Международный научный комитет
SHOCK-WAVE SYNTHESIS MASTER ALLOYS FOR MODIFICATION OF LIGHT ALLOYS STRUCTURE
жүктеу/скачать 10.4 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- ЛАЗЕРНОЕ ИНИЦИИРОВАНИЕ ТЕТРАНИТРОПЕНТАЭРИТРИТА С ДОБАВКАМИ НАНОЧАСТИЦ МЕТАЛЛОВ
- Список литературы
- LASER INITIATION TETRANITROPENTAERITRITA WITH ADDITIONS OF METAL NANOPARTICLES
- СМЕСЕВОЕ РАКЕТНОЕ ТВЕРДОЕ ТОПЛИВО. ДЕФОРМИРОВАНИЕ ЗАРЯДОВ РДТТ. ПОСЛЕДСТВИЯ
- THE MIXED SOLID PROPELLANT. THE DEFORMATION OF SOLID PROPELLANT CHARGE. CONSEQUENCES
- О МНОГООБРАЗИИ СТРУКТУРНЫХ ФОРМ БИМОЛЕКУЛЯРНЫХ КРИСТАЛЛОВ CL-20 С ЭНЕРГОЕМКИМИ СОЕДИНЕНИЯМИ
SHOCK-WAVE SYNTHESIS MASTER ALLOYS FOR MODIFICATION OF LIGHT ALLOYS STRUCTURE S. Vorozhtsov1, A. Averin2, A. Vorozhtsov1, D. Eskin1,3 1 National Research Tomsk State University, Tomsk, Russia 2JSC Federal Research & Production centre «ALTAI», Biysk, Russia 3 Brunel Centre for Advanced Solidification Technology, Brunel University; Kingston Lane, Uxbridge, UK The paper describes usehigh energy explosion compactionfor obtaining master alloy compositions for modifying the structure of light alloy, such as aluminum. For the experiments the following compositions of master alloys were chosen: Al-5 wt. % TiB2, Al-5 wt. % TiC and Al-10 wt. % Al2O3, base of master alloys wasfine aluminum powder with particle size of 20 microns. Powder mixtures of given composition were placed in aluminum tubes 400 mm long and 20 mm in diameter, was hermetically sealed, and then carried out their detonation. As the explosive TNTused. It was established that the method of high energy explosion compactionallows obtaining high densitymaster alloys (materials with a density close to the theoretical value). We also study the microstructure, fine crystal structure parameters and hardness of the master alloys. 
ЛАЗЕРНОЕ ИНИЦИИРОВАНИЕ ТЕТРАНИТРОПЕНТАЭРИТРИТА С ДОБАВКАМИ НАНОЧАСТИЦ МЕТАЛЛОВ Б.П. Адуев, Д.Р. Нурмухаметов, И.Ю. Лисков Институт углехимии и химического материаловедения СО РАН, г. Кемерово, Россия Применение добавок наночастиц металлов позволяет регулировать чувствительность бризантных взрывчатых веществ (ВВ) к импульсному лазерному воздействию в широких пределах, что дает возможность создать рецептуры материалов для светодетонаторов [1]. На рисунке 1 представлена зависимость критической плотности энергии, соответствующей 50 %-й вероятности инициирования Hcr для ТЭН от содержания (% масс.) добавок n наночастиц алюминия (100 нм) при воздействии лазерных импульсов (1064 нм, 14 нс). Для объяснения возрастания Hcr при увеличении n более оптимального значения (0,1 %) был изучен механизм поглощения света образцами ТЭН толщиной 1 мм и диаметром 3 мм с добавками частиц алюминия. Исследуемые образцы в принципе можно рассматривать как рассеивающие свет среды. Возможны два варианта: 1 – рассеяние на оптических неоднородностях, приводящее к увеличению вероятности поглощения фотонов непосредственно ВВ; 2 – поглощение света самими включениями с образованием «горячих точек». Поглощение света в рассеивающих средах можно исследовать опто-акустическим методом [2]. Согласно работе [2], для первого варианта показатель экстинкции keff2 ~ n, для второго – keff ~ n. Нами проведено измерение keff образцов опто-акустическим методом (рисунок 2).
