa produk pembakaran dibentangkan dalam Jadual 3.
t.sna~ y Persaingan maksimum yang dibenarkan bagi beberapa produk pihak ketiga EKS ° Rooders gt.F. prnrodopoliaaaanoe. dictionary-spranochnk.vЂ” ml thought, $990; Besnamavnoye P. P., Krovov KHL Keizinan maksimum bahan kimia dalam alam sekitar. -Ll Hamid, 1995, V, Yueleshko Acetiiiiid perak (karbzzd "areb1 S2A)t 2. mol. berat 239.o, T „.„ - 200 "C, haba penguraian 293 kcal/kg (1226 kJ/kg). Sangat sensitif kepada renjatan. Ubat-ubatan diperolehi dengan melepasi (menggelegak) asetilena melalui larutan ammonia perak nitrat. Dalam persekitaran neutral atau sedikit berasid, garam campuran A89C7 ° ANO3 terbentuk - bahan letupan permulaan, mol.
jisim 400.7, T "kira-kira 220" C, pengembangan dalam bom Trautzl 138 cm, haba 3 letupan 451 ikal, hkg (1888 kJ," kg), kelajuan letupan 2250 i," s pada ketumpatan 2.51 gu "cm dan 4450 m~"s dengan ketumpatan 5.36 gUSxc3. Kapasiti penurunan lebih besar daripada fulminat merkuri. Dalam amalan, ia tidak digunakan sebagai bahan letupan. ° yagil.7.I. Kimia teknologi untuk bahan letupan. L1, 1975. I J.Petviskhyao, TBT1.Ilyuiya AvvetvvyaevNDY-garam asetilena (HC dalam CH), asid lemah dengan pK 25, dibentuk oleh tindakan logam alkali dan alkali tanah (apabila dipanaskan atau dalam ammonia cecair) atau sebatian organologam dengan penggantian satu atau dua atom hidrogen C7H7; + M ~ NS7M+ N S7NZ + Mts -+ NS7M+ VN A.
logam daripada 1-11 kumpulan bertindak balas dengan kuat dengan air, menghasilkan asetilena; ia sering digunakan dalam sintesis organik untuk memperkenalkan kumpulan asetilena. Garam merkuri divalen, kuprum monovalen, halida aluminium, emas, kromium dan perak bergabung terus dengan asetilena, membentuk kompleks C7H7 + MX - dalam C7H7 MX Banyak kompleks mempunyai sifat letupan. Bahan letupan tersubstitusi A. (CitS3, A87C7) diperoleh melalui tindakan larutan ammonia garam logam ini pada asetilena. Pembentukan mendakan merah, SctS3, digunakan untuk analisis asetilena. dan Vagit HI. Kimia dan kimia digunakan untuk menyediakan bahan letupan.
— b1„!975. I.V., Ielityai, M.L.Ilyushiya AzrozoaeformazugovZie gubahan| untuk mempengaruhi awan vermillion dan kabus. Satu cara untuk mengelakkan hujan batu dan menyebabkan kerpasan adalah dengan memasukkan bahan (bahan tindak balas) ke dalam awan aerosol yang disejukkan super, yang merupakan pusat nukleasi wap air. Aerosol boleh dibuat menggunakan pelbagai kaedah yang paling disukai ialah pembakaran komposisi piroteknik dalam pelbagai jenis penjana. Terdapat dua jenis komposisi teknikal yang membentuk aerosol bahan tindak balas semasa pembakaran Dalam jenis pertama, bahan tindak balas dimasukkan ke dalam komposisi dan dalam bentuk serbuk. Hasil daripada pembakaran komposisi, ia menyuburkan, membentuk aerosol.
Dalam komposisi jenis kedua, rsagspt diperoleh semasa proses pembakaran. Di Rusia, keutamaan diberikan kepada jenis komposisi pertama. A81 digunakan sebagai reagen, yang dalam kebanyakan komposisi Lz ozozzoo zz ziiis iozhz daripada komposisi shzitis dibakar disebabkan oleh pembakaran campuran haba berdasarkan ammonium perklorat. Dalam kes ini, hasil zarah aktif (AP) yang tinggi dicapai apabila membakar komposisi dengan keseimbangan oksigen negatif mendadak (OC) pada suhu produk pembakaran kira-kira 2200 K.
Keperluan utama untuk komposisi adalah untuk memastikan hasil maksimum bahan aktif (tidak kurang daripada 5 1012 h, ~ g) pada suhu tolak 10 "C. Untuk memastikan hasil sedemikian, sehingga 50 - 00% Ag! pada mulanya dimasukkan ke dalam komposisi1 mengandungi 2% Ag1 Kemungkinan untuk menghasilkan komposisi dengan kandungan Al kira-kira 0.4% telah ditunjukkan apabila menggunakan sebatian yang mengandungi nitrogen yang bermanfaat secara epergis (azidopsitoes, selulosa pitrates) sebagai asas terma. hasil tinggi bahan aktif diperhatikan dengan komposisi BC hampir kepada sifar.
Ini memungkinkan untuk menggunakan komposisi tersebut secara serentak sebagai sumber bahan aktif dan bahan api, memastikan ketulenan alam sekitar produk pembakaran. F P. Iostzii Azrozolvobraz ryushchme vo1varot (komposisi vsashchme adalah komposisi multikomponen dengan pengikat polimer yang mengandungi bahan api, yang, sebagai peraturan, adalah pengikat, agen pengoksidaan dan perencat hidroksida, tersebar dan diaktifkan semasa pembakaran komposisi.
