Горение пиротехнических составов для устройств разрушающего воздействия на конструкционные материалы

• Автор: Иванов, Дмитрий Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 142 с. : ил.

~~) Введение
1 Анализ состояния и пути регулирования прожигающей способности пиротехнических смесей
1.1 Область применения и направления совершенствования пиротехнических смесей
1.2 Роль основных компонентов в формировании и регулировании комплекса характеристик пиротехнических смесей
1.3 Обоснование путей формирования состава продуктов горения пиротехнических смесей разрушающего действия
1.4 Влияние физических характеристик пиротехнического резака на эффективность
воздействия струи продуктов горения на конструкционный материал
Выводы
2 Методики оценки основных характеристик пиротехнических смесей
2.1 Определение характеристик горения пиротехнических смесей
2.2 Определение прожигающей способности исследуемого состава
2.3 Термический анализ
2.4 Определение чувствительности пиротехнических смесей к механическим и
воздействиям
Выводы
3 Теоретические основы и практические способы повышения эффективности пиротехнических смесей прожигающего действия
3.1 Аналитическое обоснование выбора компонентной базы для формирования пиротехнических смесей прожигающего действия
3.2 Алгоритм определения основных свойств пиротехнической смеси и продуктов её горения
3.1.1 Термодинамические характеристики
3.1.2 Чувствительность к механическим воздействиям
3.1.3 Скорость горения
3.3 Прожигающая способность пиротехнического резака
Выводы
4 Влияние физико-химических свойств и концентрации основных компонентов на характеристики горения пиротехнических смесей
4.1 Физико-химические свойства продуктов горения
4.1.1 Плотность продуктов горения
4.1.2 Температура горения
4.1.3 Соотношение газовой и конденсированной фазы
4.2 Скорость горения пиротехнических смесей
4.2.1 Роль «инертной» добавки
4.2.2 Роль тугоплавкого окислителя
Выводы
5 Исследование характеристик термохимических превращений компонентов пиротехнических составов в волне горения
5.1 Термический анализ компонентов пиротехнических составов и их смесей
5.2 Реакционная способность промежуточных продуктов разложения компонентов ПС
5.3 Исследование влияния дисперсности, формы и способов введения компонентов на
теплопроводность и скорость горения пиротехнических смесей
Выводы
6 Исследование влияния физико-химических свойств компонентов на чувствительность пиротехнических смесей к механическим воздействиям
6.1 Обоснование выбора объектов исследования
6.2 Роль инертных добавок
6.3 Роль тугоплавкого окислителя

6.4 Роль цемента гора
Выводы
7 Исследование влияния физико-химических характеристик пиротехнических смесей и параметров пиротехнического резака на характеристики его работы
7.1 Роль продуктов горения пиротехнических смесей
7.2 Роль физических характеристик пиротехнических смесей
7.3 Работа пиротехнического резака под водой
7.4 Основные направления и пути обеспечения требуемых характеристик ПС
Выводы
Заключение
Список литературы
Принятые сокращения в работе:
ПС - пиротехническая смесь;
ПСПД - пиротехническая смесь прожигающего действия;
ПР - пиротехнический резак;
КМ - конструкционный материал;
МТС - малогазовый состав (термит);
ГГС - газогенерирующий состав.
Условные обозначения и состав (% масс.) пиротехнических смесей в работе:
AF - 51% Fe203 + 19% КСЮ4 + 27% Al + 3% (C2F4)n;
AFZ - 51% Fe203 + 19% КСЮ4 + 17% Al + 3% (C2F4)n + 10% Zn;
AFNi - 51% Fe203 + 19% КСЮ4 + 17% Al + 3% (C2F4)n + 10% Ni;
AFS - 51% Fe203 + 19% КСЮ4 + 17% Al + 3% (C2F4)n + 10% Sn(ß);
AFP - 51% Fe203 + 19% КСЮ4 + 17% Al + 3% (C2F4)n + 10% Pb;
AFCu- 51% Fe203 + 19% КСЮ4 + 17% Al + 3% (C2F4)n + 10% Cu;
AFW- 51% Fe203 + 19% КСЮ4 + 17% Al + 3% (C2F4)n + 10% W03;
AFL - 51% Fe203 + 19% КСЮ4 + 17% Al + 3% (C2F4)n + 10% LiF;
AFK - 51 % Fe203 + 19% КСЮ4 + 17% Al + 3% (C2F4)„ + 10% KCl;
AFB - 51% Fe203 + 19% КСЮ4 + 17% Al + 3% (C2F4)n + 10% BaF2;
AFCa - 51% Fe203 + 19% KC104 + 17% Al + 3% (C2F4)n + 10% CaF2;
AFNa -51% Fe203 + 19% КСЮ4 + 17% Al + 3% (C2F4)n + 10% NaCl;
AFMg - 51% Fe203 + 19% КСЮ4 + 17% Al + 3% (C2F4)n + 10% MgF2;
AFM - 51*(l-k)% Fe203 +51*k% M0O3 + 19% КСЮ4 + 27% Al + 3% (C2F4)n, где 0 AM - 51 % M0O3 + 19% КСЮ4 + 27% Al + 3% (C2F4)n;
AMT - 51% Mo03 + 19% КСЮ4 + 27% Al + 3*(l-k)% (C2F4)n + 3*k%(C2H4)n, где 0
можно различными способами, одним из которых является нагревание с заданной скоростью компонентов ПС внешним источником тепла. Для этих целей можно использовать дериватограф. Это устройство позволяет при нагреве одновременно фиксировать тепловой эффект происходящих реакций и изменение массы реакционной смеси. Дальнейшая расшифровка полученных зависимостей позволяет детализировать физико-химические превращения компонентов и определить основные параметры протекающих реакций.
Для определения характера воздействия струи продуктов горения ПС необходимо проводить полевые испытания ПР на их основе, в условиях, максимально приближенных к реальным условиям эксплуатации.
Металлизированные гетерогенные конденсированные системы, к которым относятся ПСПД, представляют собой механические смеси, состоящие из частиц окислителя, горючего и различных добавок. При механических (удар, трение) воздействиях они могут воспламеняться. Качественную оценку их безопасности можно определить по ГОСТ 13802-79 и ГОСТ 13803-80.
2-1 Определение характеристик горении пиротехнических смесей
Для определения основных параметров горения исследуемого состава используется экспериментальная установка, состоящая из бомбы постоянного давления (рис.2.1), форвакуумного насоса, источника инертного газа, блока регистрации температурного профиля, блок контроля и регистрации давления в бомбе, системы видео-регистрации (видеокамера) и системы электроподжига образца.
Внутри корпуса бомбы 1 на держателе 9 расположен исследуемый образец 7 с воспламенителем 8 и системой электроподжига. В корпусе бомбы имеются окна 3, позволяющие проводить видео-регистрацию процесса