SE467495B - WANT TO INCREASE THE EFFECTS OF ENERGY-EFFICIENT EXPLOSIVE MIXTURES, AND ACCORDINGLY TO PRODUCING EXPLOSIVE MIXTURES MIXTURES - Google Patents

WANT TO INCREASE THE EFFECTS OF ENERGY-EFFICIENT EXPLOSIVE MIXTURES, AND ACCORDINGLY TO PRODUCING EXPLOSIVE MIXTURES MIXTURES

Info

Publication number
SE467495B
SE467495B SE9003724A SE9003724A SE467495B SE 467495 B SE467495 B SE 467495B SE 9003724 A SE9003724 A SE 9003724A SE 9003724 A SE9003724 A SE 9003724A SE 467495 B SE467495 B SE 467495B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
explosive
energy
metal
alloy
metals
Prior art date
Application number
SE9003724A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE9003724D0 (en
SE9003724L (en
Inventor
S Calsson
Original Assignee
Swedish Explosives Ab
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Swedish Explosives Ab filed Critical Swedish Explosives Ab
Priority to SE9003724A priority Critical patent/SE467495B/en
Publication of SE9003724D0 publication Critical patent/SE9003724D0/en
Priority to EP91850269A priority patent/EP0487472A1/en
Publication of SE9003724L publication Critical patent/SE9003724L/en
Publication of SE467495B publication Critical patent/SE467495B/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06BEXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B45/00Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06BEXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B33/00Compositions 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
    • C06B33/08Compositions 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 with a nitrated organic compound
    • C06B33/10Compositions 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 with a nitrated organic compound the compound being an aromatic

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Description

467 495 därvid uppnådda verkansförstärkan kan emellertid vara av olika slag. I RSV-laddningar kan man sålunda uppnå en väsentlig restverkan genom koppar- och aluminiumtillsatsen medan man t ex i aluminiumhaltiga undervattensladdningar kan öka bubbeleffekten med 25-50 % genom en lämpligt avpassad aluminiumtillsats. Alu- miniumtillsatser förekommer även i många andra blandsprängämnen. 467 495 the gain thus obtained may, however, be of various kinds. In RSV charges, a significant residual effect can thus be achieved through the copper and aluminum additive, while in aluminum-containing underwater charges, for example, the bubble effect can be increased by 25-50% through a suitably adapted aluminum additive. Aluminum additives are also found in many other mixed explosives.

I Aluminiumtillsatsen ger nämligen även ganska stora temperatur- tillskott till de rena förbränningsreaktionerna. I högenergi- sprängämnet Hexal ingår sålunda förutom sekundärsprängämnet hexogen även aluminiumpulver och man har beräknat att denna aluminiumpulvertillsats genom sin oxid- och karbidbildning i samband med sprängämnets förbränning ger ett cirka 25%-igt temperaturtillskott.The Aluminum additive also provides quite large temperature additions to the pure combustion reactions. The high-energy explosive Hexal thus includes, in addition to the secondary explosive hexogen, aluminum powder and it has been calculated that this aluminum powder additive through its oxide and carbide formation in connection with the explosive combustion gives an approximately 25% temperature supplement.

Ett annat alternativ att öka energiutbytet från sprängkroppar och raketdrivmedel som innehåller sekundärsprängämnen och metalltillsatser finns beskrivet i EP-A-0 323 828. Enligt denna patentskrift kan man väsentligt öka energiutbytet från sådana i och för sig kända laddningar som innehåller sekundärsprängämnen, perklorater, aluminiumpulver och bindemedel om man istället för att som tidigare utnyttja molära perklorat överskott balanserar perkloratandelen mot sprängämnesblandningens syrebalans till en i huvudsak fullständig bildning av koldioxid och vatten.Another alternative to increase the energy yield from explosives and rocket propellants containing secondary explosives and metal additives is described in EP-A-0 323 828. According to this patent specification one can significantly increase the energy yield from such per se known charges containing secondary explosives, perchlorates, aluminum powder and binder if, instead of using molar perchlorate excess as before, the perchlorate proportion is balanced against the oxygen balance of the explosive mixture to a substantially complete formation of carbon dioxide and water.

Enligt denna patentskrift gäller nämligen att tidigare använda perkloratöverskott vid laddningarnas förbränning förbrukat allt för stora energimängder för den egna sönderdelningen för att perklorattillsatsen verkligen skulle komma till sin rätt. En noggrann balansering mellan perkloratandelen och sprängämnets syrebalans skulle däremot ge stora mängder av med den ingående metallpulverandelen lätt reducerbara sprängämnesgaser vilket i sin tur skulle ge en väsentlig verkansförstärkning. Det finns ingen orsak att betvivla detta. Den största nackdelen med denna typ av sprängämnesblandningar är istället perkloratandelen. Vid den praktiska användningen har man nämligen alltid av säkerhetsskäl försökt undvika kombinationer mellan perklorater 467 495 och högenergisprängämnen eftersom perkloraterna som regel ger allt för hanteringskänsliga blandningar. Däremot är det ju vanligt att använda perklorater i rena pyrosatser som ju endast förekommer i väsentligt mindre satser än rena sprängmedels- blandningar.According to this patent specification, it applies that previously used excess chlorate in the combustion of the charges consumed far too large amounts of energy for its own decomposition for the perchlorate additive to really come into its own. A careful balancing between the perchlorate content and the explosive oxygen balance would, on the other hand, give large amounts of explosive gases which can be easily reduced with the constituent metal powder component, which in turn would give a significant reinforcement of action. There is no reason to doubt this. The main disadvantage of this type of explosive mixture is instead the perchlorate content. In practical use, attempts have always been made for safety reasons to avoid combinations between perchlorates 467,495 and high-energy explosives, since the perchlorates generally give everything for handling-sensitive mixtures. On the other hand, it is common to use perchlorates in pure pyrose batches, which only occur in significantly smaller batches than pure explosive mixtures.

