RU2637016C1 - Method for manufacturing heat-resistant light-sensitive explosive compositions and light detonator on their basis - Google Patents
Method for manufacturing heat-resistant light-sensitive explosive compositions and light detonator on their basis Download PDFInfo
- Publication number
- RU2637016C1 RU2637016C1 RU2017109162A RU2017109162A RU2637016C1 RU 2637016 C1 RU2637016 C1 RU 2637016C1 RU 2017109162 A RU2017109162 A RU 2017109162A RU 2017109162 A RU2017109162 A RU 2017109162A RU 2637016 C1 RU2637016 C1 RU 2637016C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shs
- component
- explosive
- light
- components
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B27/00—Compositions containing a metal, boron, silicon, selenium or tellurium or mixtures, intercompounds or hydrides thereof, and hydrocarbons or halogenated hydrocarbons
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06C—DETONATING OR PRIMING DEVICES; FUSES; CHEMICAL LIGHTERS; PYROPHORIC COMPOSITIONS
- C06C7/00—Non-electric detonators; Blasting caps; Primers
- C06C7/02—Manufacture; Packing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
- F42C13/00—Proximity fuzes; Fuzes for remote detonation
- F42C13/02—Proximity fuzes; Fuzes for remote detonation operated by intensity of light or similar radiation
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к разработкам в области бризантных взрывчатых веществ (ВВ) для средств инициирования и способов их получения и может быть использовано при изготовлении светочувствительных взрывчатых составов (СВС) и снаряжаемых с их использованием зарядов.The invention relates to developments in the field of blasting explosives (BB) for initiation means and methods for their preparation and can be used in the manufacture of photosensitive explosive compositions (SHS) and charges equipped with their use.
Актуальность решаемой проблемы основана на имеющихся трудностях получения вещества, совмещающего в себе противоречивые качества: одновременно свойства инициирующего ВВ (которое по функциональному назначению обладает высокой взрыво- и пожароопасностью) и при этом характеризоваться минимальным уровнем опасности. Кроме того, решение указанной проблемы сопряжено с решением другой немаловажной проблемы - создания материала, обеспечивающего возможность надежного возбуждения детонационного процесса в инициируемом заряде ВВ и надежность воспроизведения времени срабатывания инициатора. Это требует получения в идеальном случае однородного по составу и, следовательно, физико-химическим (в т.ч. детонационным) свойствам по всей массе СВС, обладающих высокой чувствительностью к лазерному импульсу и быстродействием при срабатывании, что приведет в конечном итоге к стабильному срабатыванию инициатора. Решение проблемы повышения безопасности СВС возможно с применением в его составе термостойких бризантных ВВ (как это предполагается авторами и подтверждено экспериментально).The relevance of the problem being solved is based on the existing difficulties in obtaining a substance that combines conflicting qualities: at the same time, the properties of the initiating explosive (which by its functional purpose has a high explosion and fire hazard) and at the same time be characterized by a minimum level of danger. In addition, the solution of this problem is associated with the solution of another important problem - the creation of material that provides the possibility of reliable excitation of the detonation process in the initiated explosive charge and the reliability of reproduction of the initiator response time. This requires, in the ideal case, obtaining homogeneous in composition and, therefore, physicochemical (including detonation) properties over the entire mass of SHS, which are highly sensitive to the laser pulse and fast response when triggered, which will ultimately lead to a stable initiator response . The solution to the problem of increasing the safety of SHS is possible using heat-resistant blasting explosives in its composition (as suggested by the authors and confirmed experimentally).
Известен способ получения светочувствительного инициирующего взрывчатого состава (патент РФ №2309139, МПК C06B 43/00, публ. 27.10.2007 г.), содержащего азотсодержащее вещество (перхлорат 5-гидразинотетразолртути (II)), органическое соединение (полиметилвинилтетразол), наполнитель - наноалмазы детонационного синтеза.A known method of obtaining a photosensitive initiating explosive composition (RF patent No. 2309139, IPC C06B 43/00, publ. 10/27/2007) containing a nitrogen-containing substance (5-hydrazinotetrazolruti perchlorate (II)), an organic compound (polymethylvinyltetrazole), filler - nanodiamonds detonation synthesis.
Известен в качестве прототипа способ получения светочувствительного состава для лазерной системы инициирования (патент РФ №2196122, МПК C06B 33/00, публ. 10.01.2003 г.), содержащий азотсодержащее вещество (имеющийся в составе компонента ракетного горючего - аминогуанидин нитрат), окислитель - тетроксид трисвинца.Known as a prototype is a method of obtaining a photosensitive composition for a laser initiation system (RF patent No. 2196122, IPC C06B 33/00, publ. 10.01.2003), containing a nitrogen-containing substance (present in the rocket fuel component - aminoguanidine nitrate), the oxidizing agent is tris lead tetroxide.
