FR2921920A1 - Composition explosive comportant un premier materiau organique infiltre dans un second materiau microporeux - Google Patents
Composition explosive comportant un premier materiau organique infiltre dans un second materiau microporeux Download PDFInfo
- Publication number
- FR2921920A1 FR2921920A1 FR0707016A FR0707016A FR2921920A1 FR 2921920 A1 FR2921920 A1 FR 2921920A1 FR 0707016 A FR0707016 A FR 0707016A FR 0707016 A FR0707016 A FR 0707016A FR 2921920 A1 FR2921920 A1 FR 2921920A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- solvent
- perchlorate
- microporous
- potassium
- ammonium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 239000011368 organic material Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 239000012229 microporous material Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 239000002360 explosive Substances 0.000 title claims description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 68
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 5
- XTFIVUDBNACUBN-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-trinitro-1,3,5-triazinane Chemical compound [O-][N+](=O)N1CN([N+]([O-])=O)CN([N+]([O-])=O)C1 XTFIVUDBNACUBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000000028 HMX Substances 0.000 claims description 10
- UZGLIIJVICEWHF-UHFFFAOYSA-N octogen Chemical compound [O-][N+](=O)N1CN([N+]([O-])=O)CN([N+]([O-])=O)CN([N+]([O-])=O)C1 UZGLIIJVICEWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- TZRXHJWUDPFEEY-UHFFFAOYSA-N Pentaerythritol Tetranitrate Chemical compound [O-][N+](=O)OCC(CO[N+]([O-])=O)(CO[N+]([O-])=O)CO[N+]([O-])=O TZRXHJWUDPFEEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 8
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 claims description 7
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 claims description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- GDDNTTHUKVNJRA-UHFFFAOYSA-N 3-bromo-3,3-difluoroprop-1-ene Chemical compound FC(F)(Br)C=C GDDNTTHUKVNJRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- AXZAYXJCENRGIM-UHFFFAOYSA-J dipotassium;tetrabromoplatinum(2-) Chemical compound [K+].[K+].[Br-].[Br-].[Br-].[Br-].[Pt+2] AXZAYXJCENRGIM-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 5
- 229910052752 metalloid Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000002738 metalloids Chemical class 0.000 claims description 5
- 229910001487 potassium perchlorate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- BAZAXWOYCMUHIX-UHFFFAOYSA-M sodium perchlorate Chemical compound [Na+].[O-]Cl(=O)(=O)=O BAZAXWOYCMUHIX-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- 229910001488 sodium perchlorate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 4
- NDYLCHGXSQOGMS-UHFFFAOYSA-N CL-20 Chemical compound [O-][N+](=O)N1C2N([N+]([O-])=O)C3N([N+](=O)[O-])C2N([N+]([O-])=O)C2N([N+]([O-])=O)C3N([N+]([O-])=O)C21 NDYLCHGXSQOGMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- ZJRXSAYFZMGQFP-UHFFFAOYSA-N barium peroxide Chemical compound [Ba+2].[O-][O-] ZJRXSAYFZMGQFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 4
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 4
- TZLVRPLSVNESQC-UHFFFAOYSA-N potassium azide Chemical compound [K+].[N-]=[N+]=[N-] TZLVRPLSVNESQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 claims description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 4
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims description 2
- 239000012296 anti-solvent Substances 0.000 claims 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims 2
- 238000005474 detonation Methods 0.000 abstract description 5
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 abstract description 4
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 238000004200 deflagration Methods 0.000 abstract description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 10
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 8
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 6
- 239000003380 propellant Substances 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 239000003832 thermite Substances 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N dichromium trioxide Chemical compound O=[Cr]O[Cr]=O QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- JOSWYUNQBRPBDN-UHFFFAOYSA-P ammonium dichromate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-][Cr](=O)(=O)O[Cr]([O-])(=O)=O JOSWYUNQBRPBDN-UHFFFAOYSA-P 0.000 description 1
- 238000004630 atomic force microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000007210 heterogeneous catalysis Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011872 intimate mixture Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 description 1
- 150000003891 oxalate salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 230000001141 propulsive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000000935 solvent evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B45/00—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B21/00—Apparatus or methods for working-up explosives, e.g. forming, cutting, drying
- C06B21/0033—Shaping the mixture
- C06B21/0066—Shaping the mixture by granulation, e.g. flaking
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B33/00—Compositions containing particulate metal, alloy, boron, silicon, selenium or tellurium with at least one oxygen supplying material which is either a metal oxide or a salt, organic or inorganic, capable of yielding a metal oxide
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
La présente invention est dans le domaine des compositions à décomposition contrôlée (combustion, déflagration, détonation) comportant une structure particulière mettant en oeuvre plusieurs composants et a plus particulièrement pour objet une composition énergétique à décomposition contrôlée comportant au moins un premier matériau organique et un second matériau, caractérisé en ce que le second matériau est un matériau poreux (micro-, méso- ou macroporeux) comportant un taux de porosité au moins égal à 10% et préférablement supérieure à 50% et en ce que le premier matériau est, au moins en partie, infiltré dans les pores dudit second matériau, ainsi qu'un mélange comportant une telle composition, qu'un procédé de fabrication d'une composition et d'un mélange selon l'invention et qu'un procédé de fragmentation d'un matériau microporeux.
