×
29.02.2020
220.018.073e

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЗРЫВЧАТОГО НАНОСТРУКТУРИРОВАННОГО МАТЕРИАЛА

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Способ изготовления наноструктурированного взрывчатого материала включает помещение навески порошкообразного взрывчатого вещества (ВВ) из группы индивидуальных азотсодержащих органических ВВ, имеющих упругость паров не ниже 10 Па, в тигель с крышкой, имеющей коническую внутреннюю полость, в центре которой выполнено осевое сквозное отверстие, возгонку навески ВВ при температуре 80-180°С и вакууме и осаждение сублимированного ВВ на подложку при остаточном давлении (10-10) Па в виде слоя из поликристаллических частиц. По направлению движения потока возгоняемых частиц ВВ на подложку устанавливают экран в виде диска с кольцевым сквозным пазом. Подложку устанавливают на опоре с возможностью вращения ее вокруг центральной оси, а ось вращения подложки устанавливают с эксцентриситетом (Δ). Полученный слой ВВ механически отделяют от подложки и механически измельчают до заданной величины удельной поверхности частиц ВВ с получением нанокристаллического порошкообразного материала для последующего формирования заряда ВВ. Способ обеспечивает получение наноструктурированного взрывчатого материала с высокой детонационной способностью и позволяет регулировать процесс перекристаллизации ВВ до получения частиц, размер которых находится в диапазоне менее 1 мкм. 7 ил., 1 табл.

Предлагаемое изобретение относится к области изготовления взрывчатых веществ (ВВ) и взрывчатых составов (ВС) на их основе с высокой детонационной способностью.

Актуальность решаемой проблемы основана на необходимости изготовления наполнителя с высокой реакционной способностью для заряда с улучшенными детонационными свойствами. Экспериментально было показано, что с уменьшением размера частиц ВВ возрастает детонационная способность заряда ВВ. Однако, при попытках применения данного условия при изготовлении заряда из разрозненных частиц ВВ не приводит к возрастанию детонационной способности ВВ, т.к. реакционная способность таких частиц существенно не возрастает, а формировать заряд из таких частиц технологически проблематично.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ получения смесевого ВВ, включающего смешение компонентов смесевого ВВ и формирование заряда ВВ, в котором предварительно порошкообразный гексоген подвергают возгонке (сублимации) в вакууме при остаточном давлении (2-5)×10-3 Па и при температуре 140-160°С, затем полученный слой сублимированного гексогена механически отделяют от подложки и механически измельчают до частиц дисперсности 250-500 мкм и используют для приготовления заряда ВВ (патент РФ №2616729, МПК С06В 25/00, публ. 18.04.17 г.).

К недостаткам прототипа относится недостаточно высокая детонационная способность ВВ и отсутствие средств для управления параметрами процесса возгонки и кристаллизации, что необходимо для получения минимально достижимого размера кристаллов ВВ и величины критического диаметра смесевого ВВ.

Задачей авторов предлагаемого изобретения является разработка способа изготовления наноструктурированного взрывчатого материала для получения заряда с высокой детонационной способностью, с возможностью регулирования процесса перекристаллизации ВВ до получения частиц, размер которых находится в диапазоне менее 1 мкм.

Технический результат, обеспечиваемый при использовании предлагаемого способа, заключается в обеспечении изготовления наноструктурированного взрывчатого вещества для получения заряда с высокой детонационной способностью, с возможностью регулирования процесса перекристаллизации ВВ до получения частиц, размер которых находится в диапазоне менее 1 мкм.

Указанные задача и технический результат обеспечиваются тем, что в отличие от известного в предлагаемом способе изготовления наноструктурированного взрывчатого материала, включающего предварительное взятие в тигле навески порошкообразного взрывчатого вещества из группы индивидуальных азотсодержащих органических ВВ, имеющих упругость паров не ниже 10-5 Па, возгонку навески ВВ при температурах 80-180°С вакууме и осаждение на подложку, возгонку осуществляют помещая навеску ВВ в тигель с крышкой, имеющей коническую внутреннюю полость, в центре которой выполнено осевое сквозное отверстие для фокусировки и ограничения выхода потока возгоняемых частиц ВВ, по направлению движения потока возгоняемых частиц ВВ на подложку устанавливают экран, который выполнен в виде диска с кольцевым сквозным пазом, осаждение возогнанного ВВ ведут послойно при остаточном давлении (10-3-10-2) Па на подложку, в виде слоя из поликристаллических частиц, при этом подложку устанавливают на опоре с возможностью вращения ее вокруг центральной оси, а ось вращения подложки устанавливают с эксцентриситетом (Δ) относительно оси сопла таким образом, чтобы в процессе осаждения на подложке образовался кольцевой слой, при этом меняют дискретность нарастания кольцевого слоя в заданном диапазоне значений, после чего полученный слой наноструктурированного поликристаллического ВВ механически отделяют от подложки и механически измельчают до заданной величины удельной поверхности частиц ВВ с получением нанокристаллического порошкообразного наполнителя для последующего формирования заряда ВВ.

