RU2663047C1 - Способ изготовления пиротехнических составов - Google Patents
Способ изготовления пиротехнических составов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2663047C1 RU2663047C1 RU2017111417A RU2017111417A RU2663047C1 RU 2663047 C1 RU2663047 C1 RU 2663047C1 RU 2017111417 A RU2017111417 A RU 2017111417A RU 2017111417 A RU2017111417 A RU 2017111417A RU 2663047 C1 RU2663047 C1 RU 2663047C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- components
- particles
- burning rate
- dispersion
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 78
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 30
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 17
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 16
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 32
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000005422 blasting Methods 0.000 abstract description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 2
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 18
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 16
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 15
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 13
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 13
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 11
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 9
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 8
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 6
- 238000004137 mechanical activation Methods 0.000 description 6
- JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N molybdenum trioxide Chemical compound O=[Mo](=O)=O JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 6
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 5
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 5
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 4
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001994 activation Methods 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 2
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 230000000979 retarding effect Effects 0.000 description 2
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 2
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001676573 Minium Species 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- -1 combustibles Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- AXZAYXJCENRGIM-UHFFFAOYSA-J dipotassium;tetrabromoplatinum(2-) Chemical compound [K+].[K+].[Br-].[Br-].[Br-].[Br-].[Pt+2] AXZAYXJCENRGIM-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 230000016507 interphase Effects 0.000 description 1
- ZGUQQOOKFJPJRS-UHFFFAOYSA-N lead silicon Chemical group [Si].[Pb] ZGUQQOOKFJPJRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004681 metal hydrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910001487 potassium perchlorate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000011856 silicon-based particle Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 230000007847 structural defect Effects 0.000 description 1
- 238000001132 ultrasonic dispersion Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- C06B21/0008—Compounding the ingredient
-
- 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
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу изготовления пиротехнических составов для снаряжения замедлительных узлов средств инициирования. Способ заключается в изготовлении пиротехнических составов из окислителей и горючих путем измельчения и смещения компонентов совместно при воздействии ультразвука в жидкой среде в кавитационном режиме до образования агломерированных частиц. Это обеспечивает равномерное и стабильное протекание химической реакции, что позволяет регулировать скорость горения и уменьшает время разброса срабатывания изделий, а также повышает безопасность и позволяет обрабатывать чувствительные составы. 1 ил., 1 табл., 6 пр.
Description
Изобретение относится к способам изготовления пиротехнических составов различного назначения, а именно к пиротехническим составам для снаряжения замедлительных узлов средств инициирования, и предназначено для обеспечения требуемого времени замедления при проведении взрывных работ в горнорудной и угледобывающей промышленности и в замедлителях для различного рода устройств, относящихся к элементам пироавтоматики.
Для приготовления пиротехнических составов (ПС) используются химические компоненты: окислители, горючие, добавки. Основным способом изготовления ПС является раздельное дробление, измельчение, сушка и протирка через сетки компонентов смеси с последующей мешкой в смесителях разных типов и гранулированием.
Процессы измельчения компонентов происходят при обработке в шаровых мельницах, вибромельницах, газоструйных мельницах, широко использующихся в процессах подготовки исходных материалов (Шидловский А.А. Основы пиротехники. М., «Машиностроение», 1973, 320 с.). Далее идет смешение состава. Его гомогенность зависит от интенсивности и длительности обработки.
Известен метод смешения пиротехнических составов в вибромельницах, шаровых мельницах и др. (Патент РФ №2417207 от 11 мая 2009 г.).
Сущность этого способа заключается в способности всех твердых тел накапливать приложенную механическую энергию в виде точечных и протяженных дефектов структуры, а также способность образовывать плотные агрегированные частицы. Эти процессы происходят при обработке как отдельных компонентов, так и их смесей ударно-истирающими механическими воздействиями, реализуемыми в валковых, вибрационных и планетарных мельницах. Степень их протекания зависит от интенсивности и длительности обработки.