Föreliggande uppfinning hänför sig emellertid nu till ett nytt mer generellt sätt att markant öka energirika sprängämnes- blandningars genomslagsförmàga och förbränningstemperatur samt deras bubbeleffekt då de används i undervattensladdningar. Vi har nämligen funnit att det finns ett antal exoterma reaktioner, innefattande en eller flera metallreaktanter, som kan kombineras med sprängämnesförbränningar och som startas upp av dessa och som sedan förlöper mer eller mindre parallellt med dessa utan krav på energitillskott utan tvärtom under avgivande av energi. Förutom valet av de i de exoterma reaktionerna ingående reaktanterna krävs därvid även att dessa finns tillgängliga i finfördelad form i intim kontakt med varandra i sprängämnesblandníngen ifråga.However, the present invention now relates to a new, more general method of markedly increasing the permeability and combustion temperature of energy-rich explosive mixtures and their bubble effect when used in underwater charges. Namely, we have found that there are a number of exothermic reactions, including one or more metal reactants, which can be combined with explosive combustion and which are started by them and which then run more or less parallel to them without the need for energy supplementation but vice versa during energy release. In addition to the choice of the reactants included in the exothermic reactions, it is also required that these are available in finely divided form in intimate contact with each other in the explosive mixture in question.

För att reaktanterna skall reagera exotermt med varandra krävs att åtminstone den ena vid någon temperatur skall vara löslig i den andra.In order for the reactants to react exothermically with each other, it is required that at least one at some temperature must be soluble in the other.

Den exoterma reaktionen då en av reaktanterna löser sig i den andra följs i de allra flesta fall av ett andra oxid- och karbid- bildningssteg under vilken reaktanterna, d v s i detta fall tillsatsmetallerna, reagerar med tillgängligt syre och eventuellt med i sprängämnesmolekylerna ingående kol. Även detta andra steg är exotermt men som regel inte lika kraftigt exotermt som steg ett.The exothermic reaction when one of the reactants dissolves in the other is followed in most cases by a second oxide and carbide formation step during which the reactants, i.e. in this case the additive metals, react with available oxygen and possibly with carbon contained in the explosive molecules. This second step is also exothermic, but as a rule not as strongly exothermic as step one.

Oxid-, karbidbildningssteget motsvarar för övrigt i princip den reaktion som man får i andra metallhaltiga sprängämnen t ex den inledningsvis omnämnda Hexalen som enbart innehåller hexogen och aluminium och som alltså helt saknar andra metaller med vilken aluminiumen kan reagera exotermt.The oxide, carbide formation step also corresponds in principle to the reaction obtained in other metal-containing explosives, such as the initially mentioned Hexalene, which contains only hexogen and aluminum and which thus completely lacks other metals with which the aluminum can react exothermically.

Exoterma reaktioner av speciellt intresse i detta sammanhang är 4-67 495 sådana intermetalliska legeringsreaktioner som resulterar i borider, aluminider, silicider, legeringar innefattande al- kaliska jordartsmetaller samt karbider.Exothermic reactions of particular interest in this context are 4-67,495 such intermetallic alloy reactions resulting in borides, aluminides, silicides, alloys including alkaline earth metals and carbides.

Av i detta sammanhang tänkbara alternativ anser vi att metallerna titan, bor, zirkonium, nickel, mangan och aluminium var av speciellt intresse. Detsamma gäller även för de s k alkaliska jordartsmetallerna samt hafnium.Of the alternatives conceivable in this context, we consider that the metals titanium, boron, zirconium, nickel, manganese and aluminum were of particular interest. The same also applies to the so-called alkaline earth metals and hafnium.

För att de ásyftade exoterma intermetalliska reaktionerna skall kunna startas upp av sprängämnesförbränningen så krävs att reaktanterna finns tillgängliga fördelade i sprängämnet i intim kontakt med varandra och i lämpliga mängder. Dä reaktanterna utgörs av två eller flera av de ovan nämnda metallerna åstad- kommes detta genom att man framställer granuler av fina par- tiklar, vilket här menas att dessa är i/u-storlek, av reak- tanterna samt fördelar dessa granuler i en sprängämnesmatris som kan bestå av ett eller flera högenergisprängämnen såsom HMX, RDX, PETN, TATB, NTO, HNS, guanidinderivat såsom TAGN, NIGU, guanidinnitrat eller TNT samt bindemedel som kan vara av typen energistiskt bindemedel såsom polyvinylnitrat eller TNT. (ener- getiskt bindemedel = bindemedel som i sig själv även är ett sprängämne).In order for the intended exothermic intermetallic reactions to be initiated by the explosive combustion, it is required that the reactants are available distributed in the explosive in intimate contact with each other and in appropriate amounts. Since the reactants consist of two or more of the above-mentioned metals, this is achieved by producing granules of fine particles, which here means that these are in / u-size, of the reactants and distributing these granules in an explosive matrix which may consist of one or more high energy explosives such as HMX, RDX, PETN, TATB, NTO, HNS, guanidine derivatives such as TAGN, NIGU, guanidine nitrate or TNT and binders which may be of the energetic binder type such as polyvinyl nitrate or TNT. (energetic binder = binder which in itself is also an explosive).