Предлагаемый способ изготовления наноструктурированного взрывчатого материала поясняется следующим образом.

На фиг. 1 представлена схема реализации предлагаемого способа, где 1 - подложка, 2 - экран для ограничения поступления потока частиц на подложку, 3 - крышка с соплом для фокусировки потока частиц, 4 - тигель с ВВ, 5 - навеска ВВ.

ВВ (поз. 5 фиг 1) возгоняется в вакууме при остаточном давлении (10-3-10-2) Па путем его нагрева в тигле (поз. 4 фиг. 1) до температуры сублимации. С помощью крышки тигля, имеющей коническую внутреннюю полость и осевое отверстие (сопло), сублимированное ВВ фокусируется и поступает к подложке (поз. 1 фиг. 1), вращающейся вокруг оси. Сопло ограничивает выход паров из тигля. Ось вращения подложки установлена с эксцентриситетом (Δ фиг. 1) относительно оси сопла так, что в процессе конденсации на подложке формируется кольцевой слой.

ВВ осаждается на подложку дискретно, лишь во время ее прохождения над испарителем. Для предотвращения оседания паров ВВ на подложку вне зоны расположения сопла используется экран (поз. 2 фиг. 1) в виде сплошного цилиндрического диска с пазом, через который происходит осаждение сублимированного ВВ на подложку.

Количество ВВ, осаждаемого на подложку за один ее оборот (то есть дискретность нарастания слоя, а, соответственно, размер кристалла в получаемом слое и детонационную способность ВВ), наиболее эффективно можно регулировать:

скоростью вращения подложки, изменяя время нахождения подложки над соплом: увеличение скорости вращения подложки, при прочих равных условиях, уменьшает количество ВВ конденсирующего за один обороти способствует уменьшению размера кристаллов в осажденном слое ВВ, что приводит к повышению детонационной способности ВВ;

диаметром сопла, то есть изменяя количество паров ВВ, поступающих к подложке в единицу времени: увеличение диаметра сопла (испарителя), при прочих равных условиях, увеличивает количество ВВ конденсирующего за один оборот и способствует укрупнению кристаллов, в том числе за счет перегрева подложки при выделении теплоты кристаллизации, в осажденном слое ВВ, что приводит к снижению детонационной способности ВВ.

Экспериментально было подтверждено, что при использовании предлагаемого способ обеспечивается более высокий результат по сравнению с прототипом, заключающийся в обеспечении изготовления наноструктурированного взрывчатого материала для получения заряда с высокой детонационной способностью, с возможностью регулирования процесса перекристаллизации ВВ до получения частиц, размер которых находится в диапазоне менее 1 мкм.

На фиг. 2-7 представлены фотографии микроструктуры при варьировании различных режимов перекристаллизации слоя возогнанного ВВ, которые поясняются следующими примерами.

Пример 1. В лабораторных условиях на установке для сублимирования ВВ (на базе вакуумного поста ВУП-4) было проведено исследование влияния дискретности осаждения паров на кристаллическую структуру и детонационную способность ВВ.

Сублимированное ВВ тэн осаждали на вращающуюся подложку. Для сублимации использовали испаритель диаметром 20 мм, крышку с соплом не использовали.

В первом случае, испаритель и подложка были установлены соосно, экран не использовали, то есть сублимированное ВВ непрерывным образом осаждали на подложку. Это привело к формированию поликристаллического слоя тэна с кристаллами, размер которых, хотя бы по одному из направлений,составлял более 10 мкм (фиг. 2). Критическая толщина детонации такого поликристаллического слоя тэна, определенная в опытах, составила 0,20 мм.

Во втором случае, процесс конденсации осуществляли дискретно: подложка и испаритель были установлены с эксцентриситетом 30 мм; использовали экран, позволяющий формировать на подложке кольцевой слой шириной 3 мм. В этом случае размер кристаллов тэна в поликристаллическом слое по любому из выбранных направлений не превышал 10 мкм (фиг. 3), а критическая толщина детонации такого слоя составила 0,15 мм.