Description
La présente invention est dans le domaine des compositions à décomposition contrôlée (combustion, déflagration, détonation) comportant une structure particulière mettant en oeuvre plusieurs composants.
On connaît les compositions énergétiques de type thermites qui sont des matériaux susceptibles de se décomposer chimiquement, sous l'action d'une initiation appropriée, en libérant une quantité d'énergie thermique très importante. Cette décomposition est une réaction d'échange d'atomes d'oxygène entre deux corps solides, à savoir un métal réducteur, accepteur d'oxygène, et un oxyde io métallique, donneur d'oxygène. Les produits formés au cours de ce processus d'oxydoréduction sont généralement liquides ou solides. Pour cette raison notamment, les thermites ne sont pas considérées comme des explosifs proprement dits, mais comme des matériaux à haut potentiel énergétique. Les propriétés thermodynamiques de plusieurs centaines 15 de compositions binaires de type thermites sont rapportées par S.H. Fischer and MC Grueblich dans l'article theoritical energy release of thermites, intermetallics and combustible metals publié dans la revue Proceedings of the 24th International Pyrotechnics Seminar, Monterey, California USA 27-31 July, 1998. La décomposition thermique de ces matériaux s'effectuant par transfert de masse, 20 leur cinétique de combustion est limitée par la taille et la disposition relative des particules de chaque constituant. La réduction à une échelle nanométrique de la taille des particules d'oxyde et de métal, accroît la réactivité de ces matériaux et augmente leur vitesse de combustion. On connaît aussi des matériaux énergétiques composites comme les explosifs 25 composites et les propergols composites comportant des matrices polymériques solides. Un explosif composite est une composition pyrotechnique apte à détoner constituée d'une matrice polymérique solide, comprenant au moins une charge explosive nitrée organique par exemple de l'hexogene (RDX), de l'octogène (HMX) ou de 30 l'oxynitrotriazole (ONTA) sous forme pulvérulente. Les dits explosifs composites et la façon de les obtenir sont par exemple décrits par J. QUINCHON "les poudres, propergols et explosifs", tome 1, pages 190-192, Ed. Technique et Documentation Lavoisier (1982). 30 Un propergol composite est une composition pyrotechnique dont la combustion produit des gaz qui, accélérés a travers au moins une tuyère, vont fournir un effet propulsif. Un propergol composite comprend une matrice polymérique solide souvent réductrice, au moins une charge oxydante pulvérulente, éventuellement une charge s réductrice pulvérulente et divers additifs. Par exemple les charges oxydantes sont le perchlorate d'ammonium, le perchlorate de potassium, le perchlorate de sodium, le nitrate d'ammonium, de potassium, de même les charges réductrices sont, par exemple, l'aluminium, le zirconium. Ces propergols composites sont par exemple décrits par J. QUINCHON "les poudres, propergols et explosifs", tome 4, pages 113- 1 21, Ed Technique et Documentation Lavoisier (1991).