Ovan och i det följande samt inom branschen allmänt använda förkortningar: RDX = hexogen HMX = oktogen HNS = hexanítrostilben PETN = pentyl eller pentaerytritoltetranitrat TATB = triaminotrinitrobensen NTO_ = 3-Nitro-1,2,4-Triazole-5-One TNT = Trotyl TAGN = triaminoguanidinnitrat NIGU = nitroguanidin 467 495 Som redan nämnts skall metallreaktanterna för den intermetalliska exoterma reaktionen tillföras sprängämnesblandningen i form av granuler innehållande fina partiklar av samtliga metallreaktanter varvid dessa fina partiklar av de olika metallreaktanterna skall vara i så nära anslutning till varandra som möjligt. Dessa gra- nuler kan vara framställda med hjälp av små mängder bindemedel som kan vara ett sprängämne (energetiskt bindemedel) eller ett bindemedel av annan typ. Även granuler framställda på annat sätt än med hjälp av bindemedel är tänkbara.Above and below and in industry commonly used abbreviations: RDX = hexogen HMX = octogen HNS = hexanitrile stilbene PETN = pentyl or pentaerythritol tetranitrate TATB = triaminotrinitrobenzene NTO_ = 3-Nitro-1,2,4-Triazole-5-One TNT = Trotyl TAGN = triaminoguanidine nitrate NIGU = nitroguanidine 467 495 As already mentioned, the metal reactants for the intermetallic exothermic reaction must be added to the explosive mixture in the form of granules containing fine particles of all metal reactants, these fine particles of the different metal reactants being as close as possible. These granules can be prepared using small amounts of binder which can be an explosive (energetic binder) or a binder of another type. Granules prepared in other ways than by means of binders are also conceivable.

Det är tidigare känt att vissa intermetalliska reaktioner är exoterma. Även andra exoterma reaktioner är kända. Det nya med föreliggande uppfinning är därför kombinationen med spräng- ämne där sprängämnesförbränningen utnyttjas för det initial- energitillskott som krävs för att starta upp den exoterma intermetalliska reaktionen som därefter bidrar med ett icke ringa energitillskott till den energiutveckling som erhålles från sprängämnesförbränningen. Ett speciellt problem i sammanhang med uppfinningen är att välja de exoterma reaktioner som kan användas i sprängämnessammanhang och som ger det största energiutbytet.It is previously known that some intermetallic reactions are exothermic. Other exothermic reactions are also known. What is new with the present invention is therefore the combination with explosive where the explosive combustion is used for the initial energy supplement required to start up the exothermic intermetallic reaction which then contributes with a not insignificant energy supplement to the energy development obtained from the explosive combustion. A particular problem in the context of the invention is to select the exothermic reactions which can be used in the context of explosives and which give the greatest energy yield.

Dessutom gäller det att välja metallreaktanter som praktiskt kan hanteras tillsammans med sprängämne och som är ekonomiskt acceptabla med tanke på det energitillskott som de ger. Efter- som de exoterma legeringsbildningarna är relativt långsam- ma reaktioner jämfört med sprängämnesförbränningen så innebär de här aktuella metallinblandningarna och därav följande legerings- reaktioner en viss nedsättning av sprängämnesblandningens de- tonationshastighet jämfört med det rena sprängämnets men sam- tidigt ger den exoterma metallreaktionen en kraftig restverkan i form av en förhöjd temperatur i kombination med bildandet av flytande/fasta partiklar vilket är mycket gynnsamt när det gäller att åstadkomma en kraftig genomslagseffekt exempelvis genom stàlplát samt då laddningen detonerar under vattnet och därvid ger upphov till bl a en förstärkt bubbeleffekt.Vid under- vattensladdningen erhålles ett extra energitillskott från bildade biprodukter som i sin tur reagerar med vattnet som därvid fungerar som oxidationsmedel. 467 495 Laddningar av den för uppfinningen kännetecknande typen är därför speciellt väl lämpade för undervattensbruk d v s minor och torpeder. i första hand i Laddningarna enligt uppfinningen kan framställas som gjutbara PBX (plastic bond explosives) baserade på metallgranuler och kristallina sprängämnen och en relativt hög bindemedelshalt.In addition, it is important to choose metal reactants that can be practically handled together with explosives and that are economically acceptable given the energy supplement they provide. Since the exothermic alloy formations are relatively slow reactions compared to the explosive combustion, the metal mixtures in question here and the consequent alloy reactions mean a certain reduction in the detonation rate of the explosive mixture compared to the pure explosive but at the same time the exothermic metal reaction residual effect in the form of an elevated temperature in combination with the formation of liquid / solid particles, which is very favorable when it comes to achieving a strong impact effect, for example through steel plates and when the charge detonates underwater and thereby gives rise to an enhanced bubble effect. - the water charge receives an extra energy supplement from formed by-products which in turn react with the water, which thereby acts as an oxidizing agent. 467 495 Charges of the type characteristic of the invention are therefore particularly well suited for underwater use, i.e. mines and torpedoes. primarily in the Charges according to the invention can be produced as castable PBX (plastic bond explosives) based on metal granules and crystalline explosives and a relatively high binder content.