Пример 2. В лабораторных условиях на установке для сублимирования ВВ (на базе вакуумного поста ВУП-4) было проведено исследование влияния диаметра сопла испарителя на кристаллическую структуру и детонационной способности ВВ.

Пары ВВ тэн осаждали на подложку через экран по схеме, показанной на фиг. 1.

В первом случае, диаметр испарителя составлял 25 мм. Размер индивидуальных кристаллов тэна в поликристаллическом слое, в этом случае, составлял от одного до десяти микрометров (фиг. 3), а критическая толщина детонации такого слоя составляла 0,15 мм.

Во втором случае диаметр испарителя составлял 5 мм. В этом случае, поликристаллический слой перекристаллизованного тэна состоял из кристаллов с размерами менее одного микрометра (фиг. 4) и имел критическую толщину детонации 0,10 мм.

Пример 3. В лабораторных условиях на установке для сублимирования ВВ (ВУ-700TDE) было проведено исследование влияния дискретности нарастания слоя на кристаллическую структуру ВВ и детонационную способность ВС на его основе.

Сублимированный гексоген осаждали на подложку, вращающуюся со скоростью 30 об/мин.

В первом случае ВВ гексоген возгоняли через крышку испарителя, имеющего прямоугольное отверстие размером 8 мм × 75 мм и непрерывным образом осаждали на подложку. В этом случае размер кристаллов в поликристаллическом слое гексогена составлял от 40 мкм до 100 мкм (фиг. 5). Критическое сечение в канале с поворотами для заряда ВВ, изготовленного на основе такого поликристаллического гексогена и содержащего кроме наполнителя около 10 процентов связующего, составляло 3,0 мм × 1,0 мм.

Во втором случае процесс перекристаллизации осуществляли дискретно: гексоген возгоняли через сопло диаметром 4,2 мм и осаждали через экран на подложку в виде кольца шириной 20 мм. В этом случае поликристаллический слой перекристаллизованного гексогена состоял из пластинчатых кристаллов толщиной около 10 мкм с сильно развитой поверхностью за счет большого числа ступеней роста (фиг. 6). Критическое сечение в канале с поворотами для заряда ВВ, изготовленного на основе такого поликристаллического гексогена и содержащего кроме наполнителя около 10 процентов связующего, составляло 1,5 мм × 1,2 мм.

Пример 4. В лабораторных условиях на установке для сублимирования ВВ (ВУ-700TDE) было проведено исследование влияния скорости вращения подложки на кристаллическую структуру ВВ и детонационную способность ВС на его основе.

ВВ гексоген перекристаллизовали предлагаемым способом, показанным на фиг. 1.

В первом случае подложка вращалась со скоростью 30 об/мин. В этом случае поликристаллический слой перекристаллизованного гексогена состоял из пластинчатых кристаллов толщиной менее 10 мкм с сильно развитой поверхностью за счет большого числа ступеней роста (фиг. 6). Критическое сечение в канале с поворотами для заряда ВВ, изготовленного на основе такого гексогена и содержащего кроме наполнителя около 10 процентов связующего, в заряде шириной 1,5 мм составило 1,2 мм.

Во втором случае подложка вращалась со скоростью 400 об/мин. В этом случае, поликристаллический слой перекристаллизованного гексогена характеризовался кристаллами, размерами которых хоть в одном направлении был менее 1 мкм (фиг. 7). Критическое сечение в канале с поворотами для заряда ВВ, изготовленного на основе такого гексогена и содержащего кроме наполнителя около 10 процентов связующего, в заряде шириной 1,5 мм составило 0,5 мм.

Результаты испытаний по примерам 1-4 сведены в таблицу 1. Как это показали примеры, реализация предлагаемого способа изготовления наноструктурированного взрывчатого материала показала достижение более высокого по сравнению с прототипом, результата, а именно - получение ВВ для изготовления заряда с высокой детонационной способностью.