Известен способ получения светочувствительного взрывчатого состава (RU 02522611 С2 20140720), возбуждаемого когерентным и некогерентным импульсным световым излучением, содержащего комплексный перхлорат металла, оптически прозрачный полимер и порошок металла.A known method of obtaining a photosensitive explosive composition (RU 02522611 C2 20140720), excited by coherent and incoherent pulsed light radiation containing complex metal perchlorate, an optically transparent polymer and metal powder.
Однако по известным способам получают готовые изделия с недостаточно высокими показателями безопасности, экологичности и одновременно с недостаточно развитой селективной чувствительностью к импульсному лазерному излучению.However, by known methods receive finished products with insufficiently high safety, environmental friendliness and at the same time with insufficiently developed selective sensitivity to pulsed laser radiation.
Задачей авторов изобретения является разработка способа получения светочувствительного взрывчатого состава с высокой селективной чувствительностью к импульсному лазерному излучению, и одновременно высокой взрыво- и пожаро- безопасностью и светодетонатора на его основе.The task of the inventors is to develop a method for producing a photosensitive explosive composition with high selective sensitivity to pulsed laser radiation, and at the same time high explosion and fire safety and a light detonator based on it.
Новый технический результат, обеспечиваемый при использовании предлагаемого способа изготовления СВС, заключается в улучшении детонационных свойств СВС за счет улучшения однородности исходной шихты при равномерном распределении нанодисперсных частиц алюминия по поверхности частиц ВВ, в повышении селективной чувствительности целевого продукта к импульсному лазерному излучению с одновременным повышением безопасности, и уменьшении токсичности готового изделия.A new technical result provided by using the proposed method for manufacturing SHS is to improve the detonation properties of SHS by improving the uniformity of the initial charge with a uniform distribution of aluminum nanodispersed particles on the surface of the explosive particles, increasing the selective sensitivity of the target product to pulsed laser radiation with a simultaneous increase in safety, and reducing the toxicity of the finished product.
Указанные задача и новый технический результат обеспечиваются тем, что в отличии от известного способа изготовления светочувствительных взрывчатых веществ для светодетонаторов, включающего взятие навесок взрывчатого компонента и светочувствительного компонента и смешение компонентов, согласно изобретению смешение компонентов проводят в среде легколетучей органической инертной к компонентам СВС жидкости (ЛОИЖ), в качестве компонента ВВ используют бризантные, высокодисперсные термостойкие ВВ с удельной поверхностью от ~2000 см2/г до ~20000 см2/г с температурой начала интенсивного разложения более 200°C, в качестве светочувствительного компонента - алюминий в виде порошка с дисперсностью 50-200 нм в количестве в диапазоне от 0,5 до 2,0% масс., смешение компонентов проводят в среде ЛОИЖ, процесс смешения упомянутых компонентов осуществляют путем ультразвукового диспергирования в смесителе, помещенном в ультразвуковой диспергатор, снабженный насадкой, преобразующей ультразвуковые колебания в упругие колебания среды, при этом навеску компонента ВВ вводят в предварительно полученную смесь ЛОИЖ и светочувствительного компонента - нанодисперсного алюминия, длительность ультразвукового диспергирования смеси светочувствительного компонента - нанодисперсного алюминия и ЛОИЖ определяется условием контролируемого визуально сохранения указанной смеси в виде суспензии до введения компонента ВВ в эту суспензию в смесителе, после введения компонента ВВ ультразвуковое диспергирование смеси компонентов продолжают до достижения цветовой однородности среды, определяемой визуально, затем из смесителя удаляют ЛОИЖ путем испарения в вытяжном шкафу при комнатной температуре с получением структуры равномерно алюминизированного по поверхности ВВ в составе СВС, и окончательно высушивают полученный продукт в течение не более 4 часов при температуре не более 60°C.These tasks and a new technical result are ensured by the fact that, in contrast to the known method of manufacturing photosensitive explosives for light detonators, including taking a sample of an explosive component and a photosensitive component and mixing the components, according to the invention, the components are mixed in a volatile organic medium inert to the SHS components (LOIH) ), as a component of explosives use blasting, highly dispersed heat-resistant explosives with a specific surface area of ~ 2000 cm 2 / g to ~ 20,000 cm 2 / g with a temperature of the onset of intensive decomposition of more than 200 ° C, as a photosensitive component - aluminum in the form of a powder with a dispersion of 50-200 nm in an amount in the range from 0.5 to 2.0 wt%, the components are mixed in the environment of LOIH, the process of mixing the above components is carried out by ultrasonic dispersion in a mixer placed in an ultrasonic disperser equipped with a nozzle that converts ultrasonic vibrations into elastic vibrations of the medium, while a portion of the explosive component is introduced into a preliminary the mixture of LOIH and the photosensitive component — nanodispersed aluminum, the duration of ultrasonic dispersion of the mixture of the photosensitive component — nanodispersed aluminum and LOI is determined by the condition of visually controlled preservation of the mixture in the form of a suspension before the BB component is introduced into this suspension in the mixer, after the BB component is introduced, the ultrasonic dispersion of the component mixture continues until the color uniformity of the medium, which is visually determined, is reached, then the LOIG PU is removed from the mixer thereby evaporation in a fume hood at room temperature to obtain a structure uniformly aluminized on the surface of the explosive as part of the SHS, and the resulting product is finally dried for no more than 4 hours at a temperature of no more than 60 ° C.