La matrice polymérique est réalisée à partir d'un prépolymère liquide permettant un taux de charges solides pulvérulentes important, puis par mélange soigné on obtient une bonne répartition des divers composants. 15 Différents prépolymeres liquides peuvent être utilisés, notamment ceux du type polydiène qui comportent des doubles liaisons carbone-carbone susceptibles, par des réactions en chaîne de type radicalaire, de conduire à la dégradation de la matrice polymérique au cours de son vieillissement. Ce phénomène est accéléré par 20 la présence d'oxygène libre ou occlus dans la matrice et par la présence d'ions métalliques; il conduit à un durcissement par réticulation de la matrice polymérique qui peut être important. Ces phénomènes affectent les propriétés et les performances du matériau, et créent des défaillances lors de l'utilisation du matériau énergétique. 25 Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients en proposant un matériau composite dont la fabrication n'affecte nullement les propriétés et les performances, stable au cours du temps, et présentant en outre une puissance énergétique accrue par rapport aux thermites et aux compositions explosives composites. La solution apportée est une composition énergétique à décomposition contrôlée comportant au moins un premier matériau organique et un second matériau, caractérisé en ce que le second matériau est un matériau poreux (micro-, méso- ou macroporeux) comportant un taux de porosité au moins égal à 10% et préférablement supérieure à 50% et en ce que le premier matériau est, au moins en partie, infiltré dans les pores dudit second matériau. Lors de la combustion de cette composition avec un matériau réducteur ou oxydant le cas échéant le tout se présentant par exemple sous la forme d'un mélange intime, le matériau organique ou minéral infiltré dans les pores génère des gaz qui fragmentent ou provoquent l'expansion du second matériau poreux, conduisant à la formation de nanoparticules qui réagissent violemment avec ledit réducteur ou, le cas échant l'oxydant, produisant alors une puissance de combustion extrêmement importante.
Selon une caractéristique particulière permettant de maximiser la puissance de la combustion, le premier matériau est constitué par un matériau explosif tel que, par exemple, de l'hexogène, (RDX), de l'octogène (HMX), de l'hexanitrohexaazaisowurtzitane (CL 20), de la pentrite (PETN) ou de l'oxynitrotriazole (ONTA) ; du perchlorate d'ammonium, du perchlorate de potassium, du perchlorate de sodium, du nitrate d'ammonium ou de potassium, de l'azoture de sodium ou de potassium, du peroxyde de baryum. Ce premier matériau peut aussi être constitué d'un matériau pouvant être gazéifié mais non explosif (polymères, agents porogènes, oxalates...) Selon une autre caractéristique, le second matériau est constitué par un oxyde, un 20 métal, un métalloïde ou un matériau minéral ou organique tel par exemple que des nanotubes de carbone. L'invention concerne aussi un mélange énergétique comportant une composition énergétique selon l'invention et au moins un élément réducteur tel par exemple de l'aluminium ou du zirconium. 25 L'invention concerne aussi un procédé de fabrication d'une composition selon l'invention comportant : une première étape de dissolution du premier matériau dans un solvant une seconde étape d'infiltration consistant à introduire le second matériau microporeux dans la solution obtenue à l'issue de la première étape 30 une troisième étape de solidification du premier matériau dans le second matériau par évaporation du solvant ou désolubilisation par un antisolvant miscible au solvant -éventuellement une quatrième étape consistant à mélanger le matériau obtenu dans la troisième étape avec un matériau réducteur.
L'invention concerne aussi un procédé de fragmentation en nanoparticules d'un matériau microporeux appelé second matériau et ayant un taux de porosité au moins égal à 10% et préférablement supérieure à 50%, caractérisé en ce qu'il comporte une étape d'infiltration d'un premier matériau à l'intérieur des pores du second matériau, et une étape de chauffage ou de combustion du matériau microporeux ainsi infiltré, les gaz générés par le chauffage ou la combustion du premier matériau étant apte à fragmenter ledit second matériau en nanoparticules, le premier matériau pouvant par exemple être constitué par un matériau explosif tel que, par exemple, de l'hexogène, (RDX), de l'octogène (HMX), de l'hexanitrohexaazaisowurtzitane (CL 20), de la pentrite (PETN) ou de l'oxynitrotriazole (ONTA) ; du perchlorate d'ammonium, du perchlorate de potassium, du perchlorate de sodium, du nitrate d'ammonium ou de potassium, de l'azoture de sodium ou de potassium, du peroxyde de baryum et le second matériau pouvant par exemple être constitué par un oxyde, un métal, un métalloïde ou un matériau minéral ou organique tel par exemple que des nanotubes de carbone. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description d'un mode particulier de réalisation de l'invention. Une composition explosive selon ce mode particulier de réalisation de l'invention est constituée par un mélange comportant d'une part un premier matériau organique et un second matériau, ce dernier étant microporeux et le premier matériau étant, au moins en partie, infiltré dans les pores dudit second matériau, cet ensemble formant une composition oxydante, et, d'autre part, un matériau réducteur, la composition oxydante et le matériau réducteur se présentant sous forme de particules intimement mélangées.