Sebatian unsur kumpulan 1 (dengan potensi pengionan elektronik tertinggi) digunakan sebagai perencat yang memutuskan tindak balas rantai pembakaran bahan karbon-hidrogen (tindak balas CO + 02 dan H2 + O3). Atas sebab ekonomi, teknikal dan alam sekitar, keutamaan akan diberikan kepada sebatian kalium dan, pertama sekali, yang mengandungi oksigen (Koz, KS1Ol). Pilihan pengikat polimer ditentukan oleh teknologi pembuatan APS: mengikut teknologi bahan api roket balistik, komposisi dibuat berdasarkan selulosa plastik (NC), mengikut teknologi campuran RT dan komposisi piroteknik - resin termoset digunakan sebagai pengikat (PSN, epoksi). Apabila memasang APS, keperluan penting berikut diambil kira: - kandungan perencat, tertakluk kepada mengekalkan ciri-ciri teknologi, fiziko-kimia, mekanikal dan intra-balistik yang memuaskan, hendaklah maksimum; - sebelum ditambah kepada komposisi, perencat mesti tertakluk kepada pengisaran, dan tahap pengisaran harus setinggi mungkin, sekurang-kurangnya dalam minuman buah-buahan< 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
Sistem pekat bertenaga ultradisperse (ECS) yang mengandungi nanopartikel aluminium dengan salutan organik dan organoelemen berfungsi
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. Brazhnikov 2, V.A. Teselkin 2, O.M. Zhigalina 3, V.V. Artyomov 3
1 Institusi Akademi Sains Rusia Institut Masalah Tenaga Fizik Kimia RAS (INEPCP RAS)
2 Institusi Akademi Sains Rusia Institut Fizik Kimia dinamakan sempena. N.N. Semenov RAS (ICP RAS)
3 Institusi Akademi Sains Rusia Institut Kristalografi RAS dinamakan sempena. A.V. Shubnikova (IC RAS)
Tujuan kerja ini adalah untuk mendapatkan submikron dan zarah aluminium bersaiz nano dengan kandungan aluminium aktif yang setanding dengan serbuk dengan zarah bersaiz mikron, sintesis dan pencirian komposit alumin berdasarkan matriks nitramin.
Menggunakan kaedah pemeluwapan wap logam dalam aliran gas lengai yang dibangunkan di Institut Ekonomi dan Fizik Fizik Kimia Akademi Sains Rusia, nanopartikel aluminium diperolehi dengan salutan nitrida berfungsi (oksi) khas, trimetilsiloksana dan organofluorin pada permukaan yang menghalang pengoksidaan lapisan permukaan zarah pengisi. Sampel yang diperoleh dicirikan oleh pengimbasan dan penghantaran mikroskop elektron dan analisis pembelauan sinar-X. Telah ditunjukkan bahawa sampel aluminium bersaiz nano dengan salutan trimetilsiloksana mempunyai kandungan sisa tertinggi aluminium aktif, dan zarah aluminium dengan salutan organofluorin paling mudah terdedah kepada degradasi.
Kaedah untuk menghasilkan bahan bertenaga tinggi ultrahalus (komposit individu dan aluminized) dengan menyembur pengeringan penggantungan serbuk aluminium ultrahalus dalam larutan, yang dibangunkan di Institut Ekonomi dan Fizik Akademi Sains Rusia, dibentangkan. Persediaan percubaan mock-up diterangkan. Faktor-faktor yang menentukan kestabilan ampaian, kecekapan proses penyemburan dan pengeringan, morfologi akhir, komposisi fasa komposit dan taburan seragam zarah aluminium dalam matriks tenaga tinggi dibincangkan.
Menggunakan kaedah eksperimen yang terdapat di Institut Fizik Kimia Akademi Sains Rusia, kepekaan mekanikal nanokomposit alumin berdasarkan matriks tenaga tinggi siri nitramine (RDX RDX, HMX HMX, HNIW hexanitrohexaazaisowurtzitane) diukur. Telah ditunjukkan bahawa sensitiviti sampel dengan matriks HNIW adalah lebih tinggi berbanding komposit berdasarkan HMX dan pengisi yang serupa, manakala kepekaan mekanikal lemah bergantung pada jenis salutan yang digunakan.
kesusasteraan.
1. Zhigach A.N., Leypunsky I.O., Kuskov M.L., Stoenko N.I., Storozhev V.B. Pemasangan untuk mendapatkan dan mengkaji sifat fizikokimia nanozarah logam // Instrumen dan peralatan eksperimen. 2000. No 6. ms 122-129.
2. A.N. Zhigach, I.O. Leypunsky, N.G. Berezkina, P.A. Pshechenkov, E.S. Zotova, B.V. Kudrov, M.F. Gogulya, M.A. Brazhnikov, M.L. Kuskov. Nanokomposit beraluminium berdasarkan nitramine: kaedah pengeluaran dan kajian struktur // Fizik pembakaran dan letupan, v. 45 (2009), no 6, ms 35-47.