Известен в качестве прототипа светодетонатор на основе светочувствительного взрывчатого вещества (патент РФ №2427786, МПК F42B 3/113, публ. 27.08.2011 г.), состоящий из металлической оболочки, в которой размещено смесевое светочувствительное ВВ. В металлической оболочке дополнительно установлен оптический подпор, выполненный из оптического стекла, смесевое светочувствительное ВВ выполнено в виде запрессованного до плотности 0,9-1,1 г/см3 материала из смеси высокодисперсного ТЭНа с удельной поверхностью 4000-20000 см2/г и наноалюминия со средним размером частиц не более 60 нм.Known as a prototype, a light detonator based on a photosensitive explosive (RF patent No. 2427786, IPC F42B 3/113, publ. 08/27/2011), consisting of a metal shell in which a mixed photosensitive explosive is placed. An optical support made of optical glass is additionally installed in the metal shell, the mixed photosensitive explosive is made in the form of a material pressed from a mixture of highly dispersed heating elements with a specific surface of 4000-20000 cm 2 / g and nanoaluminum pressed to a density of 0.9-1.1 g / cm 3 with an average particle size of not more than 60 nm.
Однако в известном светодетонаторе не обеспечены требуемые показатели безопасности, чувствительности к световому импульсу, стабилизации времени работы светодетонатора и, как следствие, имеется достаточно длительная продолжительность его срабатывания.However, in the known light detonator, the required safety indicators, sensitivity to the light pulse, stabilization of the light detonator operating time are not provided, and as a result, there is a sufficiently long duration of its operation.
Указанные задача и новый технический результат обеспечиваются тем, что в отличие от известного светодетонатора, содержащего металлическую оболочку, в торце которой установлена оптически прозрачная преграда, размещенное в оболочке светочувствительное взрывчатое вещество (СВВ), согласно предлагаемому светодетонатору светочувствительное взрывчатое вещество СВС в виде структуры равномерно алюминизированного по поверхности ВВ в его составе уплотнено до получения слоя на внутренней поверхности оптически прозрачной преграды круглого сечения, диаметр которой больше критического диаметра СВС, а акустический импеданс выше, чем у ВВ в составе СВС, путем виброуплотнения до постоянной толщины, которая равна экспериментальной глубине возбуждения стационарной детонации СВС, упомянутый СВС контактирует с инициируемым им зарядом-бустером из бризантного термостойкого ВВ, запрессованного до технологической плотности.These tasks and a new technical result are ensured by the fact that, in contrast to the known light detonator containing a metal shell, an optically transparent barrier is installed at its end, a photosensitive explosive (UHV) placed in the shell, according to the proposed light detonator, a light sensitive explosive SHS in the form of a uniformly aluminized structure on the surface of the explosive in its composition is compacted to obtain a layer on the inner surface of the optically transparent barrier round a diameter which is larger than the critical diameter of the SHS, and the acoustic impedance is higher than that of the explosives in the SHS, by vibration compaction to a constant thickness, which is equal to the experimental depth of excitation of the stationary detonation of the SHS, the SHS is in contact with the booster charge initiated by it from a blasting heat-resistant HE pressed to technological density.
Указанные способ изготовления СВС и светодетонатора на его основе поясняются следующим образом.The indicated manufacturing method of SHS and a light detonator based thereon are explained as follows.
Компоненты выбраны на основе экспериментальных исследований различных светочувствительных составов.The components are selected based on experimental studies of various photosensitive compositions.
Повышенная селективная чувствительность к импульсному лазерному излучению достигается за счет применения при изготовлении СВС нанодисперсного алюминия и ВВ при заявленных дисперсности и соотношении массовых долей и однородностью шихты.Increased selective sensitivity to pulsed laser radiation is achieved through the use in the manufacture of SHS nanodispersed aluminum and explosives with the declared dispersion and the ratio of mass fractions and uniformity of the charge.