Le premier matériau est de l'héxogène tandis que le second matériau est de l'oxyde de chrome ayant une porosité de 46 m2g-1. Le matériau réducteur est constitué par de l'aluminium nanométrique. L'oxyde de chrome poreux ayant été obtenu de façon connue par combustion de dichromate d'ammonium, le procédé de fabrication de ce mélange comporte les 30 étapes suivantes.
une première étape de dissolution de l'héxogène dans une solution d'acétone, une seconde étape d'infiltration consistant à introduire l'oxyde de chrome poreux dans la solution obtenue à l'issue de la première étape. Dans cette étape l'acétone et l'héxogène dissous s'infiltrent dans les pores de l'oxyde de chrome poreux, une troisième étape de retrait de l'oxyde de chrome poreux infiltré par la solution puis de séchage de l'oxyde de chrome poreux, étape dans laquelle s l'acétone s'évapore et l'héxogène se solidifie dans les pores de l'oxyde de chrome poreux. L'oxyde de chrome poreux infiltré par l'héxogène est mélangé à de l'aluminium nanométrique puis le mélange obtenu est ensuite compacté et mis, de façon connue, sous forme de comprimés. lo Une composition selon l'invention peut être utilisée dans de très nombreux domaines. A titre d'exemple, on peut citer : - Thermites Génératrices de Gaz : la matrice d'oxyde subit une expansion puis entre en réaction avec les nanoparticules d'aluminium. 15 Ex.: nanothermites génératrices de gaz composées d'oxyde de chrome (III) poreux dopé avec de l'hexogène associé à des nanoparticules d'aluminium. - Contrôle du régime de décomposition (déflagration, détonation) ainsi que de la vitesse de propagation de ces phénomènes. Contrôle des propriétés détoniques des explosifs. 20 - Synthèse par détonation de nanoparticules réfractaires de différents types. - Activation in situ de substances ayant des propriétés catalytiques (chimie du pétrole, catalyse hétérogène, etc...)
L'invention met donc en oeuvre l'infiltration d'un produit gazéifiable (ex. : matériau 25 énergétique) dans une matrice (métal, alliage métallique, oxyde métallique, métalloïde, matériau organique ou minéral) dans le but d'induire sa fragmentation en particules de petites tailles et/ou son expansion et d'utiliser in situ les propriétés des particules fragmentées ou des matériaux expansés ainsi formés. Le mécanisme de fragmentation a été établi par cinématographie à résolution 30 temporelle et mis en évidence à l'échelle nanométrique par microscopie à force atomique.
Claims (9)
1. Composition énergétique à décomposition contrôlée comportant au moins un premier matériau organique et un second matériau, caractérisé en ce que le second matériau est un matériau poreux (micro-, méso- ou macroporeux) comportant un taux de porosité au moins égal à 10% et préférablement supérieure à 50% et en ce que le premier matériau est, au moins en partie, infiltré dans les pores dudit second matériau.
2. Composition énergétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier matériau est constitué par un matériau explosif tel que, par w exemple, de l'hexogène, (RDX), de l'octogène (HMX), de l'hexanitrohexaazaisowurtzitane (CL 20), de la pentrite (PETN) ou de l'oxynitrotriazole (ONTA) ; du perchlorate d'ammonium, du perchlorate de potassium, du perchlorate de sodium, du nitrate d'ammonium ou de potassium, de l'azoture de sodium ou de potassium, du peroxyde de 15 baryum.
3. Composition énergétique selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le second matériau est constitué par un oxyde, un métal, un métalloïde ou un matériau minéral ou organique tel par exemple 20 que des nanotubes de carbone.