Ett krav som man måste ställa på laddningarna enligt uppfinningen är att dessa måste ha en god sammanhållning. I de fall då ladd- ningarna enligt uppfinningen är uppbyggda av finkornigt med 1-2 vikts-% bindemedel granulerat kristallint sprängämne samt granu- ler av metallreaktanterna av ovan antytt slag samt huvudbinde- medel kan man räkna med sprängämneshalter i den färdiga ladd- ningen om 30-90 vikts-%, samt legeringsmetaller i mängderna 10-70 vikts-% och l-40 vikts-% bindemedel. Det senare kan en härdplast, en termoplast eller en termoplast såsom ett akrylat, en polyuretan, en polyester eller ett termoplastiskt gummi. De lägsta bindemedelshalterna kan man få fram om man ut- nyttjar energetiska bindemedel t ex TNT eller polyvinylnitrat som är både bindemedel och sprängämne. t ex vara Metall- och sprängämnesgranulaten bör enligt vår erfarenhet ha en partikelstorlek om 100-200 pm.A requirement that must be placed on the charges according to the invention is that these must have good cohesion. In cases where the charges according to the invention are composed of fine-grained with 1-2% by weight of binder granulated crystalline explosive and granules of the metal reactants of the type indicated above and main binder, explosive contents can be calculated in the finished charge if 30-90% by weight, as well as alloy metals in the amounts of 10-70% by weight and 1-40% by weight of binder. The latter may be a thermoset, a thermoplastic or a thermoplastic such as an acrylate, a polyurethane, a polyester or a thermoplastic rubber. The lowest binder contents can be obtained if you use energetic binders, such as TNT or polyvinyl nitrate, which are both binders and explosives. For example, in our experience, the metal and explosive granules should have a particle size of 100-200 pm.

Ett exempel på ett exotermt i samband med föreliggande uppfinning aktuellt legeringssystem Ti + B2 som kan ge ett energitillskott motsvarande ca -71,6 kcal/mol och 4000 °K. en reaktionstemperatur ca Ett annat exotermt system är Al + Mn.An example of an exothermic alloy system Ti + B2 in connection with the present invention which can provide an energy supplement corresponding to about -71.6 kcal / mol and 4000 ° K. a reaction temperature approx. Another exothermic system is Al + Mn.

Däremot är en reaktion med ren Al till aluminiumoxid eller even- tuellt aluminiumkarbid som redan nämnts inte i samma grad energi- höjande.On the other hand, a reaction with pure Al to alumina or possibly aluminum carbide, which has already been mentioned, does not increase energy to the same degree.

Ytterligare energihöjande system är Zr + Ni -a 467 495 Metallkombinationer som ger exoterma legeringssystem och därför kan bli aktuella i samband med föreliggande uppfinning Alkaliska fiordartsmetaller Barium plus antingen, vismut eller tenn.Additional energy-enhancing systems are Zr + Ni -a 467 495 Metal combinations which provide exothermic alloy systems and therefore may be relevant in connection with the present invention Alkaline fi type metals Barium plus either, bismuth or tin.

Magnesium plus tenn Kalcium plus aluminium Strontium plus aluminium Beryllium plus aluminium Borider Bor plus magnesium, kisel, titan, zirkonium, krom, molybden, wolfram eller mangan.Magnesium plus tin Calcium plus aluminum Strontium plus aluminum Beryllium plus aluminum Borides Boron plus magnesium, silicon, titanium, zirconium, chromium, molybdenum, tungsten or manganese.

Aluminider Aluminium plus koppar, kalcium, bor, titan eller zirkonium, krom, mangan, järn, kobolt, nickel, palladium och platina.Aluminides Aluminum plus copper, calcium, boron, titanium or zirconium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, palladium and platinum.

Silicider Kisel plus kalcium, titan, zirkonium, hafnium, krom, molybden och nickel.Silicides Silicon plus calcium, titanium, zirconium, hafnium, chromium, molybdenum and nickel.

Vidare gäller att små tillsatser av ämnen eller legeringar ur lanthanidgruppen och/eller metallen hafnium kan tillsättas för att katalysera legeringsreaktion enligt uppfinningen.Furthermore, small additions of substances or alloys from the lanthanide group and / or the metal hafnium can be added to catalyze the alloying reaction according to the invention.

Tillverkning: Den exoterma legeringssatsen enligt uppfinningen tillverkas lämp- ligen genom homogen blandning av aktuella komponenter i lämplig partikelstorlek tillsammans med några procent bindemedel varav man tillverkar granuler av lämplig storlek. Vi har funnit att lämpliga bindemedel till detta kan vara akrylater (lösnings- 467 495 medelbaserade eller vattendispergerbara). Därvid erhållna granuler innehållande de vid sprängämnesförbränningen exotermt reagerande reaktanterna tillsättes sedan till sprängämnet i fråga som kan vara RDX, HMX, HNS, PETN, eller annat tidigare nämnt sprängämne till ca; 10 - 70 %-ig inblandning.Manufacturing: The exothermic alloy kit according to the invention is suitably manufactured by homogeneous mixing of actual components in a suitable particle size together with a few percent binder of which granules of a suitable size are produced. We have found that suitable binders for this can be acrylates (solvent-based or water-dispersible). Granules obtained thereby containing the reactants exothermically reacting in the explosive combustion are then added to the explosive in question, which may be RDX, HMX, HNS, PETN, or other previously mentioned explosive to approx. 10 - 70% mixture.