1Kajian tentang mekanisme pembakaran tanpa gas bagi komposisi berbilang lapisan kompleks dengan komponen lengai lebur rendah, yang merupakan sistem elektrokimia, adalah tugas baru dan mendesak, baik untuk penciptaan sumber arus sandaran baru dan untuk pengeluaran komposit untuk pelbagai tujuan. dengan merambat sendiri sintesis suhu tinggi (SHS). Dalam kerja ini, kami mengukur pelepasan haba tentu semasa pembakaran sistem pekat tenaga (ECS) jenis Zr-CuO-LiF dan Zr-BaCrO4-LiF. Eksperimen telah dijalankan pada kalorimeter pembakaran berkelajuan tinggi BKS-3. Ciri khas BKS-3 ialah keupayaan untuk mempercepatkan proses mengukur tenaga pembakaran tertentu dengan memanaskan bom kalorimetrik di dalam relau unit kawalan. Hasil daripada eksperimen, didapati bahawa pelepasan haba tentu semasa pembakaran katodik ECS Zr-CuO-LiF ialah 2654.849 J/g, dan anodik ialah 4208.771 J/g. Pelepasan haba tentu semasa pembakaran sel galvanik suhu tinggi yang terdiri daripada komposisi anod dan katod ialah 3518.720 J/g. Menggunakan program komputer "THERMO-ISMAN", analisis termodinamik telah dijalankan, suhu pembakaran adiabatik, komposisi produk keseimbangan interaksi dalam sistem pekat tenaga dan nisbah isipadu produk awal dan akhir dikira. Keputusan eksperimen yang diperolehi boleh mencari aplikasi dalam teknologi pengeluaran sumber arus piroteknik, serta dalam penciptaan komposisi ECS yang baru dan menjanjikan.
sistem pekat tenaga (ECS)
sumber arus piroteknik (PSU)
pelepasan haba tertentu
kalorimeter pembakaran
1. Morozov Yu.G., Kuznetsov M.V., Nersesyan M.D., Merzhanov A.G. Fenomena elektrokimia dalam proses sintesis suhu tinggi penyebaran sendiri // DAN. – 1996. – T. 351, No. 6. – P. 780–782.
2. Filimonov I.A., Kidin N.I. Sintesis suhu tinggi melalui pembakaran: penjanaan dalaman dan pengaruh medan elektromagnet luaran // FGV. – 2005. – T. 41, No. 6. – P. 34–53.
3. Morozov Yu.G., Kuznetsov M.V., Belousova O.V. Penjanaan potensi elektrik semasa pembakaran heterogen dalam sistem yang mengandungi unsur kimia kumpulan VI // Fizik Kimia. – 2009. – T. 28, No. 10. – P. 58–64.
4. Gelombang termokuasa dipandu karbon-nanotube dipandu secara kimia. Wonjoon Choi, Seunghyun Hong, Joel T. Abrahamson, Jae-Hee Han, Changsik Song, Nitish Nair, Seunghyun Baik, Michael S. Strano // Bahan Alam Semula Jadi. – 2010. – V. 9. – P. 423–429.
5. Prosyanyuk V.V., Suvorov I.S., Sigeikin G.I., Kulikov A.V. Sumber semasa piroteknik - kelas baharu peranti penjanaan kuasa sandaran // Jurnal Kimia Rusia. – 2006. – T. L, No. 5. – P. 113–119.
6. Varyonykh N.M., Emelyanov V.N., Prosyanyuk V.V., Suvorov I.S. Sumber arus elektrik piroteknik // Nombor Paten RF 2320053, IPC N01M 4/66; N01M 6/36. Diterbitkan pada 20/03/2008. - Lembu jantan. No 8.
7. Barinov V.Yu., Vadchenko S.G., Shchukin A.S., Prosyanyuk V.V., Suvorov I.S., Gilbert S.V. Kajian eksperimen tentang pembakaran sistem pekat tiga lapisan (Zr + CuO + LiF) – (LiF) – (Zr + BaCrO4 + LiF) // Kemajuan dalam sains moden. – 2016. – T. 11, No. 6. – P. 7–12.
Penukaran langsung tenaga kimia yang dibebaskan semasa pembakaran sistem terkondensasi heterogen kepada tenaga elektrik adalah salah satu masalah mendesak sains moden. Ini menentukan keperluan untuk menjalankan kajian eksperimen dan teori tentang proses yang berlaku semasa pembakaran.
Kerja menunjukkan bahawa semasa pembakaran beberapa sistem pekat heterogen, isyarat elektrik dijana. Semasa laluan depan pembakaran, beza keupayaan antara dua elektrod logam yang direndam dalam campuran serbuk telah direkodkan. Didapati bahawa, bergantung kepada komposisi sistem, tiga jenis isyarat elektrik timbul: positif, negatif dan bipolar. Kejadian isyarat elektrik semasa proses pembakaran dipanggil "emf pembakaran". Penulis percaya bahawa pembakaran dalam sistem yang dikaji berlaku melalui mekanisme tindak balas redoks dengan penyertaan pelbagai ion, kedua-dua reagen awal dan produk perantaraan. Proses pengionan yang berlaku membawa kepada kemunculan medan elektrostatik dalam sistem pembakaran dengan produk tindak balas terkondensasi. Tingkah laku sistem heterogen pembakaran hadapan yang mengandungi kromium, molibdenum dan tungsten, yang digunakan untuk merambat sendiri sintesis suhu tinggi bahan oksida kompleks, telah dikaji. Didapati bahawa nilai maksimum daya gerak elektrik yang timbul antara hadapan gelombang pembakaran dan produk sintesis boleh mencapai 2 V dan ditentukan terutamanya oleh komposisi kimia cas awal.
Sehingga kini, beberapa karya (teori dan eksperimen) telah diterbitkan mengenai kajian fenomena elektrik yang timbul semasa pembakaran pelbagai ECS. Karya yang diterbitkan tidak memberikan tafsiran yang jelas tentang mekanisme kejadian EMF semasa perambatan gelombang pembakaran.