4. Mélange comportant une composition énergétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 et un matériau réducteur, tel par exemple de l'aluminium ou du zirconium. 25
5. Procédé de fabrication d'une composition énergétique selon l'une quelconque des revendication 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte : une première étape de dissolution du premier matériau dans un solvant une seconde étape d'infiltration consistant à introduire le second matériau 30 microporeux dans la solution obtenue à l'issue de la première étape une troisième étape de solidification du premier matériau dans le second matériau par évaporation du solvant ou désolubilisation par un antisolvant miscible au solvant.
6. Procédé de fabrication d'un mélange selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte : une première étape de dissolution du premier matériau dans un solvant une seconde étape d'infiltration consistant à introduire le second matériau s microporeux dans la solution obtenue à l'issue de la première étape, une troisième étape de solidification du premier matériau dans le second matériau par évaporation du solvant ou désolubilisation par un antisolvant miscible au solvant, -une quatrième étape consistant à mélanger le matériau obtenu dans la io troisième étape avec un matériau réducteur.
7. Procédé de fragmentation en nanoparticules d'un matériau microporeux appelé second matériau et ayant un taux de porosité au moins égal à 10% et préférablement supérieure à 50%, caractérisé en ce qu'il comporte une 15 étape d'infiltration d'un premier matériau à l'intérieur des pores du second matériau, et une étape de chauffage ou de combustion du matériau microporeux ainsi infiltré, les gaz générés par le chauffage ou la combustion du premier matériau étant apte à fragmenter ledit second matériau en nanoparticules. 20
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le premier matériau est constitué par un matériau explosif tel que, par exemple, de l'hexogène, (RDX), de l'octogène (HMX), de l'hexanitrohexaazaisowurtzitane (CL 20), de la pentrite (PETN) ou de l'oxynitrotriazole (ONTA) ; du perchlorate d'ammonium, du perchlorate de 25 potassium, du perchlorate de sodium, du nitrate d'ammonium ou de potassium, de l'azoture de sodium ou de potassium, du peroxyde de baryum.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que le second matériau est constitué par un oxyde, un métal, un 30 métalloïde ou un matériau minéral ou organique tel par exemple que des nanotubes de carbone.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0707016A FR2921920B1 (fr) | 2007-10-05 | 2007-10-05 | Composition explosive comportant un premier materiau organique infiltre dans un second materiau microporeux |
| EP08017175A EP2045230A3 (fr) | 2007-10-05 | 2008-09-30 | Composition explosive comportant un premier matériau organique infiltré dans un second matériau microporeux |
| US12/285,463 US8992707B2 (en) | 2007-10-05 | 2008-10-06 | Explosive composition having a first organic material infiltrated into a second microporous material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0707016A FR2921920B1 (fr) | 2007-10-05 | 2007-10-05 | Composition explosive comportant un premier materiau organique infiltre dans un second materiau microporeux |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2921920A1 true FR2921920A1 (fr) | 2009-04-10 |
| FR2921920B1 FR2921920B1 (fr) | 2011-07-08 |
Family
ID=40271700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR0707016A Active FR2921920B1 (fr) | 2007-10-05 | 2007-10-05 | Composition explosive comportant un premier materiau organique infiltre dans un second materiau microporeux |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8992707B2 (fr) |
| EP (1) | EP2045230A3 (fr) |
| FR (1) | FR2921920B1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115419517A (zh) * | 2022-08-29 | 2022-12-02 | 华中科技大学 | 用于含能药柱的可燃含能金属骨架、药柱以及应用 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2936570B1 (fr) * | 2008-09-26 | 2012-10-12 | Thales Sa | Propulseur a combustible nano-energetique |
| FR2942871B1 (fr) * | 2009-03-06 | 2011-04-01 | Institut Franco Allemand De Rech De Saint Louis | Dispositif de pilotage d'un missile ou d'un projectile |
