Критерии инициирования взрывного разложения композитов на основе ТЭНА и наночастиц металлов миллисекундным импульсом

Реферат 3
ВВЕДЕНИЕ 5
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 8
1.1. Характеристика ТЭНа 9
1.2. Методика синтеза ТЭНа 12
1.2.1 Одностадийный способ 13
1.2.2. Двухстадийный способ 15
1.2.3. Методика лабораторного синтеза чистого ТЭНа 17
1.3 Источники инициирования. 18
1.4. Лазерное инициирование образцов ТЭНа и его композитов 21
ГЛАВА 2. 22
2.1 Микроочаговая модель с лазерным импульсом 22
2.2 Микроочаговая модель с лазерным импульсом прямоугольной формы 25
2.3 Методика расчета 28
ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 30
3.1 Длительность импульса 100 мкс 30
РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 41
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 42

Весь текст будет доступен после покупки

Взрывчатые вещества (ВВ) широко используются в горнодобывающей промышленности, строительстве многих других отраслях производства, военном деле и отказ от их применения в настоящее время невозможен. Использование взрывных процессов проявляется в удешевлении и значительном сокращении длительности вскрышных и проходческих работ. В тоже время несанкционированные взрывы ВВ при их эксплуатации, хранении и транспортировке представляют очень большую угрозу. Кроме того, использование в капсюлях детонаторов инициирующих ВВ делает склады вооружения легкой мишенью террористов. Несанкционированные взрывы в промышленности и армии ежегодно сопровождаются многочисленными человеческими жертвами. Поэтому актуальной практической задачей является разработка и оптимизация нового поколения безопасных детонаторов на основе вторичных ВВ, селективно чувствительных к инициирующему воздействию и инертного к нагреванию, удару и электромагнитным наводкам. Работа направлена на расчет критериев инициирования химического разложения энергетических материалов, содержащих светопоглощающие наночастицы, лазерным импульсом прямоугольной формы длительностью 100 мкс, 1 мс.
Актуальной практической задачей является разработка и оптимизация нового поколения безопасных детонаторов на основе вторичных взрывчатых веществ, в том числе пентаэритрита тетранитрата (ТЭНа) сенсибилизированного наночастицами алюминия, использующих импульсы относительно большой длительности. Ранее [1] исследовались закономерности инициирования взрывного разложения ТЭНа наносекундными импульсами, но сейчас разработаны миллисекундные мощные лазеры, которые можно использовать для создания оптического детонатора. Работа направлена на расчет критериев инициирования химического разложения энергетических материалов, содержащих светопоглощающие наночастицы алюминия, лазерным импульсом прямоугольной формы длительностью 100 мкс, а также проведение сравнительного анализа результатов моделирования инициирования химического разложения энергетических материалов, лазерными импульсами наносекундной и миллисекундной длительности.

Весь текст будет доступен после покупки

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Исследование процессов импульсного нагревания композитов на основе прозрачных матриц и наночастиц различных металлов актуально в настоящее время. Такого вида материалы используются в нелинейной оптике, а именно в переключающих элементах [1,2], оптических детонаторах [3,4], медицине (гипертермической терапии рака) [5], а также в других сферах. В результате воздействия на наночастицы лазерного импульсного излучения, происходит нагревание, что может инициировать и ряд других важных процессов в матрице материала.
Возникающие при нагревании термоупругие напряжения, в некоторых случаях, могут вызвать деградацию физических свойств материала, что, в процессе эксплуатации испытывающих устройств, нежелательно. С другой стороны, при оптимизации составов капсюлей для оптических детонаторов основным параметром выступает минимизация критической плотности [3,4] для чего необходимо увеличить эффективность нагревания.
На сегодняшний день существует достаточно большой массив данных, демонстрирующий принципиальную возможность прямого подрыва низкочувствительных энергетических материалов лазерным излучением, как чистых, так и композитных составов. Однако большая часть исследователей использует в своей работе источники лазерного излучения с достаточно большой мощностью (>106 Вт), что ставит вопрос о реализуемости изложенных подходов в реальных схемах фотодетонаторов, в связи с ограничениями, накладываемыми оптической прочностью световодов [4], в особенности при необходимости разветвления оптического сигнала.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Каленский, А. В. Критические условия инициирования реакции в тэне при лазерном нагреве светопоглощающих наночастиц / А. В. Каленский, Н. В. Газенаур, А. А. Звеков, А. П. Никитин // Физика горения и взрыва. 2017. Т. 53. № 2. С. 107-117.
2. Beilstein ,J Nanotechnol Structure and mechanism of the formation of core–shell nanoparticles obtained through a one-step gas-phase synthesis by electron beam evaporation[Электронный ресурс] / J Nanotechnol Beilstein. - Published online 2015. - 6: 874–880 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4419578/ (Дата обращения: 20.04.2022).
3. Гусев, А.И. Наноматериалы, наноструктура, нанотехнологии/ А.И. Гусев.- М.: Физматлит. - 2005.
4. Nanoparticles Types, Properties and [Электронный ресурс]. - https://www.nanowerk.com/what_are_synthetic_nanoparticles.php (Дата обращения: 25.04.2022).
5. Рудаковская, П.Г. Синтез наночастиц магнетит–золото, имеющих структуру типа ядро–оболочка / П.Г. Рудаковская, Е.К. Белоглазкина, А.Г. Мажуга, Н.Л. Клячко, А.В. Кабанов, Н.В. Зык // Вестник Московского Университета. Серия 2: Химия. – 2015. – Т.56. – №3. – С. 181-189.
6. Баскаков, А.Р. Структурные, магнитные и электронные свойства нанокомпозитов типа «ядро – оболочка» на основе оксидов и карбидов 35 железа: дис. … канд. физ.-мат. наук: 01.04.07 Физика конденсированного состояния: 2019 / А.О. Баскаков. – М., 2019. – 20 с.
7. Wang, Z. Strong metal–support interaction in novel core–shell Au–CeO2 nanostructures induced by different pretreatment atmospheres and its influence on CO oxidation / Z. Wang, F. Huifen, Z. Tian, D. Han, F. Gu // Nanoscale. – Beijing, 2016. –№8. – P. 5865–5872.
8. Tiwari, A. A comprehensive study of synthesis and applications of core/shell nanoparticles [Электронный ресурс] / Anju Tiwari , A. K. Tripathi , P. Khare// International Journal of Engineering, Science and Technology -2021. -Vol. file:///C:/Users/User12/Desktop/Downloads/210274-Article%20Text-521572-1-10-20210709%20(2).pdf (дата обращения: 10.02.2022).
9. Kumar, K.S. Recent Advancement in Functional Core–Shell Nanoparticles of Polymers: Synthesis, Physical Properties, and Applications in Medical Biotechnology[Текст] / K. S. Kumar, V. B. Kumar, P. Paik // Journal of Nanoparticles. – Hindawi Publishing Corporation. –2013. – Vol. 2013. –P. 24.
10. Chaudhuri, R.G.; Paria, S. Core/Shell Nanoparticles: Classes, Properties, Synthesis Mechanisms,Characterization, and Applications. Chem. Rev. 2012,112, 2373–2433, doi:10.1021/cr100449n.

Весь текст будет доступен после покупки