Результаты доказывают справедливость второго варианта. При концентрации включений алюминия 0,1 % масс. достигается минимальный порог инициирования. Из рисунка 2 следует, что при данной концентрации и keff ≈ 200 см1 поглощенная энергия в основном сосредотачивается в слое образца толщиной 50 мкм. При дальнейшем увеличении keff и n время акустической релаксации (kc0)1 ~ τi, где c0 – скорость звука; τi – длительность лазерного импульса. В этих условиях происходит квазистатическое расширение тонкого слоя (k1) по сравнению с характерной длиной акустической волны (c0τi). При этом давление в слое, создаваемое за счет поглощенной энергии, должно падать, ухудшаются условия инициирования, что приводит к увеличению порога взрывчатого разложения при росте концентрации добавки выше оптимальной (см. рисунок 1). Таким образом, взрывчатое разложение c высокой скоростью образцов с добавками металлов происходит в результате поглощения света наночастицами, адиабатического нагрева слоя ~ 50 мкм и образования ударной волны. Изучено влияние материала подложки на тыльной стороне образцов толщиной 1 мм с различной акустической жесткостью: стекло, парафин, воздух (отсутствие подложки). В пределах погрешности эксперимента влияния подложки не обнаружено. Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 13-03-98032 р_сибирь_а. Список литературы 1. Адуев Б.П., Белокуров Г.М., Нурмухаметов Д.Р. и др. Светочувствительный материал на основе смеси пентаэритриттетранитрата и наночастиц Al // Физика горения и взрыва. – 2012. – Т. 48. № 3. – С. 127132. 2. Карабутов А.А., Пеливанов И.М., Подымова Н.Б. и др. Измерение оптических характеристик рассеивающих сред лазерным оптико-акустическим методом // Квантовая электроника. – 1999. – Т. 29. № 3. – С. 215220.
B.P. Aduev, D.R. Nurmukhametov, I.Yu. Liskov Institute of Coal Chemistry, Chemical and Materials Science, Kemerovo, Russia The use of additives metal nanoparticles allows the adjustment of sensitivity to high explosives (HE) to the pulse laser action in a wide range, which creates the prospect of creating recipes for optical detonators materials [1]. Figure 1 shows the dependence of the critical energy density corresponding to 50 % probability of initiation of PETN Hcr for weight percent additives n aluminum nanoparticles (100 nm) when exposed to laser pulses (1064 nm, 14 ns). To explain the high Hcr with increasing values of n higher than the optimum 0,1 % Experiments on the mechanism of absorption of light PETN sample thickness of 1 mm, 3 mm diameter alumina particles with additives. Specimen in principle be regarded as scattering medium. There are two options: 1 scattering by optical inhomogeneities, which increases the probability of absorption of photons directly BB 2 light absorption directly inclusions to form «hot spots». Absorption of light in scattering media is possible to investigate the opto acoustic method [2]. According to [2] for the first embodiment of the extinction rate keff2 ~ n, for the second option keff ~ n. We measured the samples keff opto- acoustic method (Figure 2) .