Способ изготовления наноструктурированного взрывчатого материала, включающий предварительное взятие в тигле навески порошкообразного взрывчатого вещества (ВВ) из группы индивидуальных азотсодержащих органических ВВ, имеющих упругость паров не ниже 10 Па, возгонку навески ВВ при температуре 80-180°С и вакууме и осаждение на подложку, отличающийся тем, что возгонку осуществляют помещая навеску ВВ в тигель с крышкой, имеющей коническую внутреннюю полость, в центре которой выполнено осевое сквозное отверстие для фокусировки и ограничения выхода потока возгоняемых частиц ВВ, по направлению движения потока возгоняемых частиц ВВ на подложку устанавливают экран, который выполнен в виде диска с кольцевым сквозным пазом, осаждение возогнанного сублимированного ВВ ведут послойно при остаточном давлении (10-10) Па на подложку в виде слоя из поликристаллических частиц, при этом подложку устанавливают на опоре с возможностью вращения ее вокруг центральной оси, а ось вращения подложки устанавливают с эксцентриситетом (Δ) относительно оси сопла таким образом, чтобы в процессе осаждения на подложке образовался кольцевой слой, при этом меняют дискретность нарастания кольцевого слоя в заданном диапазоне значений, после чего полученный слой поликристаллического ВВ механически отделяют от подложки и механически измельчают до заданной величины удельной поверхности частиц ВВ с получением нанокристаллического порошкообразного наполнителя для последующего формирования заряда ВВ.
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЗРЫВЧАТОГО НАНОСТРУКТУРИРОВАННОГО МАТЕРИАЛА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 796.
27.04.2013
№216.012.3b44

Способ определения сплошности покрытия изделия

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля, в частности к области газовой дефектоскопии, может применяться при контроле сплошности покрытий с низкой водородопроницаемостью, наносимых на поверхность крупногабаритных металлических изделий сложной конфигурации. Способ определения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480733
Дата охранного документа: 27.04.2013
20.05.2013
№216.012.41ed

Интерферометр

Изобретение может быть использовано для контроля качества афокальных систем, в том числе крупногабаритных, а именно: плоских зеркал, светоделителей, плоскопараллельных пластин, клиньев, телескопических систем с увеличением, близким к единичному. Интерферометр содержит формирователь...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482447
Дата охранного документа: 20.05.2013
10.06.2013
№216.012.49ed

Переход волоконно-оптический

Изобретение относится к волоконно-оптической технике и может быть использовано для герметичного ввода оптического волокна через перегородку. Устройство содержит герметично установленный в стенке металлический корпус, выполненный составным из двух скрепленных по резьбе частей с проходным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484505
Дата охранного документа: 10.06.2013
27.07.2013
№216.012.5ab8

Система параметрической гидролокации с функцией получения акустического изображения целей

Использование: изобретение относится к области гидролокации и предназначено для обнаружения подводных целей и получения их акустического изображения. Сущность: в предложенной системе параметрической гидролокации излучение низкочастотных зондирующих сигналов формируют путем нелинейного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488845
Дата охранного документа: 27.07.2013
10.09.2013
№216.012.686e

Затвор люка камеры

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при проектировании крупногабаритных камер высокого давления для испытания в них изделий. Затвор люка камеры содержит герметично установленную на люке камеры крышку, имеющую глубокую заходную часть и связанную с размещенным извне...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492381
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.09.2013
№216.012.688d

Складываемая аэродинамическая поверхность

Изобретение относится к области ракетной техники и, в частности к конструкциям складываемых аэродинамических поверхностей, находящихся под воздействием сильных аэродинамических возмущений. Складываемая аэродинамическая поверхность содержит основание и шарнирно соединенную с ним поворотную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492412
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.10.2013
№216.012.740f

Контактный датчик

Изобретение относится к военной технике, в частности к средствам инициирования. Контактный датчик содержит два кольца, опорное и рабочее, установленных соосно и скрепленных между собой. На основании опорного кольца размещен кольцевой чувствительный элемент, а рабочее кольцо оснащено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495368
Дата охранного документа: 10.10.2013
10.10.2013
№216.012.74a5

Двухдиапазонная микрополосковая антенна круговой поляризации

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам, а именно к бортовым антеннам спутниковой навигации. Техническим результатом является создание малогабаритной микрополосковой двухдиапазонной антенны с круговой поляризацией, пригодной для работы с одиовходовым приемником. Двухдиапазонная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495518
Дата охранного документа: 10.10.2013
20.11.2013
№216.012.8345

Сцинтилляционный материал на основе zno-керамики, способ его получения и сцинтиллятор

Использование: для регистрации различных видов ионизирующих излучений, в том числе альфа-частиц, в ядерной физике для контроля доз и спектрометрии указанных излучений, в космической технике, медицине, в устройствах, обеспечивающих контроль, в промышленности. Сущность изобретения заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499281
Дата охранного документа: 20.11.2013
10.12.2013
№216.012.884d

Устройство фиксации сложенных аэродинамических поверхностей летательного аппарата