Согласно способу компоненты порошкообразных пиротехнических композиций состава окислители-восстановители и их смеси подвергают обработке интенсивными ударно-истирающими механическими воздействиями до образования агрегированных частиц-агломератов измельченных частиц исходных компонентов и/или увеличения дефектности кристаллической структуры реагентов. Механическая обработка компонентов составов может проводиться как одновременно, так и по отдельности с последующим смешением. Предложенный способ обеспечивает увеличение скорости и стабильности горения, а также улучшение статистических показателей горения пиротехнических композиций.
Существует измельчитель-механоактиватор ВЦМ-30Г, обеспечивающий получение мелкодисперсных порошков с высокоразвитой поверхностью и повышенной химической активностью (В.П. Чулков «Основные процессы и аппараты пиротехнической технологии»: учебное пособие / В.П. Чулков - г. Сергиев Посад «НИИПХ», 2009 г. - 527 с.). При этом способе достигается достаточно высокая гомогенность смеси, полное и быстрое протекание реакции в составе.
К недостатку этого способа следует отнести невозможность смешения ПС с активным окислителем (Pb3O4, PbO2 и др.) и горючим (Si, Ti, Zr и др.) вследствие высокой чувствительности смесей к механическим воздействиям.
Для приготовления высокочувствительных к механическим воздействиям составов применяются смесители без перемешивающих органов (смесевые барабаны, смеситель «пьяная бочка»). К смесителям такого типа относятся аппараты, в основу действия которых положен принцип свободного перемещения компонентов во вращающихся емкостях цилиндрической формы, не содержащих внутри рабочей камеры никаких устройств, принудительно воздействующих на перемешиваемые компоненты (смеситель ССС-1). (В.П. Чулков Промышленное производство пиротехнических средств. Энергетические конденсированные системы. Краткий энциклопедический словарь под ред. Акад. Б.П. Жукова. - М.: "Янус-К", 1999, с. 457-461).
Известен способ изготовления ПС путем смешения компонентов состава в смесителях с планетарным движением лопастей. На аппаратах типа АПС, где смешение состава осуществляется в жидкой среде (в присутствии лака). После смешения производится грануляция посредством протирания через латунную сетку (А.А. Емельянов. Технологическое оборудование пиротехнического производства. Санкт-Петербург, 2001, с. 21; А.А. Шидловский. Основы пиротехники. М., Машиностроение, 1973, с. 302).
К недостатку данных методов можно отнести отсутствие получения необходимой гомогенности состава, необходимость предварительной сушки и протирки компонентов.
Известен способ изготовления чувствительного ПС (патент РФ №2235085 С1, С06В 33/00, 27.08.2004), содержащего промышленные порошки алюминия и триоксида молибдена (МоО3), которые одновременно измельчаются и смешиваются. Смешение и механическая активация компонентов предлагаемого состава производится в энергонапряженной шаровой мельнице с добавлением 30-50% по массе нейтральной жидкости. В качестве нейтральной жидкости можно использовать любой летучий жидкий углеводород: алифатический, циклический или ароматический, например гексан, толуол, циклогексан. Этот состав обладает высокими скоростями горения и воспламеняемостью и в то же время отличается высокими энергетическими характеристиками, хорошей стойкостью. Однако данный метод не позволяет получать металлсодержащие порошки на субмикронном (наноразмерном) уровне.
Решение такой задачи достигается в патенте (РФ №2 444560 С1). В данном способе процесс механоактивирования осуществляют в две стадии: на первой стадии механоактивированию подвергают промышленный порошок триоксида молибдена до среднего размера частиц не более 100 нм в среде инертного газа, на второй стадии полученный наноразмерный порошок триоксида молибдена смешивают с промышленным порошком металла до содержания металла в смеси от 30 до 70 мас. %. Повторное механоактивирование проводят в среде инертного газа в присутствии нейтральной жидкости. Недостатком данного метода является достаточно высокая трудоемкость: требует длительного времени процесса, который проводят в среде инертного газа и в присутствии нейтральной жидкости.