Kejadian nadi elektrik semasa pembakaran campuran serbuk heterogen membentuk asas untuk penciptaan kelas sumber arus sandaran baru - sumber arus piroteknik (PSC). PIT ialah peranti untuk penukaran terus tenaga kimia sistem tenaga pekat kepada tenaga elektrik dan merupakan sumber sandaran suhu tinggi arus elektrik pakai buang yang direka bentuk untuk beroperasi dalam mod siap sedia. Ia digunakan secara meluas untuk pengaktifan autonomi dan bekalan kuasa peralatan, instrumen dan peranti, penggerak dan sistem kawalan (geganti, motor mikroelektrik, dll.). PIT mempunyai hayat perkhidmatan yang panjang (20-25 tahun), dimensi dan berat keseluruhan yang kecil, tidak memerlukan sebarang penyelenggaraan sepanjang hayat perkhidmatannya, dan mengekalkan prestasi cemerlang pada suhu dari -70 hingga +70 °C. Makalah ini membentangkan ciri-ciri elektrik bateri sel galvanik suhu tinggi (HGC), diperbuat daripada sistem heterogen heterogen. Bateri yang terdiri daripada dua atau lebih VGE ialah sumber arus piroteknik.
Kerja ini mengkaji corak pembakaran ECS tiga lapisan jenis (Zr + CuO + LiF) -LiF-(Zr + BaCrO4 + LiF), digunakan sebagai sistem elektrokimia dalam sumber arus piroteknik (PSC). Eksperimen menunjukkan bahawa amplitud meningkat kepada nilai maksimum dalam 0.2 s, dan nilai maksimumnya ialah ~ 1.5 V, tempoh isyarat pada separuh lebar ialah ~ 1.1 s. Selepas mencapai nilai maksimum, magnitud isyarat berkurangan secara eksponen kepada hampir sifar.
Kehadiran logam dengan kekonduksian elektronik dalam produk pembakaran anod dan katod, yang bersentuhan langsung, serta oksida cuprous, yang mempunyai sifat semikonduktor, menentukan penurunan rintangan elektrik produk pembakaran ECS, sebagai serta sifat berdenyut isyarat elektrik - voltan naik pantas (~ 0.2 s) ke nilai maksimum dan penurunan voltan hampir eksponen ke nilai minimum.
Daripada perkara di atas, kita boleh membuat kesimpulan bahawa semasa pembakaran ECS dua lapisan, tindak balas elektrokimia berlaku, yang membawa kepada penjanaan isyarat elektrik berdenyut.
Bahan dan kaedah penyelidikan
Sampel awal adalah jalur "kertas asbestos piroteknik" yang diperoleh melalui pemendapan vakum ampaian akueus komposisi yang sesuai dengan asbestos. Dalam data ECS, zirkonium memastikan pembakaran suhu tinggi sistem heterogen nipis dengan penyingkiran haba intensif dari zon pembakaran, kuprum oksida CuO ialah pengoksida katod aktif, yang digunakan dalam sumber arus haba. Barium kromat BaCrO4 ialah pengoksida gas rendah yang tersebar halus. Litium fluorida LiF ialah bahan yang digunakan dalam sumber arus sandaran sebagai elektrolit. Luas permukaan spesifik serbuk halus kuprum oksida yang dihancurkan ialah 2400 cm2/g dengan saiz zarah purata 4 mikron, litium fluorida - 2300 cm2/g dan 11 mikron, zirkonium - 2000 cm2/g dan 4 mikron, barium kromat - 6000 cm2/g dengan saiz zarah purata 2 mikron. Asbestos krisotil (magnesium silikat hidrous berserabut) dengan formula teori 3MgO 2SiO2 2H2O dengan ketebalan gentian 0.01-0.1 mm dan panjang ~0.2-4 mm digunakan sebagai pengikat mineral dalam elektrod ECS. Penggunaan asbestos dalam ECS ini menyediakan volum minimum produk pembakaran gas dan kemungkinan teknologi untuk mendapatkan plat rata ~0.5 mm tebal, yang dibentuk oleh pemendapan vakum penggantungan berair komponen pada kertas penapis. Dalam kes ini, struktur yang serupa dengan kertas atau batu tulis nipis terbentuk. Untuk kajian eksperimen, sampel bentuk yang diperlukan telah dipotong daripada plat yang dihasilkan dalam bentuk cakera dengan diameter 10 mm.
Eksperimen untuk mengukur pelepasan haba tentu Zr-CuO-LiF dan Zr-BaCrO4-LiF ECS telah dijalankan pada kalorimeter pembakaran berkelajuan tinggi BKS-3. Kalorimeter BKS-3 direka untuk mengukur tenaga pembakaran bahan api pepejal mengikut GOST 147-95, bahan api cecair mengikut GOST 21261-91 dan bahan api gas mengikut GOST 10061-78, serta haba pengoksidaan dan pembakaran semasa pelbagai proses fizikal dan kimia.
Prinsip operasi kalorimeter adalah berdasarkan mengukur jumlah tenaga yang dilepaskan dalam bom kalorimetrik yang diletakkan di dalam sel pengukur BCS dengan menyepadukan aliran haba yang datang dari sel pengukur kepada blok besar (termostat pasif). Ciri khas BKS-3 ialah keupayaan untuk mempercepatkan proses mengukur tenaga pembakaran tertentu dengan memanaskan bom kalorimetrik di dalam relau unit kawalan.