Однородность исходной шихты при равномерном распределении нанодисперсных частиц достигается за счет применения при смешении компонентов ультразвукового диспергатора, снабженного насадкой, преобразующей ультразвуковые колебания в упругие колебания среды, в качестве которой используется ЛОИЖ (см. пример 1 фиг. 1, пример 2 фиг. 2).The homogeneity of the initial charge with a uniform distribution of nanosized particles is achieved through the use of components of an ultrasonic disperser equipped with a nozzle, which converts ultrasonic vibrations into elastic vibrations of a medium, which is used as a LOIH (see example 1 of Fig. 1, example 2 of Fig. 2).
Использование при изготовлении СВС предлагаемым методом с удельной поверхностью выше указанного интервала приводит к тому, что, с одной стороны, размер некоторых частиц компонента ВВ становится сравним с размером частиц компонента наноалюминия, с другой - при диспергировании в ЛОИЖ ВВ с такой дисперсностью склонны к образованию коллоидных растворов и выпадают в осадок только в результате испарения растворителя. В результате в готовом продукте имеют место не адсорбированные на поверхности ВВ агломераты частиц алюминия и отдельные его частицы, что приводит к невозможности обеспечить однородность исходной шихты при равномерном распределении нанодисперсных частиц алюминия по поверхности частиц ВВ. (фиг. 5)The use in the manufacture of SHS by the proposed method with a specific surface above the specified interval leads to the fact that, on the one hand, the size of some particles of the explosive component becomes comparable to the particle size of the component of nanoaluminum, and on the other hand, when dispersed in the LOIH, such dispersion is prone to colloidal solutions and precipitate only as a result of evaporation of the solvent. As a result, agglomerates of aluminum particles and its individual particles that are not adsorbed on the surface of the explosive occur in the finished product, which makes it impossible to ensure uniformity of the initial charge with a uniform distribution of nanosized aluminum particles on the surface of the explosive particles. (Fig. 5)
Применение при изготовлении СВС предлагаемым методом ВВ с удельной поверхностью ниже указанного интервала приводит к значительному увеличению порога инициирования, то есть к ухудшению селективной чувствительности СВС к импульсному лазерному излучению (пример 5, таблица 1)The use in the manufacture of SHS by the proposed explosive method with a specific surface below the specified interval leads to a significant increase in the initiation threshold, that is, to a deterioration in the selective sensitivity of SHS to pulsed laser radiation (example 5, table 1)
При уменьшении содержания нанодисперсного алюминия ниже 0,5% масс. и при увеличении выше 2% масс. ухудшается селективная чувствительность СВС к импульсному лазерному излучению, что выражается в увеличении порога инициирования (пример 3, фиг. 3).With a decrease in the content of nanodispersed aluminum below 0.5% of the mass. and with an increase above 2% of the mass. deteriorates the selective sensitivity of SHS to pulsed laser radiation, which is expressed in increasing the threshold of initiation (example 3, Fig. 3).
При уменьшении дисперсности алюминия ниже 50 нм снижается стабильность времени работы предлагаемого светодетонатора, а при увеличении дисперсности алюминия выше 200 нм, кроме того, увеличивается время его срабатывания (пример 4, фиг. 4).With a decrease in the dispersion of aluminum below 50 nm, the stability of the operating time of the proposed light detonator decreases, and with an increase in the dispersion of aluminum above 200 nm, the response time also increases (example 4, Fig. 4).
Повышение безопасности и уменьшение токсичности готового изделия достигается за счет исключения из состава СВС и из процесса изготовления соединений тяжелых металлов и комплексного перхлората металла.Improving the safety and reducing the toxicity of the finished product is achieved by excluding from the composition of the SHS and from the manufacturing process of compounds of heavy metals and complex metal perchlorate.
Высокая взрыво- и пожаробезопасность светодетонатора на основе СВС, изготовленного предлагаемым способом, обеспечивается за счет использования при изготовлении СВС бризантных ВВ с высокими характеристиками термической стойкости и с меньшей, чем у прототипа, чувствительностью к механическим воздействиям.High explosion and fire safety of a light detonator based on SHS made by the proposed method is ensured by using blasting explosives with high characteristics of thermal resistance and with less sensitivity to mechanical stresses when manufacturing SHS.
Стабилизация времени работы светодетонатора и уменьшение продолжительности его срабатывания достигается за счет введения заряда - бустера и ограничения толщины слоя СВС, получаемого виброуплотнением, равной глубине возбуждения в нем стационарной детонации. Уменьшение толщины слоя СВС приводит к нестабильности работы предлагаемого светодетонатора, а увеличение - к увеличению продолжительности срабатывания и к снижению стабильности времени его работы (пример 6).The stabilization of the time of operation of the light detonator and the reduction in the duration of its operation is achieved by introducing a charge booster and limiting the thickness of the SHS layer obtained by vibration compaction equal to the depth of excitation of stationary detonation in it. A decrease in the thickness of the SHS layer leads to instability of the proposed light detonator, and an increase leads to an increase in the duration of operation and to a decrease in the stability of its operating time (example 6).
