Tài liệu Nghiên cứu ảnh hưởng của bột nhôm đến nhiệt lượng nổ của thuốc nổ hỗn hợp - Nguyễn Văn Khương: Nghiên cứu khoa học cơng nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 60, 4 - 2019 147
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA BỘT NHƠM
ĐẾN NHIỆT LƯỢNG NỔ CỦA THUỐC NỔ HỖN HỢP
Nguyễn Văn Khương1*, Ngơ Văn Giao2, Nguyễn Trần Hùng3
Tĩm tắt: Bài báo này trình bày một số kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của hàm
lượng, kích thước bột nhơm (Al) tới nhiệt lượng nổ của thuốc nổ hỗn hợp chứa
Hexogen (RDX), trinitro toluen (TNT), bột Al và chất thuần hĩa khi đo trên thiết bị
đo nhiệt lượng nổ DCA-5. Kết quả nghiên cứu cho thấy, nhiệt lượng nổ của thuốc
nổ tăng khi tăng hàm lượng Al đồng thời giảm hàm lượng TNT. Kích thước hạt của
Al khác nhau (trung bình 1,0 µm; 5,0 µm; 10,0 µm và 30,0 µm) ảnh hưởng khơng
đáng kể đến nhiệt lượng nổ của thuốc nổ. Nhiệt lượng nổ của thuốc nổ hỗn hợp trên
thay đổi tỷ lệ thuận với cân bằng oxy (Kb) và tỷ lệ Al/O.
Từ khĩa: Thuốc nổ hỗn hợp; Nhiệt lượng nổ; Hexogen; Trinitro toluen; Nhơm; Chất thuần hĩa.
1. MỞ ĐẦU
Các loại thuốc nổ RDX, octogen (HMX), pentrit (...
7 trang |
Chia sẻ: quangot475 | Lượt xem: 543 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Nghiên cứu ảnh hưởng của bột nhôm đến nhiệt lượng nổ của thuốc nổ hỗn hợp - Nguyễn Văn Khương, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Nghiên cứu khoa học cơng nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 60, 4 - 2019 147
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA BỘT NHƠM
ĐẾN NHIỆT LƯỢNG NỔ CỦA THUỐC NỔ HỖN HỢP
Nguyễn Văn Khương1*, Ngơ Văn Giao2, Nguyễn Trần Hùng3
Tĩm tắt: Bài báo này trình bày một số kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của hàm
lượng, kích thước bột nhơm (Al) tới nhiệt lượng nổ của thuốc nổ hỗn hợp chứa
Hexogen (RDX), trinitro toluen (TNT), bột Al và chất thuần hĩa khi đo trên thiết bị
đo nhiệt lượng nổ DCA-5. Kết quả nghiên cứu cho thấy, nhiệt lượng nổ của thuốc
nổ tăng khi tăng hàm lượng Al đồng thời giảm hàm lượng TNT. Kích thước hạt của
Al khác nhau (trung bình 1,0 µm; 5,0 µm; 10,0 µm và 30,0 µm) ảnh hưởng khơng
đáng kể đến nhiệt lượng nổ của thuốc nổ. Nhiệt lượng nổ của thuốc nổ hỗn hợp trên
thay đổi tỷ lệ thuận với cân bằng oxy (Kb) và tỷ lệ Al/O.
Từ khĩa: Thuốc nổ hỗn hợp; Nhiệt lượng nổ; Hexogen; Trinitro toluen; Nhơm; Chất thuần hĩa.
1. MỞ ĐẦU
Các loại thuốc nổ RDX, octogen (HMX), pentrit (PETN),... là những thuốc nổ mạnh
điển hình, đặc trưng của chúng là cĩ nhiệt lượng nổ lớn, tốc độ nổ cao, khả năng sinh cơng
lớn, sức đập vụn cao. Tuy nhiên, các loại thuốc nổ này thường nhạy nổ với các xung kích
thích, khả năng chịu nén kém và cĩ khả năng bị phân hủy trước khi nĩng chảy, nên hầu
như khơng được sử dụng ở dạng thuốc nổ đơn, mà thường được sử dụng ở dạng hỗn hợp
với một thuốc nổ cĩ tính cơng nghệ như TNT, hoặc sử dụng ở dạng thuốc nổ thuần hĩa,
v.v...