Satu sampel bahan ujian diletakkan di dalam bom dan diisi dengan oksigen. Bom mesti terlebih dahulu dipanaskan dalam ketuhar pada suhu sehingga 31 °C, i.e. 2-3 °C lebih tinggi daripada suhu operasi kalorimeter. Seterusnya, bom diletakkan di dalam sel pengukur kalorimeter, selepas itu proses pengukuran bermula. Dalam kes ini, selepas aliran haba dari bom kalorimetrik yang dipanaskan di dalam relau menurun ke tahap tertentu, di mana penurunan menjadi teratur, bahan secara automatik dinyalakan dengan membekalkan arus ke gegelung pencucuhan, yang bersentuhan dengan bahan di dalamnya. bom itu. Pada masa yang sama, penyepaduan isyarat yang berkadar dengan aliran haba daripada pembakaran bahan bermula. Isyarat mula-mula meningkat kepada nilai maksimumnya, kemudian menurun kepada tahap yang dinyatakan sebelum ini. Dalam kes ini, penyepaduan tamat dan nilai berangka haba yang diukur dipaparkan pada monitor.
Tenaga khusus pembakaran bahan api ditentukan oleh formula
Qsp = Qmeas/m,
di mana Qsp - tenaga pembakaran khusus, J/g;
Qmeas - jumlah tenaga pembakaran yang diukur, J;
m ialah jisim sampel bahan api, g.
Bagi setiap gubahan, satu siri ukuran yang terdiri daripada 10 eksperimen telah dijalankan. Rajah menunjukkan bentuk tipikal pergantungan eksperimen isyarat semasa pembakaran sel galvanik suhu tinggi yang terdiri daripada dua reben komposisi (Zr + CuO + LiF) - (Zr + BaCrO4 + LiF). Garis mendatar bertitik dalam rajah menandakan detik penyalaan komposisi yang sedang dikaji.
Pandangan biasa bagi pergantungan eksperimen isyarat kalorimeter semasa pembakaran sel galvanik suhu tinggi yang terdiri daripada dua reben komposisi (Zr + CuO + LiF) - (Zr + BaCrO4 + LiF)
Analisis termodinamik dijalankan di bawah andaian ketiadaan kehilangan haba (rejim adiabatik) dan pembentukan produk akhir keseimbangan. Pengiraan suhu pembakaran adiabatik adalah berdasarkan kesamaan entalpi bahan tindak balas awal pada suhu awal (T0) dan hasil akhir pada suhu pembakaran (Tad). Analisis termodinamik adalah universal, kerana ia tidak bergantung pada mekanisme interaksi kimia. Pengiraan telah dijalankan menggunakan program komputer Thermo-ISMAN. Program ini membolehkan anda mengira suhu pembakaran adiabatik dan komposisi fasa keseimbangan produk akhir.
Suhu pembakaran diukur menggunakan termokopel tungsten-rhenium VR5-20 dengan diameter 200 μm.
Hasil kajian dan perbincangan
Analisis termodinamik menunjukkan bahawa produk pembakaran utama HGE ialah monovalen kuprum oksida dan zirkonium oksida, yang konsisten dengan data pembelauan sinar-X. Suhu adiabatik yang dikira ialah 1490 K, yang lebih tinggi sedikit daripada yang diukur secara eksperimen (1380 K) disebabkan kehilangan haba. Oleh itu, komponen individu dan produk pembakaran sistem, termasuk elektrolit LiF (takat lebur ialah ≈ 850 °C), berada dalam keadaan cair, yang meminimumkan rintangan dalaman HGE.
Hasil daripada pengukuran, telah ditetapkan bahawa haba tentu pembakaran Zr-CuO-LiF EX ialah 2.69 kJ/g, dan untuk Zr-BaCrO4-LiF EX ialah 4.31 kJ/g. Haba tentu pembakaran VGE ialah 3.52 kJ/g. Keputusan pengukuran pelepasan haba tentu semasa pembakaran anod, komposisi katod dan VGE dibentangkan dalam jadual. Telah ditetapkan bahawa untuk komposisi katod Zr-CuO-LiF pelepasan haba tentu Qav ialah 2654.85 J/g, untuk komposisi anodik Zr-BaCrO4-LiF 4208.77 J/g, dan untuk VGE 3518.72 J/g. Keputusan yang diperolehi boleh dijelaskan oleh fakta bahawa kandungan bahan api (zirkonium) dalam ECS anodik lebih tinggi daripada dalam katod.
Keputusan mengukur pelepasan haba tentu semasa pembakaran VGE (Zr-CuO-LiF) + (Zr-BaCrO4-LiF)
|
(Zr-CuO-LiF) + (Zr-BaCrO4-LiF) |
|||||||||
|
Qav = 2654.849 J/g |
Qav = 4208.771 J/g |
Qav = 3518.720 J/g |
|||||||
Perlu diingatkan bahawa kajian mekanisme pembakaran tanpa gas komposisi multilayer kompleks dengan komponen lengai rendah lebur, yang merupakan sistem elektrokimia, adalah tugas baru dan mendesak, baik untuk penciptaan sumber arus sandaran baru dan untuk pengeluaran. komposit untuk pelbagai tujuan menggunakan kaedah sintesis suhu tinggi (SHS) merambat sendiri. Penciptaan dan pembangunan sumber semasa sedemikian tidak bertujuan untuk mendapatkan elektrik murah atau penggantian murah sumber semasa sedia ada, tetapi untuk menjanakan sistem objek atas kapal, yang kosnya di luar pengiraan ekonomi.