Наличие заряда - бустера позволяет также увеличить инициирующую способность светодетонатора, поскольку в соответствии с известной формулой P=ρDu в нем сформируется более высокое давление, чем в виброуплотненном низкоплотном заряде СВС. Сокращение времени срабатывания светодетонатора достигается также за счет использования бризантных ВВ с большей, чем у прототипа, скоростью детонации.The presence of a booster charge also makes it possible to increase the initiating ability of a light detonator, since, in accordance with the well-known formula P = ρDu, a higher pressure will be formed in it than in a vibro-compacted low-density SHS charge. Reducing the response time of the detonator is also achieved through the use of blasting explosives with a greater detonation velocity than the prototype.
Таким образом, при использовании предлагаемого способа изготовления СВС имеет место новый технический результат, состоящий в улучшении детонационных свойств СВС за счет улучшения однородности исходной шихты при равномерном распределении частиц наноалюминия по поверхности частиц ВВ, в повышении селективной чувствительности целевого продукта к импульсному лазерному излучению с одновременным повышением безопасности и уменьшении токсичности готового изделия, чем это было достигнуто в прототипе. Возможность промышленной реализации подтверждается следующими примерами.Thus, when using the proposed method for manufacturing SHS, there is a new technical result consisting in improving the detonation properties of SHS by improving the uniformity of the initial charge with a uniform distribution of nanoaluminum particles on the surface of the HE particles, and increasing the selective sensitivity of the target product to pulsed laser radiation with a simultaneous increase safety and reducing the toxicity of the finished product than was achieved in the prototype. The possibility of industrial implementation is confirmed by the following examples.
Пример 1. В лабораторных условиях предлагаемый способ получения СВС был реализован следующим образом.Example 1. In laboratory conditions, the proposed method for producing SHS was implemented as follows.
Процесс смешения компонентов смеси осуществляли дистанционно в защищенной кабине.The process of mixing the components of the mixture was carried out remotely in a protected cabin.
Навески компонентов готовили из расчета необходимого соотношения массовых долей на 1 г СВС.Weighed portions of the components were prepared based on the required ratio of mass fractions per 1 g of SHS.
Эксперименты проведены для ВВ: гексоген, октоген, тэн, бензотрифуроксан (БТФ), гексанитрогексаазаизовюрцитан (ГАВ), 1,1-диамино-2,2-динитроэтилен (апрол), гексанитростильбен (ГНС), триаминотринитробензол (ТАТБ).The experiments were carried out for explosives: hexogen, octogen, ten, benzotrifuroxan (BTF), hexanitrohexaazaisowurtzitan (HAV), 1,1-diamino-2,2-dinitroethylene (aprol), hexanitrostilbene (GNS), triaminotrinitrobenzene (TATB).
Предварительно помещали в бюксу гексан и в него насыпали навеску порошкообразного нанодисперсного алюминия. Геометрические параметры бюксы (высоту и диаметр) для обеспечения наилучшего эффекта процесса диспергирования подбирали экспериментально.Hexane was preliminarily placed in bottlex and a sample of powdered nanodispersed aluminum was poured into it. The geometric parameters of the boxes (height and diameter) were selected experimentally to ensure the best effect of the dispersion process.
Затем бюксу помещали в ультразвуковой диспергатор с установленной насадкой, преобразующей ультразвуковые колебания в упругие колебания среды, затем включали источник ультразвука длительность его воздействия подбирали экспериментально для получения однородной суспензии, которая не оседала в течение 3 мин. В приготовленную суспензию до начала ее оседания добавляли порошкообразное ВВ и проводили смешение компонентов СВС под воздействием ультразвука в течение времени, достаточного для получения визуально однородной по цвету смеси. Полученную смесь выливали в химическую фарфоровую посуду с широким дном и помещали под вытяжную вентиляцию до полного испарения растворителя. Полученный СВС сушили в термостате в течение 4 часов при 60°C. Стадии приготовления СВС в лабораторных условиях проиллюстрированы на фиг. 1Then, the bucks was placed in an ultrasonic disperser with an installed nozzle that converts ultrasonic vibrations into elastic vibrations of the medium, then the ultrasound source was turned on and the duration of its exposure was selected experimentally to obtain a homogeneous suspension that did not settle for 3 minutes. Powder explosive was added to the prepared suspension before it began to settle and the SHS components were mixed under the influence of ultrasound for a time sufficient to obtain a mixture that was visually uniform in color. The resulting mixture was poured into wide-bottom chemical porcelain dishes and placed under exhaust ventilation until the solvent completely evaporated. The obtained SHS was dried in a thermostat for 4 hours at 60 ° C. The laboratory preparation steps for SHS are illustrated in FIG. one
Пример 2. Проведено исследование однородности распределении нанодисперсных частиц алюминия по поверхности частиц ВВ. Исследовали СВС, приготовленные предлагаемым способом на основе бризантных ВВ БТФ, октоген, гексоген, ГАВ с использованием алюминия с дисперсностью 100 нм. Контроль вели с использованием электронного микроскопа EVO MA 15. Полученные микроэлектронные изображения приведены на фиг. 2Example 2. The study of the homogeneity of the distribution of nanosized aluminum particles on the surface of the particles of explosives. Investigated SHS prepared by the proposed method based on the blasting explosives BTF, HMX, RDX, HAV using aluminum with a dispersion of 100 nm. The control was carried out using an EVO MA 15 electron microscope. The obtained microelectronic images are shown in FIG. 2
Как видно на фиг. 2, для всех исследованных ВВ получена структура СВС, в которой частицы наноалюминия равномерно адсорбированы на поверхности кристаллов ВВ без образования агломератов, что подтверждает образование при использовании предлагаемого метода структуры равномерно алюминизированного по поверхности ВВ в составе СВС.As seen in FIG. 2, for all the explosives studied, a SHS structure was obtained in which nanoaluminum particles are uniformly adsorbed on the surface of explosive crystals without the formation of agglomerates, which confirms the formation of a structure uniformly aluminized on the surface of an explosive in the composition of the SHS using the proposed method.