В патенте (США №5035363 А, В02С 23/18, В02С 19/18, 7.07.1990) предложен способ ультразвукового измельчения компонентов, в том числе ВВ (гексогена, октогена и их смеси), в жидкой среде в кавитационном режиме. Дисперсионная среда должна быть инертной: не должна реагировать с измельченным взрывчатым веществом и не растворять его. Предпочтительной дисперсионной средой является вода или другая водная жидкая среда.
Из патента (США №2002036244 А1, С06В 21/00, 28.03.2002) известен способ и устройство для формования частиц, который позволяет формировать твердые, дисперсные материалы, предпочтительно органические соединения, таким образом, чтобы получать частицы, которые имеют гладкие и закругленные поверхности и приближаются к сферической форме. Они особенно подходят для формования зарядов взрывчатых веществ или твердых фармацевтических препаратов. Формирование сопровождается «шлифовальным эффектом», а именно уменьшением размера частиц за счет частичного растворения в дисперсионной среде. Более высокие частоты увеличивают эффект формирования. Формирование обычно преобладает на частотах выше 40 кГц, а измельчение обычно преобладает на частотах ниже 25 кГц.
Эти патенты применимы более к гомогенным системам: бризантным ВВ и органическим продуктам.
К наиболее близким аналогам предлагаемого изобретения можно отнести способ изготовления пиротехнического состава с использованием ультразвука (патент США №6783616 B1, С06В 21/00, 09.12/1999). Способ заключается в получении суспензий из отдельных компонентов пиротехнического воспламенительного состава, которые не являются взрывоопасными, с помощью жидких диспергирующих агентов с использованием ультразвука (УЗ) в кавитационном режиме. После чего их смешивают при воздействии УЗ и сразу после смешивания дозируют в колпачки изделия в нужном количестве, после этого удаляют дисперсионную среду из дозированного количества суспензии. В смесительную камеру вводят две суспензии, первую суспензию, содержащую по меньшей мере один из указанных металлических порошков или порошков гидридов металлов, диспергирующий агент и связующий агент, и вторую суспензию, содержащую перхлорат калия, диспергирующий агент и связующий агент. Отношение твердых веществ к диспергирующему агенту (дисперсионной среде) является переменным и обычно находится в диапазоне от 70 до 80%.
К недостатку данного метода можно отнести следующее: отношение твердых веществ к диспергирующему агенту находится в диапазоне от 70 до 80%, такая концентрация суспензии хороша для дозировки, но при таких больших концентрациях невозможно обеспечить режим развитой кавитации и обеспечить диспергирование компонентов состава с увеличением площади контакта фаз реагентов, их активирование с последующим образованием микроагломератов частиц. Известно, что с увеличением концентрации суспензии резко падает мощность (интенсивность) кавитации, что уменьшает интенсивность перемешивания и диспергирования вплоть до исчезновения кавитации. Передаваемая в жидкость энергия тратится на кавитационные процессы, приводящие к измельчению частиц материалов. С одной стороны, для разрушения частиц необходимо: создать высокое давление в жидкости и наличие частицы в области этого высокого давления. С другой стороны, наличие значительного количества частиц в жидкости изменяет ее свойства, приводит к изменению уровня давления при одних и тех же параметрах системы. Для большей безопасности процесса компоненты диспергируются по отдельности и смешиваются при малой интенсивности УЗ однако, процесс дозирования состава является совсем не безопасным, поскольку может приводить к образованию на стенках дозирующих устройств налета (твердой пленки) высушенного материала, чего следует избегать при любых обстоятельствах из-за взрывного характера смеси.
Как известно, скорость взаимодействия частиц твердых веществ в значительной мере зависит от их дисперсности и от площади контакта фаз реагентов. Необходимо увеличить дисперсность и создать развитую поверхность контакта фаз реагентов, и зафиксировать это состояние, чего сложно добиться в данной технологии смешения. Кроме того, технология применима к данному составу, возможно ее использование для воспламенительных, но не для замедлительных малогазовых составов, характеризующихся высокой дисперсностью и высокой плотностью запрессовки в различного рода замедлительных устройствах, протеканием реакции в конденсированной фазе с малым газовыделением. Кроме того, стабильность горения для составов в условиях интенсивного теплоотвода тесно связана со скоростью горения смеси. Таким образом, в этих случаях также желательно повышение скорости взаимодействия компонентов пиротехнических смесей.