Изобретение относится к средствам фиксации складывающихся аэродинамических поверхностей летательного аппарата. Устройство фиксации сложенных аэродинамических поверхностей летательного аппарата содержит узел, обеспечивающий прилегание аэродинамических поверхностей к корпусу летательному...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500575
Дата охранного документа: 10.12.2013
Показаны записи 1-10 из 15.
27.01.2013
№216.012.20c9

Ультразвуковой способ контроля плотности в процессе эксплуатации деталей из высоконаполненных композитных материалов на основе октогена

Использование: для ультразвукового контроля плотности в процессе эксплуатации деталей из высоконаполненных композитных материалов на основе октогена. Сущность: заключается в том, что возбуждают ультразвуковые волны в заданной зоне исследуемой детали с известной начальной плотностью ρ, измеряют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473894
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.07.2013
№216.012.5401

Способ изготовления смесевого взрывчатого вещества для сварки взрывом и смесевое взрывчатое вещество

Изобретение относится области производства взрывчатых веществ (ВВ), а именно производства смесевых взрывчатых веществ, используемых для сварки взрывом. Способ изготовления смесевого ВВ для сварки взрывом включает подготовку и смешение компонентов ВВ, при этом перед смешением взрывчатый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487108
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.05.2014
№216.012.c241

Способ получения антоцианового красителя из выжимок темных сортов ягод

Изобретение может быть использовано в пищевой промышленности для производства натуральных антоциановых красителей. Способ получения антоцианового красителя из выжимок темных сортов ягод включает смешивание высушенного и измельченного сырья с экстрагентом - смесь воды и глицерина, взятых в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515478
Дата охранного документа: 10.05.2014
10.04.2016
№216.015.2faf

Способ инициирования светочувствительного взрывчатого вещества световым импульсом лазерного излучения

Способ инициирования светочувствительного взрывчатого вещества световым импульсом лазерного излучения может использоваться в области физики взрыва, методов и средств неконтактного подрыва промышленных взрывчатых веществ (ВВ). Способ включает формирование светового импульса лазерного излучения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580333
Дата охранного документа: 10.04.2016
27.04.2016
№216.015.37e4

Способ получения тонкослойных зарядов взрывчатых веществ

Изобретение относится к способу получения зарядов взрывчатых веществ и может быть использовано для получения тонкослойных зарядов из ВВ для различных целей: систем передачи детонации, устройств взрывной логики и др. Способ получения тонкослойных зарядов взрывчатых веществ включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002582705
Дата охранного документа: 27.04.2016
10.07.2016
№216.015.4a6d

Способ оценки совместимости взрывчатых веществ с конструкционными материалами и устройство для его реализации

Группа изобретений относится к исследованию изменения свойств взрывчатых веществ (ВВ) с помощью воздействия тепловых средств, а также закономерностей процессов термического разложения ВВ в присутствии конструкционных материалов. В способе оценки совместимости взрывчатых веществ с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002589708
Дата охранного документа: 10.07.2016
25.08.2017
№217.015.be34

Способ получения смесевого пластичного взрывчатого вещества

Изобретение относится к области производства взрывчатых веществ и может быть использовано для получения пластичных ВВ с уменьшенными критическими размерами детонации, применяющихся для изготовления малогабаритных взрывных устройств различного назначения. Описан способ получения смесевого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616729
Дата охранного документа: 18.04.2017
26.08.2017
№217.015.da46

Способ определения параметров взрывчатого превращения

Изобретение относится к области исследования реакционной способности взрывчатых веществ (ВВ) с помощью воздействия тепловых средств, а именно определения времени до начала самоподдерживающейся реакции и может быть использовано для определения прямым экспериментальным путем критических условий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623827
Дата охранного документа: 29.06.2017
29.12.2017
№217.015.f34d

Способ изготовления термостойких светочувствительных взрывчатых составов и светодетонатор на их основе

Изобретение относится к светочувствительному взрывчатому составу (СВС) для снаряжения средств инициирования. Для получения светочувствительного взрывчатого состава с высокой селективной чувствительностью к импульсному лазерному излучению и одновременно высокой взрыво- и пожаро- безопасностью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002637016
Дата охранного документа: 29.11.2017
18.05.2019
№219.017.5728

Смесевое взрывчатое вещество

Изобретение относится к взрывчатым веществам (ВВ). Предложено смесевое ВВ для сварки взрывом, содержащее порошкообразный ТЭН или октоген, или гексоген (30-70 об.%) и наполнитель в виде бикарбоната натрия (остальное). Изобретение обеспечивает качественную сварку взрывом тонколистовых изделий или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002384551
Дата охранного документа: 20.03.2010
+ добавить свой РИД