Пример 3. Проведено экспериментальное исследование влияния содержания компонента нанодисперсного алюминия на селективную чувствительность к импульсному лазерному излучению. Результаты исследования представлены в виде графика зависимости пороговой плотности энергии инициирования от массовой доли алюминия на фиг. 3. Как видно на фиг. 3, выход массовой доли нанодисперсного алюминия за пределы выбранного интервала приводит к росту пороговой энергии импульсного лазерного излучения, требуемого для возбуждения детонации в СВС, то есть к ухудшению селективной чувствительности к импульсу лазерного излучения.Example 3. An experimental study of the influence of the content of the component of nanodispersed aluminum on the selective sensitivity to pulsed laser radiation. The results of the study are presented in the form of a graph of the dependence of the threshold energy density of initiation on the mass fraction of aluminum in FIG. 3. As seen in FIG. 3, the exit of the mass fraction of nanodispersed aluminum beyond the selected interval leads to an increase in the threshold energy of pulsed laser radiation required to excite detonation in SHS, that is, to a deterioration in the selective sensitivity to a laser pulse.
Пример 4. Проведено экспериментальное исследование времени срабатывания предлагаемого светодетонатора в зависимости от энергии лазерного импульса при различной дисперсности алюминия, использованного при изготовлении СВС. Экспериментальные результаты представлены на фиг. 4. Как видно на фиг. 4, при использовании алюминия с размером частиц 100 нм обеспечивается наименьшее из исследованных время срабатывания предлагаемого светодетонатора и наибольшая стабильность времени его работы.Example 4. An experimental study of the response time of the proposed detonator depending on the energy of the laser pulse at different dispersion of aluminum used in the manufacture of SHS. The experimental results are shown in FIG. 4. As seen in FIG. 4, when using aluminum with a particle size of 100 nm, the smallest of the investigated response time of the proposed light detonator and the greatest stability of its operation time are provided.
Пример 5. Проведено экспериментальное исследование влияния удельной поверхности ВВ гексоген и октоген, использованных для изготовления СВС предлагаемым способом, на пороговую плотность энергии лазерного импульса, возбуждающего в нем детонацию. Экспериментальные результаты приведены в таблице 1. Как видно из результатов (стр. 1, стр. 3), уменьшение удельной поверхности ВВ ниже ~2000 Дж/см2 приводит к резкому росту порога инициирования, то есть снижению селективной чувствительности СВС к импульсному лазерному излучениюExample 5. An experimental study was made of the influence of the specific surface area of explosives RDX and HMX used to fabricate SHS by the proposed method on the threshold energy density of a laser pulse exciting detonation in it. The experimental results are shown in table 1. As can be seen from the results (p. 1, p. 3), a decrease in the specific explosive surface below ~ 2000 J / cm 2 leads to a sharp increase in the initiation threshold, that is, a decrease in the selective sensitivity of SHS to pulsed laser radiation