Задачей данного изобретения является разработка способа изготовления ПС, обладающего рядом преимуществ по сравнению с имеющимися технологиями. В частности: увеличение и выравнивание скорости горения, уменьшение разброса по времени срабатывания замедлителей, отсутствие засорения порошка частицами мелящих тел, улучшение технологичности производства.
Поставленная задача решается совместным диспергированием порошков окислителей, горючих или сухих смесей составов с помощью ультразвука (УЗ) в жидкой среде в режиме развитой кавитации в течение 9-30 минут до образования агломерированных частиц.
Ультразвуковое диспергирование основано на явлении акустической кавитации - образования и захлопывания полостей в жидкости при воздействии УЗ. Частицы при этом разрушаются в результате многократного воздействия на их поверхность импульсных нагрузок, сопровождающих захлопывание кавитационных пузырьков. При этом происходит их перемешивание, диспергирование (измельчение) и в дальнейшем образование новых агломерирующих частиц при постепенном уменьшении мощности диспергирования, что положительно сказывается на реакционной способности состава.
Если обрабатывается смесь различных порошкообразных веществ, то вначале происходит измельчение исходных частиц, а затем их микроагрегация с образованием микроагломератов композитного состава, чему способствует постепенное уменьшение мощности диспергирования. В микроагломератах возможно образование тонкого слоя окислителя на поверхности горючего или наоборот, таким образом, частицы реагентов находятся в непосредственном контакте между собой. Развитая поверхность контакта способствует быстрому и полному протеканию реакции. Такой процесс активации превосходит вышеописанные процессы механичесой активации, поскольку является менее трудоемким и не зависит от времени (при механической активации возможна медленная релоксация-переход к исходному состоянию). Он также предполагает обработку наночастиц и связан, прежде всего, с увеличением межфазной поверхности за счет измельчения частиц и их агломератов с дальнейшим объединением разнополярных частиц в микроагломераты. Для закрепления образования микроагломератов на конечной стадии диспергирования возможно добавление небольших количеств связующего в виде его раствора в растворителе.
Максимальное диспергирование (измельчение) происходит в первые 3-5 минут, после чего идет значительное падение мощности УЗ, поскольку наличие значительного количества частиц в жидкости изменяет ее свойства, приводит к изменению уровня давления при одних и тех же параметрах системы. Дальнейшее понижение мощности УЗ приводит к увеличению агломерированных частиц. Экспериментально установлено с использованием калориметрического метода, что время стадии диспергирования (кавитации) составляет не более 10 минут в зависимости от интенсивности (удельной звуковой мощности) УЗ. В дальнейшим с уменьшением мощности диспергирования время обработки не превышает 5-30 минут, поскольку кавитация прекращается в зависимости от падения звукового давления. Дальнейшее диспергирование практически не происходит и система близка к равновесию. Поэтому измельчение и смешение компонентов ПС следует проводить совместно при воздействии УЗ в кавитационном режиме в течение 9-30 минут до образования агломерированных частиц в зависимости от начальной интенсивности УЗ, связанной с концентрацией суспензии.
Наличие кавитации можно определять с использованием датчика на основе тонкой алюминевой фольги. Данная методика заключается в том, что при соприкосновении пузырька с тонкой алюминиевой фольгой вследствие схлопывания последнего в фольге образуются или отверстия, или заметные углубления - воронки. Эта методика позволяет в достаточной степени объективно оценивать эрозионную возможность поля кавитационных пузырьков [Кнэпп Р. «Кавитация»/ Кнэпп Р., Дейли Дж., Хэммит Ф. - М.: Мир, 1974 г. - 688 с.].