| CN102515991B (zh) * | 2011-12-29 | 2013-10-23 | 安徽雷鸣红星化工有限责任公司 | 一种用于无起爆药雷管装填的激发炸药及其制备方法 |
| CN102659491A (zh) * | 2012-03-28 | 2012-09-12 | 南京理工大学 | 一种用多孔材料制备的新型含能基材及其制备方法 |
| BE1027182B1 (fr) | 2019-04-09 | 2020-11-10 | Ecole Royale Militaire | Nouveau matériau energétique composite et son procédé de fabrication |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR499506A (fr) * | 1917-07-01 | 1920-02-13 | Chimiques Pour L Ind Soc Et | Procédé pour la suppression du danger d'explosion lors de la préparation et de la manipulation de substances explosives très dangereuses |
| GB534900A (en) * | 1939-08-17 | 1941-03-21 | American Cyanamid Co | Improvements in or relating to explosives |
| DE1214584B (de) * | 1962-10-02 | 1966-04-14 | Kalk Chemische Fabrik Gmbh | Rieselfaehige Spreng- und/oder Treibsatz-mischungen auf der Basis von anorganischen und/oder organischen Explosivstoffen |
| WO1996020822A1 (fr) * | 1995-01-05 | 1996-07-11 | The Regents Of The University Of California | Procede de production rapide de materiaux microporeux et mesoporeux |
| WO1999012870A1 (fr) * | 1997-09-09 | 1999-03-18 | The Regents Of The University Of California | Materiaux energetiques fabriques sous forme sol-gel |
| WO2001016258A1 (fr) * | 1999-08-27 | 2001-03-08 | The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | Materiau emetteur d'infrarouges de longue duree |
| WO2001094276A2 (fr) * | 2000-06-02 | 2001-12-13 | The Regents Of The University Of California | Synthese de materiau energetique a base d'oxyde metallique faisant appel a la chimie sol-gel |
| EP1334955A2 (fr) * | 2002-02-06 | 2003-08-13 | Diehl Munitionssysteme GmbH & Co. KG | Matériaux reactifs nanostructurés |
| US6984274B2 (en) * | 2002-02-06 | 2006-01-10 | Trw Airbag Systems Gmbh | Explosive composition and its use |
| EP1686110A2 (fr) * | 2005-01-26 | 2006-08-02 | Diehl BGT Defence GmbH & Co.KG | Charge pyrotechnique et son procédé de fabrication |
| US7211607B2 (en) * | 2002-04-24 | 2007-05-01 | The Regents Of The University Of California | Method for producing high surface area chromia materials for catalysis |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JO1812B1 (en) * | 1993-10-15 | 1995-07-05 | ساسول كيميكال اندستريز ليمتد | Porous granules of ammonium nitrate |
| CA2351002C (fr) * | 2000-06-27 | 2009-04-07 | The Minister Of National Defence | Matieres explosives insensibles, obtenues par moulage a l'etat fondu, contenant des elastomeres thermoplastiques energetiques |
| US6787122B2 (en) * | 2001-06-18 | 2004-09-07 | The University Of North Carolina At Chapel Hill | Method of making nanotube-based material with enhanced electron field emission properties |
-
2007
- 2007-10-05 FR FR0707016A patent/FR2921920B1/fr active Active
-
2008
- 2008-09-30 EP EP08017175A patent/EP2045230A3/fr not_active Withdrawn
- 2008-10-06 US US12/285,463 patent/US8992707B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR499506A (fr) * | 1917-07-01 | 1920-02-13 | Chimiques Pour L Ind Soc Et | Procédé pour la suppression du danger d'explosion lors de la préparation et de la manipulation de substances explosives très dangereuses |
| GB534900A (en) * | 1939-08-17 | 1941-03-21 | American Cyanamid Co | Improvements in or relating to explosives |
| DE1214584B (de) * | 1962-10-02 | 1966-04-14 | Kalk Chemische Fabrik Gmbh | Rieselfaehige Spreng- und/oder Treibsatz-mischungen auf der Basis von anorganischen und/oder organischen Explosivstoffen |
| WO1996020822A1 (fr) * | 1995-01-05 | 1996-07-11 | The Regents Of The University Of California | Procede de production rapide de materiaux microporeux et mesoporeux |
| WO1999012870A1 (fr) * | 1997-09-09 | 1999-03-18 | The Regents Of The University Of California | Materiaux energetiques fabriques sous forme sol-gel |
| WO2001016258A1 (fr) * | 1999-08-27 | 2001-03-08 | The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | Materiau emetteur d'infrarouges de longue duree |
| WO2001094276A2 (fr) * | 2000-06-02 | 2001-12-13 | The Regents Of The University Of California | Synthese de materiau energetique a base d'oxyde metallique faisant appel a la chimie sol-gel |