Пример 6. Проведено экспериментальное исследование времени срабатывания и стабильности времени работы предлагаемого светодетонатора с толщиной виброуплотненного слоя от 3 до 6 мм из изготовленного предлагаемым способом СВС на основе гексогена. С применением радиоинтерферрометрического метода получили зависимости скорости взрывчатого превращения в предлагаемом светодетонаторе от времени его работы и значения времени его работы при толщине слоя СВС 3 мм и 6 мм. Экспериментальные результаты представлены на фиг. 6 и в таблице 2. Как видно на фиг. 6, в светодетонаторе с толщиной слоя СВС 3 мм детонация выходит на стационарный режим и практически сразу переходит в заряд бустер. При толщине слоя СВС менее 3 мм имели место отказы в инициировании детонации в заряде-бустере. Как видно из таблицы 2 (строки 1 и 2, столбец 2), увеличение толщины слоя СВС приводит к увеличению времени срабатывания светодетонатора. Из таблицы 2 также видно (строки 1 и 2, столбец 3), что нестабильность времени срабатывания для двух одинаковых светодетонаторов при толщине слоя СВС 6 мм больше, чем при толщине слоя 3 мм. Таким образом, показано, что наименьшая продолжительность срабатывания и наилучшая стабильность работы предлагаемого светодетонатора достигается при толщине слоя СВС, равной глубине возбуждения в нем стационарной детонации.Example 6. An experimental study of the response time and stability of the proposed light detonator with a vibro-compacted layer thickness of 3 to 6 mm from a hexogen based SHS made by the proposed method was carried out. Using the radio interferrometric method, the dependences of the explosive conversion rate in the proposed light detonator on the time of its operation and the value of its time of operation at a SHS layer thickness of 3 mm and 6 mm were obtained. The experimental results are shown in FIG. 6 and table 2. As can be seen in FIG. 6, in a light detonator with a SHS layer thickness of 3 mm, detonation goes to a stationary mode and almost immediately goes into a booster charge. With a SHS layer thickness of less than 3 mm, there were failures in the initiation of detonation in a booster charge. As can be seen from table 2 (
На фиг. 3 показана зависимость «холодного» и «горячего» порогов инициирования СВС импульсным лазерным излучением от массовой доли нанодисперсного алюминия; на фиг. 4 показана зависимость времени работы светодетонатора от плотности энергии лазерного импульса при различной дисперсности алюминия; на фиг. 5 показан результат приготовления СВС предлагаемым способом с использованием ВВ с удельной поверхностью более 20000 В см2/г; на фиг. 6 показана зависимость скорости взрывчатого превращения в предлагаемом светодетонаторе от времени его работы с различной толщиной слоя виброуплотненного: 3 мм 1 кривая, 6 мм 2 кривая; на фиг. 7 приведена схема СВС, 1 - металлическая оболочка, 2 - оптически прозрачная преграда, 3 - слой СВС, 4 - заряд-бустер.In FIG. Figure 3 shows the dependence of the “cold” and “hot” thresholds for the initiation of SHS by pulsed laser radiation on the mass fraction of nanodispersed aluminum; in FIG. 4 shows the dependence of the operating time of a light detonator on the energy density of a laser pulse at various dispersions of aluminum; in FIG. 5 shows the result of the preparation of SHS by the proposed method using explosives with a specific surface of more than 20,000 V cm 2 / g; in FIG. 6 shows the dependence of the rate of explosive transformation in the proposed light detonator on the time of its operation with different thicknesses of the vibro-compacted layer: 3
В таблице 1 приведены данные о влиянии удельной поверхности ВВ гексогена и октогена, использованных для изготовления СВС предлагаемым способом, на пороговую величину плотности энергии лазерного импульса, возбуждающего в нем детонацию. В таблице 2 приведены данные о влиянии толщины слоя СВС на основе гексогена на время срабатывания светодетонатора и стабильность времени его работы.Table 1 shows data on the effect of the specific surface area of the explosive RDX and HMX used to fabricate SHS by the proposed method on the threshold energy density of a laser pulse exciting detonation in it. Table 2 shows data on the effect of the thickness of the SHS layer based on RDX on the response time of a light detonator and the stability of its operation time.