De i enlighet med uppfinningen utformade metalltillsatserna kan även med fördel användas till gjutbara sprängämnen exempelvis trotyl eller gjutbara PBX.The metal additives designed in accordance with the invention can also be used to advantage for castable explosives, for example trotyl or castable PBX.

En speciell fördel med de för uppfinningen utmärkande tillsatser- na är att dessa ej ger någon märkbar höjning av de färdiga sprängämnesblandningarnas hanteringskänslighet. Detta är en mycket viktig egenskap som ej erhålles då man förstärker spräng- ämnesblandningar med pyrotekniska satser där man på grund av dessa klorat, perklorat och/eller peroxidhalter måste räkna med en väsentlig höjning av blandningarnas hanteringskänslighet.A special advantage of the additives characteristic of the invention is that they do not give any appreciable increase in the handling sensitivity of the finished explosive mixtures. This is a very important property which is not obtained when reinforcing explosive mixtures with pyrotechnic batches where, due to these chlorate, perchlorate and / or peroxide contents, a significant increase in the handling sensitivity of the mixtures must be expected.

Uppfinningen som har definierats i de efterföljande patentkraven skall nu något ytterligare illustreras med dels några generella exempel dels nâgra mer detaljerade dylika.The invention which has been defined in the appended claims will now be further illustrated with some general examples and some more detailed ones.

EXEMPEL I Detonerande laddningar a) En första explosivämnesblandning bestående av; 60 % RDX (Hexogen) 23 % Titan 14 % Bor 3 % Bindemedel ökar genomslagseffekten med ca; 20 % mot ren RDX-sats. b) En andra explosivämnesblandning bestående av 68 % RDX (Hexogen) 21 % Zirkonium 9 % Nickel 2 % Bindemedel ökar genomslagseffekten med mer än 50 % mot ren RDX-sats. 467 495 c) En tredje explosivämnesladdning bestående av 50 % RDX (Hexogen) 22 % Mangan 14 % Aluminium 3 % Bindemedel ger en effekt som är likvärdig med RDX volymmässigt men laddningstätheten ökas från 1,7 gram/cm3 till 2,4 gram/cm3 vilket ger en effektökning per volymsenhet.EXAMPLE I Detonating charges a) A first explosive mixture consisting of; 60% RDX (Hexogen) 23% Titanium 14% Boron 3% Binder increases the impact effect by approx; 20% against pure RDX rate. b) A second explosive mixture consisting of 68% RDX (Hexogen) 21% Zirconium 9% Nickel 2% Binder increases the impact effect by more than 50% against pure RDX batch. 467 495 c) A third explosive charge consisting of 50% RDX (Hexogen) 22% Manganese 14% Aluminum 3% Binder gives an effect equivalent to RDX in terms of volume but the charge density is increased from 1.7 grams / cm3 to 2.4 grams / cm3 which gives an increase in power per unit volume.

EXEMPEL II Tillverkning; Labskala Sats IMR-comp 05; Manganpulver, kornstorlek ca; 10 u blandas med aluminiumpulver (MIL 512), kornstorlek 2,5 - 5 u. Blandningen utföres som torr- blandning i exempelvis rotokub. Sammansättningen skall vara 30 % mangan och 70 % aluminium. Metallkompositionen blandas med akrylatbindemedel löst i trikloretylen, bindemedelshalt ca; 1 %.EXAMPLE II Manufacturing; Lab Scale Rate IMR-comp 05; Manganese powder, grain size approx; 10 u is mixed with aluminum powder (MIL 512), grain size 2.5 - 5 u. The mixture is carried out as a dry mixture in, for example, a rotokub. The composition shall be 30% manganese and 70% aluminum. The metal composition is mixed with acrylate binder dissolved in trichlorethylene, binder content approx; 1%.

Blandningen torkas till ca; 5-7 % torrhalt och granuleras på siktduk 50 mesh. Granulatet blandas med 50 % RDX, kornstorlek 15 p, före sluttorkningen i en mixer. Explosivämneskompositionen sluttorkas i 60-70°C min 12 tim, till en fukthalt <0,1 %.The mixture is dried to about; 5-7% dry matter and granulated on a 50 mesh screen. The granules are mixed with 50% RDX, grain size 15 p, before the final drying in a mixer. The explosive composition is finally dried at 60-70 ° C for 12 hours, to a moisture content <0.1%.

Satsen kan därefter med lätthet pressas till presskroppar med en täthet av 2,35 - 2,40 g/cm3.The batch can then be easily pressed into compacts with a density of 2.35 - 2.40 g / cm3.

Kompositionen har i våra försök givit ett ökat genomslag i stål- plàt, jämfört med exempelvis hexal 70/30.In our experiments, the composition has given an increased impact in sheet steel, compared with, for example, hexal 70/30.

Provningen har utförts genom att presskroppar med en storlek av 0 22x20 mm har placerats stående på en stålplåt 8 mm tjock och med ett underlag av poröst trä.The test has been carried out by placing compacts with a size of 0 22x20 mm standing on a steel plate 8 mm thick and with a porous wood base.