| EP1334955A2 (fr) * | 2002-02-06 | 2003-08-13 | Diehl Munitionssysteme GmbH & Co. KG | Matériaux reactifs nanostructurés |
| US6984274B2 (en) * | 2002-02-06 | 2006-01-10 | Trw Airbag Systems Gmbh | Explosive composition and its use |
| US7211607B2 (en) * | 2002-04-24 | 2007-05-01 | The Regents Of The University Of California | Method for producing high surface area chromia materials for catalysis |
| EP1686110A2 (fr) * | 2005-01-26 | 2006-08-02 | Diehl BGT Defence GmbH & Co.KG | Charge pyrotechnique et son procédé de fabrication |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| COMET M ET AL: "Preparation of explosive nanoparticles in a porous chromium(III) oxide matrix: A first attempt to control the reactivity of explosives", NANOTECHNOLOGY 20080716 INSTITUTE OF PHYSICS PUBLISHING; DIRAC HOUSE GB, vol. 19, no. 28, 16 July 2008 (2008-07-16), XP002555307 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115419517A (zh) * | 2022-08-29 | 2022-12-02 | 华中科技大学 | 用于含能药柱的可燃含能金属骨架、药柱以及应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2045230A3 (fr) | 2009-12-30 |
| US8992707B2 (en) | 2015-03-31 |
| US20120118448A1 (en) | 2012-05-17 |
| EP2045230A2 (fr) | 2009-04-08 |
| FR2921920B1 (fr) | 2011-07-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Brousseau et al. | Nanometric aluminum in explosives | |
| FR2921920A1 (fr) | Composition explosive comportant un premier materiau organique infiltre dans un second materiau microporeux | |
| FR2867469A1 (fr) | Compositions reactives contenant un metal, et leur procede de production | |
| Singh et al. | Studies of energetic compounds, part 29: effect of NTO and its salts on the combustion and condensed phase thermolysis of composite solid propellants, HTPB-AP | |
| Wan et al. | Facile production of NaIO4-encapsulated nanoAl microsphere as green primary explosive and its thermodynamic research | |
| Yang et al. | Reinforced combustion of the ZrH2-HMX-CMDB propellant: The critical role of hydrogen | |
| CN111943786B (zh) | 基于pickering乳液法制备炸药/铝粉核壳结构球形复合物的方法 | |
| EP1275930A1 (fr) | Allumeur de sécurité pour élément de munition pyrotechnique susceptible d'être soumis à un échauffement lent. | |
| WO2018186923A2 (fr) | Agent propulsif | |
| Maiz et al. | Studies of confined explosions of composite explosives and layered charges | |
| FR2905882A1 (fr) | Procede de fabrication de micro et/ou nanothermites et nanothermites associees. | |
| US20070113939A1 (en) | High energy blast explosives for confined spaces | |
| Pang et al. | Nano and Micro-Scale Energetic Materials: Propellants and Explosives | |
| Muthiah et al. | Realization of an Eco‐Friendly Solid Propellant Based on HTPB‐HMX‐AP System for Launch Vehicle Applications | |
| Ma et al. | Anti-aging performance improvement and enhanced combustion efficiency of boron via the coating of PDA | |
| US3044911A (en) | Propellant system | |
| Pang et al. | Effects of TKX‐50 on the Performance of Solid Propellants and Explosives | |
| WO2008001005A2 (fr) | Compositions pyrotechniques thermo-initiables, utilisation | |
| EP1584610A2 (fr) | Composition explosive | |
| Mohammed et al. | Study of burning rate characteristics of propellants containing Al–Mg alloy nanopowder | |
| EP1866265B1 (fr) | Initiateurs electriques utilisant des compositions auto-initiatrices et generateurs de gaz comportant de tels initiateurs | |
| Muda et al. | The total impulse study of solid propellants combustion containing activated carbon from coconut shell as a catalyst | |
| JP2006520315A (ja) | 高駆動力、高燃焼速度のガス生成体推進剤及びこれを内蔵するシートベルトプリテンショナ | |
| Wan et al. | Method Article | |
| RU2162755C1 (ru) | Способ изготовления состава |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 10 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 11 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 12 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 13 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 14 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 15 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 16 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 17 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 18 |