Приведенные примеры подтверждают достижение нового технического результата - улучшение детонационных свойств СВС, повышение селективной чувствительности к ЛИ, с одновременным повышением безопасности.The given examples confirm the achievement of a new technical result - an improvement in the detonation properties of SHS, an increase in selective sensitivity to LI, with a simultaneous increase in safety.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017109162A RU2637016C1 (en) | 2017-03-20 | 2017-03-20 | Method for manufacturing heat-resistant light-sensitive explosive compositions and light detonator on their basis |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017109162A RU2637016C1 (en) | 2017-03-20 | 2017-03-20 | Method for manufacturing heat-resistant light-sensitive explosive compositions and light detonator on their basis |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2637016C1 true RU2637016C1 (en) | 2017-11-29 |
Family
ID=60581628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017109162A RU2637016C1 (en) | 2017-03-20 | 2017-03-20 | Method for manufacturing heat-resistant light-sensitive explosive compositions and light detonator on their basis |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2637016C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2729490C1 (en) * | 2019-06-14 | 2020-08-07 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Initiating composition and method for production thereof |
| CN114577641A (en) * | 2022-02-18 | 2022-06-03 | 西北核技术研究所 | Large-area complex curved surface synchronous impact loading method |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3838896A1 (en) * | 1988-11-17 | 1990-05-23 | Dynamit Nobel Ag | Fuze/detonating element which can be initiated by laser and is provided with a storage layer |
| RU2196122C2 (en) * | 2001-03-30 | 2003-01-10 | Государственное учреждение институт горного дела дальневосточного отделения РАН | Energy-saturated light-sensitive composition for laser initiation system |
| US20070017612A1 (en) * | 1996-04-26 | 2007-01-25 | Rainer Hagel | Ignition mixtures |
| RU2496756C1 (en) * | 2012-02-21 | 2013-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Технолог" | Low-sensitive explosive compound for electric detonator charging |
| RU157624U1 (en) * | 2015-07-22 | 2015-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кемеровский государственный университет" (КемГУ) | DETONATOR CAPSULE BASED ON A SENSITIVE EXPLOSIVE SUBSTANCE |
-
2017
- 2017-03-20 RU RU2017109162A patent/RU2637016C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3838896A1 (en) * | 1988-11-17 | 1990-05-23 | Dynamit Nobel Ag | Fuze/detonating element which can be initiated by laser and is provided with a storage layer |
| US20070017612A1 (en) * | 1996-04-26 | 2007-01-25 | Rainer Hagel | Ignition mixtures |
| RU2196122C2 (en) * | 2001-03-30 | 2003-01-10 | Государственное учреждение институт горного дела дальневосточного отделения РАН | Energy-saturated light-sensitive composition for laser initiation system |
| RU2496756C1 (en) * | 2012-02-21 | 2013-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Технолог" | Low-sensitive explosive compound for electric detonator charging |
| RU157624U1 (en) * | 2015-07-22 | 2015-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кемеровский государственный университет" (КемГУ) | DETONATOR CAPSULE BASED ON A SENSITIVE EXPLOSIVE SUBSTANCE |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2729490C1 (en) * | 2019-06-14 | 2020-08-07 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Initiating composition and method for production thereof |
| CN114577641A (en) * | 2022-02-18 | 2022-06-03 | 西北核技术研究所 | Large-area complex curved surface synchronous impact loading method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Tillotson et al. | Sol–gel processing of energetic materials | |
| Dolgoborodov | Mechanically activated oxidizer-fuel energetic composites | |
| Fang et al. | Optical sensitisation of energetic crystals with gold nanoparticles for laser ignition | |
| Aluker et al. | Understanding limits of the thermal mechanism of laser initiation of energetic materials | |
| Eslami et al. | Improvement of thermal decomposition properties of ammonium perchlorate particles using some polymer coating agents | |
| RU2637016C1 (en) | Method for manufacturing heat-resistant light-sensitive explosive compositions and light detonator on their basis | |
| WO2006085956A2 (en) | Microwave heating of energetic materials | |
| Conner et al. | Time-resolved spectroscopy of initiation and ignition of flash-heated nanoparticle energetic materials | |
| Maiz et al. | Investigation of fireball temperatures in confined thermobaric explosions | |
| Cudziło et al. | Effect of Titanium and Zirconium Hydrides on the Detonation Heat of RDX‐based Explosives–A Comparison to Aluminium | |
| RU2278099C1 (en) | Explosive composition | |
| Aduev et al. | Controlling pentaerythrite tetranitrate sensitivity to the laser effect through the addition of nickel and aluminum nanoparticles | |
| Alibay et al. | Microwave stimulation of energetic Al-based nanoparticle composites for ignition modulation | |
| KR100570574B1 (en) | Method for producing pyrotechnic primer charges | |
| Berthe et al. | Propellants reactivity enhancement with nanothermites | |
| Sims et al. | ADN solid propellants with high burning rates as booster material for hypersonic applications | |
| Dolgoborodov et al. | Explosive compositions based on the mechanoactivated metal-oxidizer mixtures | |
| Shevchenko et al. | Detonation velocity of mechanically activated mixtures of ammonium perchlorate and aluminum | |
| Kuklja et al. | Achieving tunable chemical reactivity through photo-initiation of energetic materials at metal oxide surfaces | |
| Maiz et al. | Studies of confined explosions of composite explosives and layered charges | |
| Arkhipov et al. | Influence of the dispersity of aluminum powder on the ignition characteristics of composite formulations by laser radiation | |
| Wuillaume et al. | Formulation and characterizations of nanoenergetic compositions with improved safety | |
| Ishitha et al. | Reducing agglomeration of ammonium perchlorate using activated charcoal | |
| Němec et al. | Modification of W/O emulsions by demilitarized Composition B | |
| CN109186391A (en) | A kind of destruction unexploded flammable glue and the preparation method and application thereof |