Kutsarna har initierats med en sprängkapsel Nr 8.The pellets have been initiated with a detonator No. 8.

Vid provningen erhölls goda genomslag i samtliga fall d v s hål 0 4-5 mm bildades i plåten. Motsvarande prov med hexal 70/30 däremot förmår endast ge sprickbildning i plåten. 467 495 10 Andra blandningar ur de olika grupperna som givit goda resultat och som framställts i princip i enlighet med ovan beskrivet förfarande.During the test, good breakthroughs were obtained in all cases, i.e. holes 0 4-5 mm were formed in the plate. The corresponding sample with hexal 70/30, on the other hand, is only able to give crack formation in the plate. 467 495 10 Other mixtures of the various groups which have given good results and which have been prepared in principle in accordance with the procedure described above.

Borider a) Bor och zirkoniumpulver 0,5-5 p blandades i ett förhållande av 80 % zirkonium och 20 % bor, blandningen granulerades med ca; 1-2 % bindemedel genom 50 mesh.Borides a) Boron and zirconium powder 0.5-5 p were mixed in a ratio of 80% zirconium and 20% boron, the mixture was granulated with approx; 1-2% binder through 50 mesh.

Metallblandningen inblandades i RDX till en procenthalt av 50. b) Bor och titan med samma partikelstorlek blandades och granulerades pà motsvarande sätt av 14 % bor och 23 % titan under tillsats av 3 % bindemedel. Därefter gjordes en inblandning av 60 % RDX.The metal mixture was mixed into RDX to a percentage of 50. b) Boron and titanium of the same particle size were mixed and granulated accordingly of 14% boron and 23% titanium with the addition of 3% binder. Then a mixture of 60% RDX was made.

De bägge ovan beskrivna satsrecepten har det gemensamt att de omsättes vid en temperatur mellan 3500°K - 4200 OK vid fullt utvecklat tryck. i!The two batch recipes described above have in common that they are reacted at a temperature between 3500 ° K - 4200 OK at fully developed pressure. in!

Claims (10)