Помимо увеличения дисперсности порошка и достижения высокой степени гомогенности предложенный способ, в отличие от прототипа, позволяет влиять на площадь поверхности состава и тем самым влиять на скорость взаимодействия окислителя и горючего на молекулярном уровне. На фигуре представлены гистограммы распределения частиц по размерам для состава кремний-свинцовый сурик (45/55), изготовленного по технологии прототипа (2) и с использованием заявляемого способа изготовления (1). Гистограммы дисперсионного состава 1 и 2 получены с помощью соответствующих программ обработки изображений при оцифровке РЭМ (рентгеновскиий электронный микроскоп) снимков. Распределение частиц состава без УЗ обработки характеризуется затянутым «хвостом» за счет крупноразмерных агломерированных образований со средним размером частиц 0,81 мкм. Значительный эффект диспергации достигается при УЗ смешении: средний размер частиц (d) состава уменьшился почти в 4 раза (0,22 мкм), а степень дисперсности, пропорциональная (~d3), увеличилась в 64 раза. При этом размер составляющих кристаллов в диспергированных порошках равен ~0,20 мкм, что превышает размер кристаллитов - 0,15 мкм, и обусловлен наличием очень тонкого (<30 нм) слоя свинцового сурика, образующегося на поверхности Si-частиц при УЗ-обработке.
Для проведения сравнительных испытаний составов, изготовленных по предлагаемой технологии, с составами, изготовленными по штатной технологии, близкой к технологии прототипа (без активации в некавитационном режиме), составы были запрессованы под давлением в интервале 2300-5000 кгс/см2 и испытаны в замедлительном узле электродетонатора для горнорудной промышленности типа ЭД-3-Н. Ниже приведены примеры реализации изобретения и характеристики горения замедлительных составов.
Примеры реализации изобретения:
1. Смесь компонентов состава Si(12%)-CuO(88%) в среде ацетона обработана на ультразвуковом диспергаторе ИЛ 100-6/4 в течение 10 минут при концентрации суспензии 20 г/л в режиме развитой кавитации с постепенным уменьшением мощности диспергирования после первых 3-5 минут процесса (потребляемая начальная мощность 2,2 кВт, частота 22 кГц). После сушки в течение 1 часа состав протерт через сетку №38, загранулирован лаком. Скорость горения состава, изготовленного по традиционной технологии из этих же компонентов, 13,6 мм/с, разброс по времени 8,9%. Скорость горения обработанного состава 17,2 мм/с, разброс по времени 2,8%. Прирост скорости горения после обработки 26,5%, уменьшение разброса по времени на 218%.
2. Компоненты состава Si(12%)-CuO(88%) без предварительной сушки и протирки через сетки обработаны в среде ацетона на ультразвуковом диспергаторе ИЛ 100-6/4 в течение 10 минут с (после предварительной обработки Si в течение 10 минут) при концентрации суспензии 55,5 г/л (смешение компонентов производилось непосредственно при диспергировании). После сушки в течение 1 часа состав протерт через сетку №38, загранулирован лаком НЦ-23-ВВ. Скорость горения состава, изготовленного по традиционной технологии из этих же компонентов, 13,6 мм/с, разброс по времени 8,9%. Скорость горения состава, смешанного по ультразвуковой технологии, 18,3 мм/с, разброс по времени 2,0%. Прирост скорости горения после обработки 34,5%, уменьшение разброса по времени на 345%.
3. Смесь компонентов состава Si(12%)-CuO(88%) в среде этанола обработана на ультразвуковом диспергаторе ИЛ 100-6/4 при начальной максимальной мощности диспергирования с постепенным ее уменьшением в течение 10 минут при концентрации суспензии 33,3 г/л (потребляемая начальная мощность 2,2 кВт, частота 22 кГц). После сушки в течение 2 часов состав протерт через сетку №38, загранулирован лаком. Скорость горения состава, изготовленного по традиционной технологии из этих же компонентов, 13,6 мм/с, разброс по времени 8,9%. Скорость горения обработанного состава 18,9 мм/с, разброс по времени 1,7%. Прирост скорости горения после обработки 39,0%, уменьшение разброса по времени на 424%.
