ЮЖНО-СИБИРСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК

ISSN 2304-1943
ЭЛ № ФС 77 – 52804

Об издании Выпуски Выпуски за 2017 год Выпуск 4(20) - декабрь 2017 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ НАНОТЕРМИТА AL/CUO

1Download PDF

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ НАНОТЕРМИТА AL/CUO

В.В. Гордеев, М.В. Казутин, Н.В. Козырев
Ключевые слова:  нанотермит, взрывчатые свойства, ультразвуковое воздействие
Аннотация:

Среди известных подходов к изготовлению нанотермитных композиций способ ультразвукового смешения наноразмерных порошков в среде инертной жидкости отличается относительной простотой, безопасностью и применимостью в промышленной технологии. Вместе с тем, сведения о технологических параметрах ультразвукового смешения в доступной литературе ограничены описанием того или иного процесса и не несут информации об изменении свойств нанотермитов в зависимости от технологических параметров изготовления. Целью настоящей работы является поиск оптимальных режимов ультразвукового воздействия при изготовлении нанотермита Al/CuO в среде гексана. Суть исследований сводится к определению зависимостей взрывчатых характеристик смеси от интенсивности и продолжительности ультразвуковой обработки. Использовались и сравнивались два способа ультразвукового смешения: в первом смешение осуществлялось в стеклянном стакане, установленном на ультразвуковую баню (мощность источника ультразвуковых колебаний 50 Вт); во втором – в герметичном стальном стакане с помощью погружного источника ультразвуковых колебаний (выходная мощность генератора 120-400 Вт). Выявлен экстремальный характер зависимости силы взрыва от продолжительности обработки. Чем выше интенсивность ультразвукового воздействия, тем быстрее достигается максимальная сила взрыва и тем выше ее абсолютное значение, однако и тем быстрее происходит снижение ее с увеличением продолжительности обработки суспензии сверх оптимального периода. Предположено, что причины снижения взрывчатых свойств могут быть обусловлены избирательной коагуляцией частиц одного компонента, либо концентрацией частиц одного компонента вокруг частицы другого с образованием «защитной» оболочки. Оба этих процесса препятствуют межфазному взаимодействию компонентов нанотермита в процессе взрывчатого превращения. Определены режимы изготовления нанотермита Al/CuO, обеспечивающие наибольшую силу взрыва. 

DETERMINATION OF PREFERABLE ULTRASOUND TREATMENT PARAMETERS IN MAKING AL/CUO NANOTHERMITE

V.V. Gordeev, М.V. Kazutin, N.V. Kozyrev
Index terms:  nanothermite, explosive performance, ultrasound treatment
Abstract:

Among the known approaches to making nanothermite composites, the ultrasound-assisted mixing method for nanosized powders in an inert liquid is distinguished by a relative simplicity, safety, and applicability in commercial technology. Along with that, the details on ultrasound-assisted mixing process conditions available in the literature are confined to the description of one or another process and carry no information on the change in nanothermite properties as a function of manufacturing process parameters. This study was aimed at finding optimum conditions of the ultrasound treatment when fabricating an Al/CuO nanothermite in hexane. Here we determine the relationships between explosion performance of the mixture and ultrasound treatment intensity and time. We used and compared two methods of ultrasound mixing: in the first method, mixing was performed in a glass beaker mounted onto an ultrasonic bath (50 W ultrasonic source power); in the second method, mixing was carried out in a sealed steel beaker with the use of a submerged ultrasonic source ( 120-400 W output power). The relationship between the explosion power and the treatment time was found to be extreme. The higher the ultrasound treatment intensity, the faster the maximum explosion power was achieved and the higher its absolute magnitude was, albeit the faster the absolute magnitude was decreasing with increasing treatment time of the suspension beyond the optimum time period. It was speculated that the reasons behind the decreased explosion performance could be due to either the particles of one component selectively coagulating or due to the particle of one component concentrating around the particle of the other component to generate a protective sheath. These both processes impede the interfacial interaction between the nanothermite components during the explosive conversion. The fabrication conditions for the Al/CuO nanothermite to ensure the highest explosion power were identified.

  

Контакты

Россия, 659305, Алтайский край, г. Бийск, ул. Трофимова, 27, к. 404Б
Тел. +7-923-162-93-27 (ответственный секретарь - Голых Роман Николаевич)
e-mail: info@s-sibsb.ru

Contacts

Russia, 659305, Altai region, Biysk, Trofimova Street, 27, room 404B
Tel. + 7-923-162-93-27 (executive secretary - Golikh Roman Nikolayevich)
e-mail: info@s-sibsb.ru

Последний выпуск/ Current Issue

Свидетельство/ Certificate