Представлены результаты исследования механизма фазовых превращений в волне горения системы Ti–B–Fe для смеси порошков элементов Ti, B, Fe и смеси ферроборного сплава с титаном с тем же соотношением элементов. Показано существенное влияние типа контактов между исходными компонентами на механизм структурообразования. Проведены рентгенофазовый, микрорентгеноспектральный, микроструктурный анализы закаленных слоев образцов, и установлено, что первые возникающие в волне горения контактные расплавы либо ферроборные (первый тип смеси), либо ферротитановые (второй тип). В результате расчетное тугоплавкое соединение TiB2 в первом случае образуется в результате взаимодействия двух расплавов, а во втором – в результате взаимодействия расплава с твердым ферробором, что, в свою очередь, обусловливает разный тип микроструктуры конечных продуктов горения. Более мелкодисперсная и однородная структура продуктов образуется после сгорания смеси второго типа. В работе также показан способ получения беспористого СВС-композита Ti–B–Fe совмещением пpоцесса горения с прокаткой продуктов синтеза. Полученный материал по свойствам аналогичен карбидовольфрамовым материалам.
Проанализирован ряд задач о механическом равновесии образцов различной формы. Показано, что связные задачи о нагреве и возбуждении химической реакции в теле конечных размеров сводятся к обычной задаче теории зажигания, включающей новые параметры и дополнительный интегральный источник тепла в уравнении теплопроводности. На примере решения задачи о зажигании плоского слоя конечной толщины продемонстрировано, что характер закрепления поверхностей образцов может оказывать существенное влияние на характер нагрева вещества и реакции в прогретом слое.
Рассмотрена задача регулирования давления в полузамкнутом объеме за счет изменения площади критического сечения газоотводящего канала при горении твердых ракетных топлив в условиях изменения давления, скорости горения и свободного объема в широких пределах (не менее чем на порядок). Для системы автоматического регулирования давления выбран алгоритм регулирования и сформулированы условия частичной параметрической инвариантности по отношению к изменяющимся динамическим свойствам объекта регулирования. Приведены результаты экспериментальной отработки системы регулирования для твердых ракетных топлив с показателем степени в законе горения больше единицы. Рассмотрены причины возникновения существенно нестационарных режимов работы этой системы, и предложена упрощенная модель, аппроксимирующая явления нестационарного горения твердого ракетного топлива. Проведена идентификация модели, и приведены результаты математического моделирования. Даны рекомендации по регулированию давления в нестационарных режимах работы.
При горении смеси частиц перхлората аммония и полибутадиеновой связки в диапазоне рабочих давлений ракетного двигателя, по-видимому, происходит большее накопление одного из компонентов на поверхности пиролиза. При низких давлениях наблюдается обогащение поверхностного слоя окислителем, а при высоких – связкой. Показано, что степень накопления окислителя становится значительнее при меньшем размере частиц. Эти экспериментальные данные можно объяснить различием энергий активации пиролиза окислителя и связки. Влияние размера частиц объяснено в рамках допущения, что температуры поверхностей окислителя и связки практически равны в смесях с мелкодисперсными частицами, но различны в смесях с крупнодисперсными частицами. Полученные результаты имеют значение для объяснения механизма образования плато на зависимости скорости горения от давления для некоторых смесевых топлив.
Обнаружено сильное (более чем на семь порядков) увеличение скорости разложения твердого нитрата аммония под влиянием сажи. Установлены его кинетические закономерности в интервале температур 70 ÷ 150 oС. При относительно низких температурах процесс протекает в два этапа с соответствующим ускорением на каждом из них. При повышенных температурах первый этап отсутствует. Скорость разложения пропорциональна количеству сажи в смеси. Энергия активации распада (≈ 30 ккал/моль) не меняется в ходе превращения. Вода тормозит процесс. Обнаружен промежуточный максимум торможения при содержании воды ≈ (4 ÷ 5) % . Основной газообразный продукт разложения – N2. Параллельное окисление сажи заканчивается выделением СО2. На основании полученных результатов и имеющихся сведений по кинетике отдельных реакций обсуждается механизм происходящих химических превращений.