4. Смесь компонентов состава Si(20%)-CuO(80%) в среде ацетона обработана на ультразвуковом диспергаторе ИЛ 100-6/4 в течение 9 минут при концентрации суспензии 33,3 г/л. После сушки в течение 3 часов состав протерт через сетку №38, загранулирован лаком НЦ-23-ВВ. Скорость горения состава, изготовленного по традиционной технологии из этих же компонентов, 39,5 мм/с, разброс по времени 4,6%. Скорость горения обработанного состава 74,5 мм/с, разброс по времени 3,0%. Прирост скорости горения после обработки 88,6%, уменьшение разброса по времени на 53,3%.
5. Смесь компонентов состава Si(45%)- Pb3O4(55%) в среде ацетона обработана на ультразвуковом диспергаторе ИЛ 100-6/4 в течение 10 минут при концентрации суспензии 55,5 г/л. После сушки в течение 3 часов состав протерт через сетку №38, заграннулирован лаком НЦ-23-ВВ. Скорость горения состава, изготовленного по традиционной технологии из этих же компонентов, 111,9 мм/с, разброс по времени 7,9%. Скорость горения обработанного состава 175,0 мм/с, разброс по времени 2,0%. Прирост скорости горения после обработки 56,0%, уменьшение разброса по времени на 295,0%.
6. Смесь компонентов состава FeSiCr(40%)-PbCrO4(60%) в среде ацетона обработана на ультразвуковом диспергаторе ИЛ 100-6/4 в течение 30 минут при концентрации суспензии 55,5 г/л. Скорость горения состава, изготовленного по традиционной технологии из этих же компонентов, 4,4 мм/с, разброс по времени 6%. Скорость горения обработанного состава 5,7 мм/с, разброс по времени 3,7%. Прирост скорости горения после обработки 29,5%, уменьшение разброса по времени на 62,2%.
Примеры реализации изобретения также приведены в сводной таблице.
Таблица - сравнительные характеристики полученных и исходных составов, изготовленных по заявляемой и по традиционной технологии (прототип)
Claims (1)
- Способ изготовления пиротехнических составов из окислителей и горючих, включающий измельчение компонентов смеси и смешение их в жидкой среде при воздействии ультразвука, отличающийся тем, что измельчение и смешение компонентов проводят совместно при воздействии ультразвука в кавитационном режиме в течение 9-30 минут до образования агломерированных частиц.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017111417A RU2663047C1 (ru) | 2017-04-04 | 2017-04-04 | Способ изготовления пиротехнических составов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017111417A RU2663047C1 (ru) | 2017-04-04 | 2017-04-04 | Способ изготовления пиротехнических составов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2663047C1 true RU2663047C1 (ru) | 2018-08-01 |
Family
ID=63142589
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017111417A RU2663047C1 (ru) | 2017-04-04 | 2017-04-04 | Способ изготовления пиротехнических составов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2663047C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2768622C1 (ru) * | 2021-07-05 | 2022-03-24 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Способ повышения детонационной способности вторичных взрывчатых веществ |
RU2796543C1 (ru) * | 2022-02-15 | 2023-05-25 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Краснознамёнец" | Способ изготовления инициирующих взрывчатых веществ |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5035363A (en) * | 1990-07-06 | 1991-07-30 | Thiokol Corporation | Ultrasonic grinding of explosives |
US20020036244A1 (en) * | 1999-01-11 | 2002-03-28 | Tamar Kaully | Method and apparatus for shaping particles by ultrasonic cavitation |
DE10132122C1 (de) * | 2001-07-03 | 2003-03-20 | Diehl Munitionssysteme Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer unempfindlichen Sprengstoffmischung |
RU2235085C1 (ru) * | 2003-03-12 | 2004-08-27 | Долгобородов Александр Юрьевич | Состав пиротехнический механоактивированный |
US6783616B1 (en) * | 1998-05-28 | 2004-08-31 | Nico-Pyrotechnik Hanns Juergen Diederichs Gmbh & Co. Kg | Method to produce pyrotechnical igniting mixtures |
