Разработка полимерных металлизированных композитов на основе нитрата аммония и исследование их свойств

• Автор: Попок, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Бийск
• Количество страниц: 154 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ РАБОТ В ИССЛЕДУЕМОЙ ОБЛАСТИ И ПУТЕЙ РЕШЕНИЯ ПОСТАВЛЕННЫХ ЗАДАЧ

2 ВЫБОР ОСНОВНЫХ КОМПОНЕНТОВ И ИХ СОДЕРЖАНИЯ В КОМПОЗИТАХ

2.1 Выбор марки фазостабилизированного нитрата аммония

2.2 Оценка химической совместимости базовых компонентов

2.3 Выбор горючихсвязующих

2.4 Концентрационные пределы содержания в композитах порошков алюминия

2.5 Влияние содержания нитрата аммония на горение композитов

3 ВЫБОР КОМПОНЕНТНОГО СОСТАВА ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БАЛЛИСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК НИТРАТНЫХ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ИНЕРТНОГО ГОРЮЧЕГОСВЯЗУЮЩЕГО
3.1 Влияние типа металлического горючего и добавок металлов на параметры горения и термическое разложение композитов
3.2 Влияние добавок оксидов и хлоридов на параметры горения и термическое разложение композитов
3.3 Влияние энергетических добавок на горение и термическое разложение композитов
4 ХАРАКТЕРИСТИКИ ГОРЕНИЯ, ТЕРМИЧЕСКОГО РАЗЛОЖЕНИЯ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ АКТИВНЫХ ГОРЮЧИХСВЯЗУЮЩИХ, ВЗРЫВЧАТЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ, ПАРАМЕТРЫ ЗАЖИГАНИЯ НИТРАТНЫХ КОМПОЗИТОВ И ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ
4.1 Влияние дисперсности алюминия и типа энергетических
добавок на параметры горения и термического разложения композитов
4.2 Влияние катализаторов на горение и термическое разложение композитов
4.3 Температурная чувствительность скорости горения, взрывчатые, реологические характеристики, параметры зажигания нитратных композитов и особенности технологии их изготовления
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


ВК для технических систем различного назначения, прежде всего аэрокосмического назначения [8 - И]. Аналогичная ситуация сложилась и с использованием газогенерирующих композиций на основе азидов некоторых металлов в различных технических системах: пожаротушения, автомобильных мешков безопасности и др. Это также вынуждает искать альтернативные компоненты и композиции для применения в составе газогенерирующих композитов. В последние полтора - два десятилетия потребители технических систем на твердом химическом топливе на первый план выносят требования низкой стоимости, низкой поражаемости, экологической чистоты, отсутствия легко обнаруживаемых выхлопов с сохранением надежности и высоких тяговых характеристик [1, 2, 8 - ]. Замена (полная или частичная) перхлората аммония в современных ВК на нитрамины, нитроэфиры решает, например, задачу уменьшения дымления, но остро встает проблема взрывобсзопасности при производстве и применении ВК [1, , ]. Поэтому, одна из задач современного этапа развития ВК - создание малоопасных, не детонационноспособных композитов без хлорсодержащих соединений (с минимальным дымлением) без существенного ухудшения или с сохранением достигнутого уровня энергетических характеристик. Одна из важнейших проблем - замена перхлората аммония, который является поставщиком относительно большого количества НС1 [1,2] при горении твердых топлив, на приемлемый окислитель. Потенциально, по химической природе и некоторым базовым физико-химическим свойствам, нитрат аммония (НА) удовлетворяет всем существующим и перспективным требованиям как компонент ВК [, ]. Интерес разработчиков ВК различного назначения к нитрату аммония вызван не только возможностью удовлетворения возросших требований к экологической чистоте продуктов сгорания и повышенными требованиями к безопасности технических систем на основе ВК. Отличительными особенностями нитрата аммония, сдерживающими его применение в качестве базового окислителя ВК, являются: наличие, прежде всего, большого количества полиморфных переходов в типичной температурной области эксплуатации ВК (таблица 1. ВК [, -]. Таблица 1. Нитрат аммония (НА), как уникальное химическое соединение, уже более 0 лет привлекает внимание многочисленных исследователей. НА представляет и чисто научный интерес как модельный объект исследования сложных физико-химических процессов и систем. Например, природа полиморфизма в кристаллах и особенности его проявления обусловлены (по выражению кристаллографов) процессами получения и использования кристаллов. Это, в свою очередь, говорит о бесконечном разнообразии особенностей проявления полиморфизма в НА и о таком же количестве способов его блокирования, в том числе с учетом целей использования НА. НА удается обеспечить отсутствие полиморфных переходов в интервале температур от - °С до + °С [, ]. Однако при этом отмечаются трудности [ - ] обеспечения длительного но времени существования стабильности этих модификаций НА, особенно в условиях изменяющихся температур. Следует добавить, что особенности полиморфных переходов в НА значительно определяются содержанием в нем воды, в том числе и виде остатков маточного раствора [, ]. Наиболее «опасным» полиморфным переходом в НА является переход Нк-ЯУ (таблица 1. С, что является принципиально не приемлемым с точки зрения использования такого типа НА в составах ВК. НА хорошо растворим в воде, этиловом и метиловом спиртах, ацетоне и других растворителях [, ]. НА отличается большой гигроскопичностью. Гигроскопическая точка (относительная влажность воздуха С, %) является функцией температуры (таблица 1. Таблица 1. Изменение содержания влаги в кристаллах НА является одним из главных факторов изменения их объема и разрушения при циклических температурных испытаниях. Для примера, при охлаждении НА, содержащего 0,6; 0,3 и 0,1 % влаги от °С до °С, масса вновь выделившихся кристаллов на кг продукта составит соответственно 8; 4 и 1,3 кг. Отмечается [, ], что если плав НА имеет влажность менее 0,1%, то для чистого НА его кристаллизация с охлаждением происходит с непосредственным переходом фазы И в фазу IV, минуя фазу III.