Keputusan eksperimen yang diperolehi boleh mencari aplikasi dalam teknologi pengeluaran sumber arus piroteknik, serta dalam penciptaan komposisi ECS yang baru dan menjanjikan.
Kesimpulan
Menggunakan kalorimeter pembakaran BKS-3, satu kajian eksperimen tentang pembebasan haba semasa pembakaran sistem terkondensasi tenaga Zr-CuO-LiF dan Zr-BaCrO4-LiF telah dijalankan. Hasil daripada eksperimen, didapati bahawa pelepasan haba tentu semasa pembakaran katodik ECS Zr-CuO-LiF ialah 2654.849 J/g, dan anodik ialah 4208.771 J/g. Pelepasan haba tentu semasa pembakaran sel galvanik suhu tinggi yang terdiri daripada komposisi anod dan katod ialah 3518.720 J/g. Analisis termodinamik telah dijalankan, suhu adiabatik dan komposisi fasa keseimbangan produk akhir telah dikira. Telah ditetapkan bahawa suhu pembakaran ECS, diukur menggunakan termokopel, adalah lebih rendah daripada yang dikira kerana kehilangan haba.
Pautan bibliografi
Barinov V.Yu., Mashkinov L.B. PELEPASAN HABA SEMASA PEMBAKARAN SISTEM TENAGA PEKAT ZR-CUO-LIF DAN ZR-BACRO4-LIF // Jurnal Antarabangsa Penyelidikan Gunaan dan Fundamental. – 2018. – No 1. – P. 21-24;URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=12058 (tarikh akses: 09/10/2019). Kami membawa kepada perhatian anda majalah yang diterbitkan oleh rumah penerbitan "Akademi Sains Semula Jadi"
Dalam kehidupan moden mana-mana negeri, bahan tepu tenaga, atau sistem pekat tenaga, adalah sangat penting.
Sistem tenaga pekat (ECS) ialah roket, artileri, plasma, serbuk laser dan senapang, bahan api pepejal roket campuran, semua jenis bahan letupan, piroteknik dan komposisi propelan pepejal tindak balas hidro. ECS adalah asas keupayaan pertahanan negeri dan mempengaruhi ekonomi dan pembangunan sains dan teknologi. Tanpa ECS tidak ada artileri, tidak ada senjata kecil, tidak ada jenis peluru berpandu tempur utama, termasuk yang antara benua, dan tanpa senjata moden dan menjanjikan tidak ada tentera.
Sistem pekat tenaga ialah sumber tenaga yang berkesan untuk peralatan dan teknologi baharu. Jenis khas ECS telah memungkinkan untuk mencipta teknologi yang unik dan sangat berkaitan. Oleh itu, berdasarkan bahan api roket pepejal plasma, buat kali pertama di dunia
Penjana hidrodinamik magnet serbuk (penjana MHD) tenaga elektrik telah dibangunkan, yang memungkinkan untuk mencari mineral pada kedalaman yang besar, melaksanakan ramalan jangka panjang gempa bumi, dan mengkaji struktur kerak bumi pada kedalaman sehingga 70 kilometer atau lebih. Peluru berpandu pemecah hujan batu khas dan sistem artileri digunakan untuk memerangi kebakaran hutan dan hujan batu, dan merangsang kerpasan buatan.
Dengan bantuan ECS, kimpalan bahan yang tidak boleh dikimpal dengan kaedah klasik dijalankan, pengecapan dan pemotongan logam, tangki dan kapal, pengukuhan struktur keluli, sintesis berlian, berlian ultrafine daripada karbon dan banyak lagi. ECS berbahaya dalam pengeluaran dan operasi.
Mengikut penggunaan rasmi dan bahayanya, ECS dibahagikan kepada empat kumpulan: bahan letupan permulaan (IEV), bahan letupan tinggi (sekunder) (BVV), bahan dorong (serbuk bedil dan bahan api roket pepejal campuran) (MVV) dan komposisi piroteknik (PTS). Ciri-ciri utama ECS, yang menentukan pengelasannya kepada satu kumpulan atau yang lain, adalah kepekaan terhadap pengaruh luaran (kesan, geseran, pemanasan), kepada nadi gelombang kejutan, keupayaan letupan dan kecenderungan untuk beralih daripada pembakaran kepada letupan dan letupan (PGV dan PGD).
Yang paling berbahaya ialah IVV, kerana ia mempunyai kepekaan yang paling besar terhadap hentaman dan geseran, dan terdedah kepada kejutan gas di udara terbuka walaupun dalam kuantiti yang kecil (kurang daripada 1 g).
Banyak komposisi piroteknik mempunyai tahap bahaya yang hampir kepada bahan letupan (produk kecil daripada komposisi api warna dan daya amat berbahaya).
Bahan letupan tinggi mampu meletup jika ia tertumpu dalam kuantiti yang ketara. Daripada jumlah ini, yang paling berbahaya ialah heksogen, oktogen, PETN, tetryl dan bahan letupan yang mengandungi air, bahan letupan seperti gel dan emulsi adalah kurang berbahaya.
Serbuk bedil dan bahan api roket pepejal dianggap kurang berbahaya, kebanyakannya terbakar secara berterusan pada tekanan puluhan dan ratusan megapascal, tetapi pada masa yang sama ia sangat mudah terbakar, dan serbuk mesiu, mortar dan beberapa serbuk mesiu lain mampu beralih daripada pembakaran kepada letupan .