RU2417207C2 (ru) * | 2009-05-12 | 2011-04-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие Новосибирский Механический Завод "Искра" | Способ изготовления пиротехнических составов |
-
2017
- 2017-04-04 RU RU2017111417A patent/RU2663047C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5035363A (en) * | 1990-07-06 | 1991-07-30 | Thiokol Corporation | Ultrasonic grinding of explosives |
US6783616B1 (en) * | 1998-05-28 | 2004-08-31 | Nico-Pyrotechnik Hanns Juergen Diederichs Gmbh & Co. Kg | Method to produce pyrotechnical igniting mixtures |
US20020036244A1 (en) * | 1999-01-11 | 2002-03-28 | Tamar Kaully | Method and apparatus for shaping particles by ultrasonic cavitation |
DE10132122C1 (de) * | 2001-07-03 | 2003-03-20 | Diehl Munitionssysteme Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer unempfindlichen Sprengstoffmischung |
RU2235085C1 (ru) * | 2003-03-12 | 2004-08-27 | Долгобородов Александр Юрьевич | Состав пиротехнический механоактивированный |
RU2417207C2 (ru) * | 2009-05-12 | 2011-04-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие Новосибирский Механический Завод "Искра" | Способ изготовления пиротехнических составов |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2768622C1 (ru) * | 2021-07-05 | 2022-03-24 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Способ повышения детонационной способности вторичных взрывчатых веществ |
RU2796543C1 (ru) * | 2022-02-15 | 2023-05-25 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Краснознамёнец" | Способ изготовления инициирующих взрывчатых веществ |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Li et al. | CL‐20 based explosive ink of emulsion binder system for direct ink writing | |
AU2012356500B2 (en) | Processing explosives | |
KR100570574B1 (ko) | 불꽃 점화 혼합물 제조 방법 | |
Kotter et al. | Milling of energetic crystals with the LabRAM | |
AU679920B2 (en) | Beneficial use of energy-containing wastes | |
RU2663047C1 (ru) | Способ изготовления пиротехнических составов | |
RU2595709C2 (ru) | Составы взрывчатых смесей и способы их изготовления | |
Luo et al. | Constant volume combustion properties of Al/Fe2O3/RDX nanocomposite: the effects of its particle size and chemical constituents | |
Zhang et al. | Using microfluidic technology to prepare octogen high-energy microspheres containing copper–aluminum composite particles with enhanced combustion performance | |
Hou et al. | Efficient Preparation and Performance Characterization of the HMX/F2602 Microspheres by One‐Step Granulation Process | |
CN103553853A (zh) | 水溶性氧化剂在含能复合材料中的原位超细化分散方法 | |
Li et al. | Ultrasound assisted wet stirred media mill of high concentration LiFePO4 and catalysts | |
RU2637016C1 (ru) | Способ изготовления термостойких светочувствительных взрывчатых составов и светодетонатор на их основе | |
RU2381203C2 (ru) | Способ сенсибилизации эмульсионных взрывчатых веществ | |
RU2425820C1 (ru) | Способ измельчения твердых компонентов для изготовления смесевого ракетного твердого топлива | |
DE4117717C1 (en) | Finely crystalline priming explosive prodn. - by comminuting to specified grain size in non-solvent using high speed stirrer | |
He et al. | Research on Spray Granulation of Delay Explosive | |
RU2817085C1 (ru) | Способ получения высокодисперсных кристаллов вторичных взрывчатых веществ | |
RU2768622C1 (ru) | Способ повышения детонационной способности вторичных взрывчатых веществ | |
CN103570480A (zh) | 一种水溶性氧化剂在含能复合材料中的超细化分散方法 | |
Stephens et al. | New additives for modifying the burn rate of composite solid propellants | |
Tisdale et al. | Microstructural and Sensitivity Changes of Neat, Spray-Dried RDX | |
Cheltonov et al. | Regularities of Spheroidization of HMX Extracted from Solid Propellant Disposal Products | |
Ramavat et al. | Studies on the tailoring of particle size and micromeritic properties of reduced shock sensitivity RDX (RSS-RDX) | |
Dresel et al. | Comminution of energetic materials in viscous binder components with high solid loadings |