The results prove the validity of the second embodiment. When the concentration of inclusions of aluminum 0,1 % by weight is reached initiating the minimum threshold. From Figure 2 shows that at a given concentration keff ≈ 200 cm1 and the absorbed energy is mainly concentrated in the sample layer thickness of 50 microns. With further increase of keff with increasing n, acoustic relaxation time (kc0)1 ~ τi, where c0 speed of sound, τi the duration of the laser pulse. Under these conditions, a thin layer of a quasi-static expansion (k1) compared with a typical acoustic wave length (c0τi). The pressure in the layer produced by the absorption of energy must fall, and initiating conditions deteriorate, resulting in an increase in the threshold of the explosive decomposition concentration increases above the optimum additive (Figure 1). Thus, the explosive expansion of the specimens added metals is due to the absorption of light by nanoparticles, adiabatic heating layer ~ 50 microns and the formation of a shock wave, which leads to an explosion. The effect of substrate material on the back side of a 1 mm thick samples with different acoustic impedance glass, paraffin, air (no substrate). Within experimental error, the effect of the substrate is detected. The work was partially supported by Russian Foundation for Basic Research (13-03-98032_r_sibir_a). References 1. Aduev B.P., Belokurov G.M., Nurmukhametov D.R et al. / Fizika goreniya I vzriva. 2012. V. 48. № 3. P. 127132. 2. Karabutov A.A., Pelivanov I.M., Podymova N.B. et al. Measurement of optical characteristics of scattering media laser opto-acoustic method // Quantum Electronics. 1999. T. 29. № 3. P. 215220.
В.Г. Казанцев, Ю.Б. Жаринов, М.П. Карпутин Бийский технологический институт АлтГТУ им. И.И. Ползунова, г. Бийск, Россия Как правило, противоречие, возникающее между необходимостью увеличения механической работоспособности РДТТ по мере возрастания нагрузок на него, с одной стороны, и повышением его эффективности за счет разработки новых высокоэнергетических смесевых ракетных твердых топлив (СРТТ), с другой, традиционно компенсируется соответствующими конструкторскими решениями. Однако такой подход имеет свои пределы, и дальнейшее решение проблемы может быть связано с обнаружением эффектов «самоспасения» или «самосохранения» заряда РДТТ, проявляющихся во все возрастающем сопротивлении СРТТ внешним силам по мере их увеличения. Такие эффекты необходимо выявлять, изучать и прогнозировать. Учитывая, что большинство процессов, реализующихся в РДТТ, являются динамическими [1, 2], в настоящей работе рассматриваются приемы совершенствования заряда с точки зрения конструкторских решений, с учетом варьирования отклика СРТТ на внешние воздействия. Анализируются способы увеличения работоспособности зарядов на базе управления его физико-механическими характеристиками и с учетом выявления эффектов саморегулирования противодействия внутренних сил внешним воздействиям. На рисунке 1 показан для примера известный прием уменьшения концентрации деформаций в 1,52 раза у основания щелевых вырезов в зоне их выхода на цилиндрическую часть канала введением кольцевой проточки.   
Рисунок 1 – Конструктивное оформление основания щелевых вырезов Рассматриваются вопросы, позволяющие избежать развития аварийной ситуации в условиях параметрических изменений сопротивления СРТТ внешним нагрузкам в условиях вынужденных колебаний под нагрузкой за счет управления «рассогласованием» заданных эксплуатационных частотных режимов со спектром собственных частот зарядов. На рисунке 2 представлены результаты модального анализа колебаний поперечного сечения шестилучевого заряда при действии внутреннего давления. Показано, что первые 12 частот собственных колебаний находятся в диапазоне от 2 до 12 Гц, при этом их формы на низших собственных частотах крутильные, на более высоких – радиальные.
На рисунке 3 приведены результаты расчетов резонансных частот вынужденных колебаний шестилучевого заряда. 
а б Рисунок 3 – Амплитудно-частотные характеристики тангенциальных колебаний вершины щели: а – линейно-упругое поведение материала; б – с учетом физической нелинейности Управляя реальными физическими свойствами СРТТ или формируя их направленно, можно добиться вывода резонансных частот вынужденных колебаний заряда из диапазона рабочих эксплуатационных частот колебаний внешних воздействий, обеспечивая тем самым безаварийную работу РДТТ. Список литературы 1. Ерохин Б.Т. Нестационарные и квазистационарные режимы работы РДТТ / Б.Т. Ерохин, А.М. Липанов. М.: Машиностроение, 1977. 200 с. 2. Присняков В.Ф. Динамика ракетных двигателей твердого топлива. М.: Машиностроение, 1984.