Bahan letupan pertama yang digunakan dalam peralatan ketenteraan dan dalam pelbagai sektor ekonomi ialah serbuk hitam, campuran kalium nitrat, sulfur dan arang batu dalam pelbagai perkadaran. Adalah dipercayai bahawa campuran bahan letupan yang serupa dengan serbuk hitam telah diketahui bertahun-tahun sebelum era kita kepada masyarakat China dan India. Berkemungkinan dari China dan India, maklumat tentang serbuk hitam mula-mula sampai kepada orang Arab dan Yunani. Sehingga pertengahan abad ke-19, iaitu hampir 500 tahun, tidak ada satu bahan letupan pun selain serbuk hitam.
Pada mulanya, serbuk hitam digunakan untuk menembak dalam bentuk serbuk - pulpa serbuk dan di Rusia ia dipanggil ramuan. Keperluan untuk meningkatkan kadar tembakan senjata membawa kepada penggantian pulpa serbuk dengan butiran serbuk.
Sumbangan penting kepada pembangunan pengeluaran serbuk mesiu di Rusia telah dibuat pada awal abad ke-18 di bawah Peter I.
Pada tahun 1710–1723 Kilang serbuk mesiu negeri yang besar telah dibina - Petersburg, Sestroretsk dan Okhtinsky.
Pada akhir abad ke-18, Lomonosov, dan kemudian Lavoisier dan Berthelot di Perancis, mendapati komposisi optimum serbuk mesiu hitam: 75% kalium nitrat, 10% sulfur dan 15% arang batu. Komposisi ini mula digunakan di Rusia pada tahun 1772 dan hampir tidak mengalami sebarang perubahan sehingga hari ini.
Pada tahun 1771, selepas pembinaan semula, loji serbuk Shostensky mula beroperasi, dan pada tahun 1788, loji serbuk Kazan terbesar di dunia telah dibina.
Pada akhir abad ke-18 dan awal abad ke-19, terdapat perkembangan pesat sains semula jadi: penemuan dibuat dalam bidang kimia, fizik dan bidang bahan letupan dan serbuk mesiu. Satu demi satu, bahan letupan disintesis yang lebih unggul dalam tenaga berbanding serbuk hitam.
Pada tahun 1832, ahli kimia Perancis G. Bracono, merawat rami dan kanji dengan asid nitrik, memperoleh bahan yang dipanggil xyloidin.
Pada tahun 1838, Peluso mengulangi eksperimen G. Bracono. Apabila asid nitrik disapu pada kertas, kertas kulit diperolehi yang tidak dibasahi air dan sangat mudah terbakar. Peluso memanggilnya "kayu letupan atau berapi-api."
Keutamaan untuk penemuan selulosa nitrat diiktiraf oleh ahli kimia Jerman Schönbein. Böttger, secara bebas daripada Schönbein, memperoleh pyroxylin. Schönbein dan Böttger mengeluarkan paten untuk pembinaan kilang pyroxylin di beberapa negara, dan sudah pada tahun 1847 loji pengeluaran pyroxylin pertama telah dibina di England, yang musnah oleh letupan pada tahun yang sama.
Menurut paten Schönbein dan Böttger, sebuah loji telah dibina di Austria pada tahun 1852, di mana letupan juga berlaku. Siri letupan kilang piroksilin berikutnya menunjukkan kemustahilan untuk mendapatkan piroksilin yang tahan kimia menggunakan kaedah Schönbein, oleh itu minat terhadapnya sebagai bahan letupan di beberapa negara menjadi lemah, dan hanya di Austria Lenk (1853–1862) terus menjalankan penyelidikan mengenai penghasilan pyroxylin tahan. Dia mencadangkan membasuh selulosa nitrat dengan larutan soda yang lemah. Walau bagaimanapun, percubaannya tidak berjaya, dan selepas tiga letupan di gudang pada tahun 1862 dan di Austria, kerja-kerja pengeluaran pyroxylin dihentikan.
Walaupun halangan yang begitu besar, Abel meneruskan kerja dalam bidang mendapatkan piroksilin yang tahan kimia di England, dan pada tahun 1865 dia berjaya memperoleh selulosa nitrat yang stabil. Beliau membuktikan bahawa punca pembakaran spontan selulosa nitrat apabila disimpan di gudang adalah asid sulfurik, yang kekal dalam kapilari dalaman gentian. Untuk mengekstrak sisa ini, Abel mencadangkan gentian nitroselulosa mengisar di bawah air dalam ketuhar Belanda. Kaedah ini memungkinkan untuk mengekstrak baki asid sulfurik daripada kapilari dan mendapatkan nitroselulosa dengan jangka hayat selamat yang mencukupi.
Sejak masa itu, minat terhadap nitroselulosa mula meningkat semula; ia digunakan sebagai bahan letupan, dan seterusnya dinamit diperoleh.
Pada tahun 1884, Viel berjaya mencari cara untuk memadatkan nitroselulosa. Dia mencadangkan merawatnya dengan campuran alkohol dan eter. Apabila berumur, jisim seperti doh terbentuk yang boleh diperah, ditekan, digulung, iaitu, diberi bentuk yang dikehendaki. Untuk penemuan ini dia menerima Hadiah Nobel. Inilah cara mereka mula menghasilkan serbuk mesiu pyroxylin.
Di Rusia, kerja pengeluaran nitrat selulosa bermula pada 1845-1846. Kolonel Fadeev, yang cuba menggunakan kapas bernitrat untuk menembak meriam dan howitzer.