Để cải thiện các đặc tính của thuốc nổ, bột kim loại được thêm vào và đĩng vai trị là
chất cháy, sẽ tỏa ra lượng nhiệt rất lớn khi cháy, làm cho nhiệt lượng nổ thu được rất lớn
và nhiệt độ của sản phẩm nổ rất cao. Các thuốc nổ khi được thêm kim loại cịn được gọi là
thuốc nổ chứa kim loại, các kim loại được sử dụng cĩ thể là berili (Be), boron (Bo), liti
(Li), nhơm (Al), magie (Mg), kẽm (Zn), silic (Si), hoặc cĩ thể là hợp kim sắt – silic (Fe-
Si), nhơm – silic (Al-Si). Mg và Zn dễ dàng bị oxy hĩa và cĩ khả năng bị oxy hĩa khi bảo
quản hỗn hợp chứa chúng nên khơng được sử dụng trong quân sự, cịn các hợp kim với
silic khĩ cháy và kém hiệu quả. Chính vì thế, bột Al thường được sử dụng phổ biến hơn cả
nhờ giá thành rẻ và tính hữu ích của nĩ [1, 2].
Loại thuốc nổ điển hình gồm RDX,TNT và Al đã được Nga nghiên cứu sử dụng ký
hiệu là ТГА-16 cĩ hàm lượng RDX/TNT/Al là 24/60/16 %KL. Tuy nhiên loại thuốc nổ
nhạy với xung va đập, cĩ thể gây mất an tồn trong quá trình nhồi nạp vào đầu đạn, vì thế
chúng thường đưa thêm từ 5 %KL đến 8%KL xerezin hoặc hỗn hợp D2 (84 %KL
paraphin, 14 %KL Nitroxenlulo, 2 %KL Lecitin) đĩng vai trị là chất thuần hĩa để thuốc
nổ cĩ độ nhạy phù hợp. Một số loại thuốc nổ chứa 4 thành phần được sử dụng tại Nga như
ТГАФ-5М (RDX/TNT/Al/Xerezin là 59/19/17/5 %KL); thuốc nổ MC
(RDX/TNT/Al/Xerezin là 57/19/17/7 %KL); thuốc nổ MC-2 (RDX/TNT/Al/Xerezin là
46,8/21/27/5,2 %KL); tại Mỹ như thuốc nổ HBX-1 (RDX/TNT/Al/D2 là 40/38/17/5
%KL); thuốc nổ HBX-3 (RDX/TNT/Al/D2 là 31/29/35/5 %KL) [3].
Trong số các đặc tính nổ cháy của thuốc nổ, nhiệt lượng nổ là một trong những đặc
trưng quan trọng, quyết định đến hiệu quả nổ, hiệu quả tiêu diệt và phá hủy mục tiêu của
vũ khí. Từ lâu, các nước trên thế giới đã nghiên cứu bổ sung Al vào trong thành phần của
thuốc nổ để đánh giá hiệu quả về nhiệt lượng nổ, hiệu suất nổ, khả năng sinh cơng [4-7].
Tuy nhiên các nghiên cứu về ảnh hưởng của hàm lượng và kích thước bột Al đến nhiệt
lượng nổ của thuốc nổ hỗn hợp 4 thành phần hầu như chưa được cơng bố, do tính bản
quyền và bí mật quân sự của các nước.
Hĩa học & Kỹ thuật mơi trường
N. V. Khương, N. V. Giao, N. T. Hùng, “Nghiên cứu ảnh hưởng thuốc nổ hỗn hợp.” 148
Tùy thuộc vào Kb của thuốc nổ mà hướng của phản ứng chuyển hĩa nổ cĩ thể khác
nhau. Nếu Kb của thuốc nổ bằng khơng hoặc dương, thì hướng của phản ứng chuyển hố
nổ tuân thủ nguyên tắc nhiệt toả ra cực đại: sản phẩm nổ chủ yếu là các sản phẩm của quá
trình oxy hố hồn tồn các nguyên tố cháy (CO2, H2O, Al2O3) và khí O2, N2.