The contradiction between increasing of solid rocket motors (SRM) mechanical capacity under loading, on one hand, and increasing SRM power by developing new highpower mixed solid propellant (MSP), on the other hand, is traditionally compensated by proper designers’ decisions.  
Such approach has its own limits and the further solution of this problem can be connected with «self-safety» or «self-preservation» effects of SRM charge which appear as increasing resistance of MSP to increasing loading. Such effects must be discovered, studied and planned. As the most processes in SRM are dynamic [1, 2] the methods of charge improvement from the point of view of the designers solutions and MSP response to the external influence are considered in this paper. The ways of increasing of charge capacity by controlling its physics-mechanical characteristics and by releasing self-regulation effects of the internal power to counteract the external influence are considered. Figure 1 shows the way of strain concentration decrease (1,52 times) at crack slits bottom in zone of their exist on cylindrical channel by circular slot introduction.
Figure 1 – Constructive arrangement of crack slits bottom The questions are considered about avoiding the charge damage in conditions of the parametrical changes of MSP resistance to the external loading at forced oscillations under the load by ruling the charge frequent modes. On figure 2 the results of modal analysis of cross section oscillations of 6-radial charge under internal pressure are shown. Modal analysis shows the frequency range from 2 to 12 Hz for the first 12 frequencies of their own oscillations. In this case, the oscillations shapes at low own frequencies are twisted, but at more high frequencies – they are radial.
On figure 3 the calculations for resonance frequencies of 6-radial charge forced oscillations are presented: a) – linear elastic behavior of the material; b) – assuming physical nonlinearity. 
Figure 3 – Amplitude-frequency characteristics of top crack tangent oscillations The carried out researches show that by controlling and by forming real physical properties of MSP it’s available to remove the resonance frequencies of charge forced oscillations from the range of the operating frequencies of external influence oscillations, ensuring thereby the SRM safety. References 1. Erokhin B.T. Non-stationary and quasi-stationary operation regime of solid rocket motors / B.T. Erokhin, A.M. Lipanov. M.: Mashinostroenie, 1977. 200 p. 2. Prisnyakov V.F. Dynamics of Solid Rocket Motors. – M.: Mashinostroenie, 1984.
З.Г. Алиев1, Т.К. Гончаров1, Д.В. Дашко2, С.М. Алдошин1 1 ФГБУН Институт проблем химической физики РАН, г. Черноголовка, Россия 2 ФГУП СКТБ «Технолог», г. Санкт-Петербург, Россия Несмотря на «почтенный возраст» CL-20, интерес к нему не ослабевает до сих пор, ввиду того что он легко кристаллизуется с триацетатом глицерина, диметилформамидом и ε-капролактамом. В настоящее время внимание исследователей привлекла идея совмещения в одной кристаллической решетке двух различных высокоплотных энергоемких соединений, что позволит синтезировать вещества с улучшенными характеристиками (плотность, чувствительность, стабильность и т.д.). Уже получены и исследованы кристаллические структуры бимолекулярных кристаллов (БМК) CL-20 с тринитротолуолом (ТНТ) [1, 2], октогеном [3]. 7Н-трис[1,2,5]оксадиазоло[3,4-b:3’, 4’-d:3’’,4’’-f]азепином [4]. Нами исследованы кристаллические структуры четырех типов БМК CL-20 с трис[1,2,5]оксадиазоло[3,4-b:3’,4’-d:3’’,4’’-f]азепин-7-амином: В таблице 1 представлены их кристаллографические данные. Получены и исследованы структуры БМК с трис[1,2,5]оксадиазоло[3,4-b:3’,4’-d :3’’,4’’-f]оксепином (DO), бис[1,2,5]оксадиазоло[3,4-b:3’,4’-f][1,2,5]оксадиазол-2’’-оксидо[3’’,4’’-d]оксепином (DGO), диазодинитропентаном (DNP) и диазодинитрогептаном (DNG) (таблица 2):
Таблица 1
жүктеу/скачать 10.4 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