11 4e7 495 PATENTKRAV11 4e7 495 PATENT CLAIMS 1. Sätt att vid högenergisprängämnesblandningar vars matris ut- görs av ett eller flera sekundära sprängämnen av typen HMX, RDX, PETN, TATB, NTO, HNS, guanidinderivat såsom TAGN, NIGU, guanidin- nitrat eller TNT öka energiutbytet i form av genomslagsförmåga, förbränningstemperatur och vid undervattensladdningar i form av bubbeleffekten från den detonerande sprängëmnesblandningen k ä n n e t e c k n a t d ä r a v att sprängämnesförbränningen (detonationen) utnyttjas för att starta upp en exoterm intermetallisk legeringsreaktion mellan i sprängämnesbland- ningen ingående reaktanter i form av två eller flera i spräng- ämnesmatrisen i finfördelad form och i intim kontakt med var- andra inblandade metaller vilka som slutprodukt ges en borid, en aluminid, en silicid, en zirkonium- nickellegering eller en legering som innehåller minst en alkalisk jordartsmetall varefter nämnda intermetalliska legeringsreaktion löper mer eller mindre parallellt med sprängämnesförbränningen utan energitillskott från denna men under avgivande av energi.1. In high-energy explosive mixtures whose matrix consists of one or more secondary explosives of the type HMX, RDX, PETN, TATB, NTO, HNS, guanidine derivatives such as TAGN, NIGU, guanidine nitrate or TNT increase the energy yield in the form of permeability temperature, combustion temperature and in the case of underwater charges in the form of the bubble effect from the detonating explosive mixture, characterized in that the explosive combustion (detonation) is used to start an exothermic intermetallic alloy reaction between reactants contained in the explosive mixture in the form of two or more finely divided explosives. and in intimate contact with each other involved metals which as a final product are given a boride, an aluminide, a silicide, a zirconium-nickel alloy or an alloy containing at least one alkaline earth metal after which said intermetallic alloy reaction runs more or less parallel to the explosive combustion without energy addition from this but during the release of energy. 2. Sätt enligt krav 1 k ä n n e t e c k n a t d ä r a v att för den exoterma intermetallreaktionen nödvändiga metallreak- tanter inblandas i högenergisprängämnesblandningen i form av partiklar eller granuler av storleksordningen 100-200/u var och en innefattande samtliga ingående metallreaktanter i form av partiklar av u storlek sammanbundna till varandra.2. A method according to claim 1, characterized in that the metal reactants necessary for the exothermic intermetallic reaction are mixed into the high-energy explosive mixture in the form of particles or granules of the order of 100-200 .mu.m, each comprising all the constituent metal reactants in the form of particles of size. connected to each other. 3. Sätt enligt endera kraven 1 eller 2 k ä n n e t e c k- n a t d ä r a v att sprängämnets förbränning kombineras med en exoterm metallreaktion i form av en intermetallisk legeringsreaktion mellan tvâ eller flera metallerna titan, bor, zirkonium, nickel, mangan och aluminium.3. A method according to either claim 1 or 2, characterized in that the combustion of the explosive is combined with an exothermic metal reaction in the form of an intermetallic alloy reaction between two or more metals titanium, boron, zirconium, nickel, manganese and aluminum. 4. Sätt enligt endera av kraven 1-3 k ä n n e t e c k - n a t d ä r a v att blandningsförhàllandet mellan de ingående 467 4-95 1? komponenterna väljs inom följande intervall 10-70 vikts-% legeringsmetall 30-90 " sprängämne samt 1-40 “ bindemedel P4. A method according to either of claims 1-3, wherein the mixing ratio between the constituents 467 4-95 1? the components are selected within the following range 10-70% by weight of alloy metal 30-90 "explosive and 1-40" binder P 5. Sätt enligt endera av kraven 1-4 k ä n n e t e c k- s n a t d ä r a v att legeringsmetallerna fördelas i en spräng- ämnesbindemedelsmatris i form av granuler med en partikelstorlek om 100-200 /um.5. A method according to any one of claims 1-4 characterized in that the alloy metals are distributed in an explosive binder matrix in the form of granules with a particle size of 100-200 .mu.m. 6. Högenergisprängämnesblandning framställd i enlighet med sättet enligt endera av kraven 1-5 k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att däri ingår förutom ett eventuellt bindemedel som kan vara energetiskt och dess huvudbeståndsdel i form av ett eller flera sekundärsprängämnen av typen RDX, HMX, HNS, PETN, TATB, NTO, HNS, guanidinderivat såsom TAGN, NIGU, guanidinnitrat eller trotyl även en metalltillsats i form av två eller flera metaller som i finfördelad form och i intim kontakt med varandra finns fördelade i den av sekundärsprängämnet bestående grundmas- san och som vid sekundärsprängämnets förbränning ger upphov till en exoterm intermetallisk legeringsreaktion och varvid i nämnda metalltillsats ingår minst två metaller som vid den interme- talliska legeringsreaktionen dem emellan ger en borid, en alu- minid, en silicid, en zirkoniumnickellegering eller en legering innehållande minst en alkalisk jordartsmetall.High energy explosive mixture prepared according to the method according to either of Claims 1 to 5, characterized in that it contains, in addition to a possible binder which may be energetic and its main constituent in the form of one or more secondary explosives of the type RDX, HMX, HNS, PETN , TATB, NTO, HNS, guanidine derivatives such as TAGN, NIGU, guanidine nitrate or trotyl also a metal additive in the form of two or more metals which in finely divided form and in intimate contact with each other are distributed in the base mass consisting of the secondary explosive and which in the secondary explosive combustion gives rise to an exothermic intermetallic alloy reaction and said metal additive includes at least two metals which in the intermetallic alloy reaction between them give a boride, an aluminide, a silicide, a zirconium nickel alloy or an alloy containing at least one alkaline earth metal. 7. Högenergisprängämnesblandning enligt krav 6 k ä n n e - t e c k n a d d ä r a v att i metalltillsatsen ingår minst två av metallerna titan, bor, zirkonium, nickel, mangan eller alumi- nium.High-energy explosive mixture according to Claim 6, characterized in that the metal additive comprises at least two of the metals titanium, boron, zirconium, nickel, manganese or aluminum. 8. Högenergisprängämnesblandning enligt endera av kraven 6-7 * k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att metalltillsatsen ingår W i form av granuler eller partiklar bestående av samtliga ingående * metaller i form av partiklar av u-storlek sammanbundna med ett bindemedel som kan vara energetiskt och varvid granulerna har en 467 495 13 storlek av 100-200/um och är fördelade i sprängämnesmatrisen vilken även den kan innehålla bindemedel av samma eller annan CHigh-energy explosive mixture according to either of Claims 6 to 7 *, characterized in that the metal additive comprises W in the form of granules or particles consisting of all constituent * metals in the form of particles of U-size bonded with a binder which can be energetic and wherein the granules have a size of 100-200 .mu.m and are distributed in the explosive matrix which may also contain binders of the same or different C 9. Högenergisprängämnesblandning enligt ett eller flera av kraven 7-11 k ä n n e t e c k n a t d ä r a v att det innefattar 30-90 vikts % sprängämneHigh-energy explosive mixture according to one or more of Claims 7 to 11, characterized in that it comprises 30-90% by weight of explosive. 10. -70 " legeringsbildande metall samt 1-40 bindemedel.10. -70 "alloy-forming metal and 1-40 binders.
SE9003724A 1990-11-23 1990-11-23 WANT TO INCREASE THE EFFECTS OF ENERGY-EFFICIENT EXPLOSIVE MIXTURES, AND ACCORDINGLY TO PRODUCING EXPLOSIVE MIXTURES MIXTURES SE467495B (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9003724A SE467495B (en) 1990-11-23 1990-11-23 WANT TO INCREASE THE EFFECTS OF ENERGY-EFFICIENT EXPLOSIVE MIXTURES, AND ACCORDINGLY TO PRODUCING EXPLOSIVE MIXTURES MIXTURES
EP91850269A EP0487472A1 (en) 1990-11-23 1991-11-01 Method for increasing the effect of high-energy explosives mixtures, and explosives mixtures produced in accordance with this method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9003724A SE467495B (en) 1990-11-23 1990-11-23 WANT TO INCREASE THE EFFECTS OF ENERGY-EFFICIENT EXPLOSIVE MIXTURES, AND ACCORDINGLY TO PRODUCING EXPLOSIVE MIXTURES MIXTURES

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9003724D0 SE9003724D0 (en) 1990-11-23
SE9003724L SE9003724L (en) 1992-05-24
SE467495B true SE467495B (en) 1992-07-27