Kerja sistematik bermula pada tahun 1891, apabila makmal diwujudkan di Jabatan Maritim untuk mengkaji sifat fizikokimia nitrat selulosa dan serbuk mesiu. Kerja di makmal diketuai oleh D.I. Mendeleev. Di makmal ini, pada tahun 1891, Mendeleev dan rakan-rakannya memperoleh pyrocollodion pyroxylin, dan pada tahun 1892, berdasarkannya, serbuk mesiu pyrocollodion.
Pengeluaran kasar nitrat selulosa dan serbuk mesiu di Rusia bermula pada tahun 1894. Sejak itu, sejarah perkembangan selulosa nitrat telah mengikuti laluan mengkaji proses pengeluaran, meningkatkan proses teknologi, mencipta peralatan baru dan mencari jenis dan bentuk baru. bahan mentah selulosa.
Banyak kredit untuk ini dimiliki oleh saintis terkemuka: R.A. Malakhov, A.P. Zakoshchikov, A.I. Titov, G.K. Klimenko, A.P. Sapozhnikov, L.V. Zabelin, A.V. Marchenko dan ramai lagi. Sehingga tahun 1930, nitrat selulosa hanya diperoleh daripada selulosa kapas, dan kemudiannya mereka mula menggunakan selulosa kayu.
Kredit yang menentukan untuk pembangunan teknologi serbuk pyroxylin di Rusia adalah milik Z.V. Kalachev, A.V. Sukhinsky, V. Nikolsky dan ramai lagi.
Pada tahun 1846, nitrogliserin diperoleh di Itali oleh Sobrero.
Pada tahun 1853–1854 Para saintis Rusia N.N. Zinin dan V.F. Petrrushevsky adalah yang pertama di dunia membangunkan teknologi untuk menghasilkan nitrogliserin.
Pada tahun 1888, orang Sweden Alfred Nobel mencadangkan serbuk mesiu berdasarkan nitrogliserin, mengandungi 40% nitrogliserin dan 60% nitroselulosa. Apabila diuji dalam senjata artileri, ternyata serbuk mesiu ini mempunyai kekuatan yang jauh lebih hebat daripada serbuk mesiu pyroxylin.
Pada tahun 1889, F. Abel dan D. Dewar di England mencadangkan satu lagi jenis serbuk mesiu nitrogliserin yang dipanggil "Cordite," yang bermaksud tali atau tali.
Di Kesatuan Soviet, pengeluaran perindustrian serbuk mesiu balistik bermula pada tahun 1928, dan kemudian berkembang secara intensif semasa Perang Dunia Kedua.
Dalam tempoh selepas perang (sejak 1949), pengeluaran perindustrian propelan roket bersaiz besar bermula, dan sejak 1958, pembangunan propelan roket bertenaga tinggi.
Sejak pertengahan 50-an abad XX. Kedua-dua di USSR dan di Amerika Syarikat, bahan api roket pepejal campuran telah menerima pembangunan aktif.
Dalam pembangunan serbuk mesiu dan bahan api moden, sumbangan penting telah dibuat oleh saintis domestik A.S. Bakaev, K.I. Bazhenov, D.I. Galperin, B.P. Zhukov, N.G. Rogov, A.V. Kostochko, K.I. Sinaev, Ya.F. Savchenko, G.V. Sakovich, B.M. Anikeev, N.D. Argunov, V.V. Moshev, V.A. Morozov, V.I. Samoshkin dan ramai saintis lain.
Komposisi piroteknik digunakan sebagai alat peperangan di China beberapa abad SM.
Di Rusia, pembangunan piroteknik terutamanya pergi ke arah komposisi bunga api, dan pada awal abad ke-19. − tujuan ketenteraan. Sumbangan besar kepada pembangunan piroteknik domestik telah dibuat oleh K.I. Konstantinov, V.N. Chikolev, F.V. Stepanov, F.F. Matyukevich, A.A. Shidlovsky, F.P. Madyakin.
Menjelang 1992, angkatan strategik Rusia dipersenjatai dengan 1,386 peluru berpandu balistik antara benua berasaskan darat dan 934 peluru berpandu balistik antara benua berasaskan laut. Senjata serangan strategik termasuk:
Peluru berpandu balistik antara benua berasaskan darat;
Peluru berpandu balistik kapal selam;
Peluru berpandu pelayaran pengebom strategik.
Pencipta sistem peluru berpandu:
Sergei Pavlovich Korolev - saintis, pereka teknologi roket dan angkasa, pengasas astronautik praktikal. Di bawah pimpinan S.P. Korolev membangunkan dan menyediakan peluru berpandu balistik jarak jauh domestik pertama di SRTT.
Viktor Petrovich Makeev - pereka umum teknologi peluru berpandu tentera. Ketua pembangunan peluru berpandu antara benua bahan api pepejal domestik pertama dengan kepala peledak pemisah.
Utkin Vladimir Fedorovich - pereka umum, pengarah NPO Yuzhnoye. Di bawah kepimpinannya, sistem peluru berpandu mudah alih berasaskan kereta api RK-23 telah dicipta.
Nadiradze Alexander Davidovich ialah pereka roket yang cemerlang. Di bawah kepimpinannya, sistem peluru berpandu mudah alih pertama di dunia telah dicipta, dan asas telah diletakkan untuk penciptaan sistem peluru berpandu Topol.
Lagutin Boris Nikolaevich – pereka umum, pemaju sistem peluru berpandu mudah alih dengan roket bahan api pepejal.
Solomonov Yuri Semenovich - pereka umum. Di bawah kepimpinannya, sistem peluru berpandu universal Topol-M telah dicipta.