Исследовано термическое разложение октогена с добавками солей металлов пропионитрилнитрамина. Процесс идет с ускорением по сложному механизму, в котором важную роль играет взаимодействие образующихся в ходе реакции пропионитрилимина и его олигомера с октогеном. Начальная скорость распада октогена коррелирует с массовой долей аниона в соли.
Б. П. Адуев, Э. Д. Алукер, Г. М. Белокуров, А. Н. Дробчик, Ю. А. Захаров, А. Г. Кречетов, А. Ю. Митрофанов
Кемеровский государственный университет, 650043 Кемерово
Страницы: 78-89
Приведены результаты исследования взрывного разложения азидов тяжелых металлов в режиме реального времени. Описаны характеристики обнаруженных преддетонационных явлений – предвзрывных проводимости и люминесценции азидов тяжелых металлов. Полученное значение предвзрывной проводимости азида серебра свидетельствует о цепной природе процесса. Разработана модель развития взрыва азидов тяжелых металлов, включающая размножение активных частиц (дырок) по реакции первого порядка и обрыв цепи по реакции второго порядка.
Проведен анализ используемых методов и критериев оценки взрывоопасности переработки взрывчатых материалов (ВМ) с применением механических воздействий, и указано на отсутствие таковых при переработке ВМ по вибрационной технологии. Предложены новый способ и критерий оценки взрывоопасности при вибрационной обработке ВМ. Критерий рассчитан по результатам экспериментального определения чувствительности ВМ к вибрации и сравнения критических параметров вибронагрузок, вызывающих взрыв или значительное разложение ВМ, с параметрами вибрации при переработке ВМ на вибрационных установках. Приведены примеры расчета коэффициента взрывобезопасности для гексогена, тротила и аммонита при вибропрессовании и вибротранспортировании.
А. П. Ершов*, Н. П. Сатонкина*, О. А. Дибиров, С. В. Цыкин, Ю. В. Янилкин
*Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск РФЯЦ, ВНИИ экспериментальной физики, 607190 Саров
Страницы: 97-108
Методом электропроводности исследована детонация сплавов тротил – гексоген. Тщательно отработана методика измерений с учетом деформации электродов при взрыве. Максимальная электропроводность чистого ТНТ составила ≈ 25 Ом–1 ⋅ см–1. Добавление гексогена уменьшает электропроводность и ширину проводящей зоны, что, по-видимому, связано с образованием алмаза. Обнаружено, что размеры частиц гексогена играют существенную роль. При равной массовой доле для микронных частиц проводимость образца в несколько раз меньше, чем для миллиметровых. Предложено объяснение этого факта различной степенью перемешивания продуктов детонации компонентов гетерогенного взрывчатого вещества.
Исследовано поведение политетрафторэтилена при его нагружении ударной волной и волной со сложной структурой, состоящей из ударного скачка, последующего нагружения и волны разрежения. Зарегистрирована структура фронта, состоящая из скачка до 0,92 ÷ 0,95 от равновесной амплитуды и зоны релаксации напряжения длительностью до 0,5 мкс. Измерения скоростей выделенных точек с постоянными уровнями напряжения на волновом фронте показали, что волна вторичного сжатия движется по ударно-сжатому полимеру в стационарном режиме. Фазовые траектории изменения состояния политетрафторэтилена в координатах датчиков на диаграмме "напряжение – удельный объем", полученные в результате лагранжева анализа профилей напряжения, показывают выраженный эффект гистерезиса при изменении направления нагружения образца. Оценка сдвигового напряжения по величине гистерезиса при напряжении 18,5 ГПа дала значение (0,6 ± 0,3) ГПа, а при напряжении 32,5 ГПа – (0,3 ± 0,15) ГПа.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