Family

ID=20380982

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9003724A SE467495B (en) 1990-11-23 1990-11-23 WANT TO INCREASE THE EFFECTS OF ENERGY-EFFICIENT EXPLOSIVE MIXTURES, AND ACCORDINGLY TO PRODUCING EXPLOSIVE MIXTURES MIXTURES

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP0487472A1 (en)
SE (1) SE467495B (en)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2291642B (en) * 1993-04-15 1997-06-04 Secr Defence Pyrotechnic material
GB9307846D0 (en) * 1993-04-15 1993-06-02 Secr Defence Pyrothechnic material
CN1093524C (en) * 1999-01-19 2002-10-30 陈华腾 Close-range blasting agent and production process
USRE45899E1 (en) 2000-02-23 2016-02-23 Orbital Atk, Inc. Low temperature, extrudable, high density reactive materials
US20050199323A1 (en) 2004-03-15 2005-09-15 Nielson Daniel B. Reactive material enhanced munition compositions and projectiles containing same
US7977420B2 (en) 2000-02-23 2011-07-12 Alliant Techsystems Inc. Reactive material compositions, shot shells including reactive materials, and a method of producing same
AU2001285000A1 (en) * 2000-08-21 2002-03-04 Lockheed Martin Corporation Structural energetic materials
GB0312433D0 (en) * 2003-05-30 2003-07-09 Qinetiq Nanomaterials Ltd Devices
FR2867469A1 (en) 2004-03-15 2005-09-16 Alliant Techsystems Inc Reactive composition, useful in military and industrial explosives, comprises a metallic material defining a continuous phase and having an energetic material, which comprises oxidant and/or explosive of class 1.1
FR2877334B1 (en) * 2004-11-02 2007-09-07 Snpe Materiaux Energetiques Sa SOLID PROPERGOL COMPOSITE COMPOSITION AND PROCESS FOR PRODUCING ENERGY
MX2007009449A (en) 2005-02-08 2007-09-21 Dyno Nobel Inc Delay units and methods of making the same.
EP2116807A2 (en) 2005-10-04 2009-11-11 Alliant Techsystems Inc. Reactive Material Enhanced Projectiles And Related Methods
US20090090440A1 (en) * 2007-10-04 2009-04-09 Ensign-Bickford Aerospace & Defense Company Exothermic alloying bimetallic particles
US8794152B2 (en) 2010-03-09 2014-08-05 Dyno Nobel Inc. Sealer elements, detonators containing the same, and methods of making
CN113376208B (en) * 2021-06-09 2023-04-25 四川弘博新材科技股份有限公司 Application of molybdenum in improving reactivity of boron-containing energetic material
CN115160092B (en) * 2022-07-29 2024-01-26 合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室) Metallized emulsion explosive containing boron-magnesium mixed powder and preparation method thereof

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4331080A (en) * 1980-06-09 1982-05-25 General Electric Co. Composite high explosives for high energy blast applications

Also Published As

Publication number Publication date
EP0487472A1 (en) 1992-05-27
SE9003724D0 (en) 1990-11-23
SE9003724L (en) 1992-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Akhavan The chemistry of explosives 4E
SE467495B (en) WANT TO INCREASE THE EFFECTS OF ENERGY-EFFICIENT EXPLOSIVE MIXTURES, AND ACCORDINGLY TO PRODUCING EXPLOSIVE MIXTURES MIXTURES
Brousseau et al. Nanometric aluminum in explosives
US8075715B2 (en) Reactive compositions including metal
US5468313A (en) Plastisol explosive
Talawar et al. Environmentally compatible next generation green energetic materials (GEMs)
Anniyappan et al. Review on advanced energetic materials for insensitive munition formulations
KR100537348B1 (en) Lead- and barium-free igniter compounds
US5467714A (en) Enhanced performance, high reaction temperature explosive
JPS623088A (en) Use of 5-oxo-3-nitro-1,2,4-triazole and pyrotechnical composition
US6969434B1 (en) Castable thermobaric explosive formulations
US6024812A (en) Pyrotechnic mixture as propellant or a gas charge with carbon monoxide-reduced vapors
US5339624A (en) Ramjet propellants
WO1999026900A1 (en) Hexanitrohexaazaisowurtzitane composition and explosive composition containing said composition
US6291711B2 (en) Guanylurea dinitramide, an explosive, propellant, rocket motor charge and gas generator
US8663406B1 (en) Melt cast insensitive eutectic explosive
US4874441A (en) Explosive for warheads and solid rocket propellant
US20010001970A1 (en) Lead- and barium-free propellant charges
Simmons Guidelines to higher energy gun propellants
US6964715B2 (en) High impetus, high burn rate gas generant propellant and seatbelt pretensioner incorporating same
Fronabarger et al. Alternatives to existing primary explosives
Toan et al. Thermal decomposition behavior and shelf‐life of polymer‐bonded explosives and hexogen‐An experimental study
Bircher Explosive substances and their applications: an overview
WO2012011897A1 (en) Priming mix
GB2504050A (en) High oxygen content explosive compositions

Legal Events

Date Code Title Description
NAL Patent in force

Ref document number: 9003724-3

Format of ref document f/p: F

NUG Patent has lapsed

Ref document number: 9003724-3

Format of ref document f/p: F