Nếu trong các loại thuốc nổ cĩ Kb âm, sự phân hủy nổ sẽ tuân theo nguyên tắc
Kistiakowky-Wilson (với Kb > -40%), nguyên tắc Kistiakowky-Wilson sửa đổi hoặc
nguyên tắc Springall Robert (với Kb < -40%) [2, 8], tạo thành các sản phẩm như CO, CO2,
C, H2, H2O, N2. Sau đĩ Al tham gia vào các phản ứng thứ cấp (phản ứng cháy) với sản
phẩm nổ chứa oxy tạo ra tại giai đoạn phân hủy đầu tiên (CO2, CO, H2O) sau khi quá trình
nổ kết thúc. Các phản ứng oxy hĩa Al diễn ra ngồi vùng nổ, đầu tiên Al tham gia phản
ứng ngay với khí CO2 theo phương trình (1):
KCalOAlCOAlCO 197323 322
(1)
Nhiệt tỏa ra của phản ứng này rất lớn và đĩng gĩp vào cân bằng nhiệt nĩi chung. Cĩ
một nghịch lý khi thêm Al vào thuốc nổ, là làm giảm lượng lớn sản phẩm khí do Al tác
dụng với khí CO tạo thành các chất rắn theo phương trình:
KCalOAlCAlCO 321323 32
(2)
Tuy nhiên, dưới áp suất cao khi nổ, khí CO phân hủy một phần thành khí CO2 và C. Al
phản ứng với khí CO2 theo phương trình (1) và nước theo phương trình:
KCalOAlHAlOH 227323 3222
(3)
Ngồi tác dụng với các sản phẩm chứa oxy, khi ở nhiệt độ cao (trên 840 oC) Al cĩ thể
phản ứng với khí N2 tạo thành nhơm nitride (AlN) theo phương trình:
KCalAlNAlN 151222
(4)
Nhờ cĩ nhiệt lượng bổ sung từ các phản ứng oxy hĩa Al nêu trên mà cơng giãn nở đoạn
nhiệt của sản phẩm nổ (cơng phá hủy) tăng lên và kéo dài thời gian tác dụng của xung nổ
[9], làm cho tác dụng nổ nĩi chung của hệ tăng lên.
Như vậy, việc bổ sung Al vào thành phần của thuốc nổ về lý thuyết sẽ làm tăng nhiệt
lượng nổ, làm giảm thể tích khí và thay đổi thành phần sản phẩm khí của quá trình nổ. Các
kết quả nghiên cứu trình bày trong bài báo này gĩp phần đánh giá mức độ ảnh hưởng của
hàm lượng theo khối lượng (12%KL; 17%KL; 22%KL và 27%KL) và kích thước bột Al
(trung bình 1,0 µm; 5,0 µm, 10,0 µm và 30,0 µm) đến nhiệt lượng nổ của thuốc nổ hỗn
hợp chứa RDX, TNT, bột Al và chất thuần hĩa. Kết hợp với kết quả nghiên cứu đặc tính
nổ cháy khác, như thể tích sản phẩm khí, tốc độ nổ, khả năng sinh cơng, sức nén trụ chì, áp
suất nổ... và tham số cơng nghệ chế tạo sẽ định hướng cho việc lựa chọn thành phần và
điều kiện cơng nghệ phù hợp khi sản xuất thuốc nổ hỗn hợp sử dụng trong ngư lơi CЭT-
40У dùng cho lực lượng Hải quân hoặc các loại bom ФАБ-500M62, ОФАБ-250ШН dùng
cho lực lượng Phịng khơng Khơng quân.
2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là nhiệt lượng nổ của thuốc nổ hỗn hợp chứa RDX, TNT, bột Al
và chất thuần hĩa là xerezin (C45H92). Trong đĩ, hàm lượng RDX được giữ cố định 40
%KL, hàm lượng chất thuần hĩa được giữ cố định 5 %KL. Hàm lượng Al thay đổi từ 12
%KL đến 27 %KL, đồng thời hàm lượng TNT thay đổi từ 43 %KL đến 28 %KL để đảm
bảo tổng hàm lượng các thành phần là 100%. Al được sử dụng cĩ dạng hình cầu với kính
thước hạt trung bình 1,0 µm; 5,0 µm; 10,0 µm và 30,0 µm.
Nghiên cứu khoa học cơng nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 60, 4 - 2019 149
2.2. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp chế tạo thuốc nổ hỗn hợp: thuốc nổ được chế tạo trên thiết bị trộn cĩ các
cánh khuấy di chuyển theo nguyên lý hành tinh, được gia nhiệt gián tiếp bằng nước nĩng
tuần hồn. Thứ tự phối trộn các thành phần như sau: cấp thuốc nổ TNT vào thùng trộn đã
được gia nhiệt ở (95-96) oC, khuấy trộn đến khi TNT nĩng chảy hồn tồn, lần lượt cấp
RDX và bột Al, vừa cấp liệu vừa khuấy trộn, cuối cùng cấp chất thuần hĩa. Duy trì nhiệt
độ và khuấy trộn liên tục, khi hỗn hợp đồng nhất thì giảm nhiệt độ đến nhiệt độ thực
nghiệm thấp nhất mà tại đĩ hầu như TNT và chất thuần hĩa ở dạng lỏng, dừng khuấy và
tiến hành đúc thuốc nổ.
- Tính tốn cơng thức phân tử giả định của thuốc nổ hỗn hợp: giả sử chất nổ tạo thành
từ k cấu tử, cơng thức phân tử của các cấu tử này cĩ dạng: Ca1Hb1Oc1Nd1Ale1 đối với cấu tử
thứ nhất, Ca2Hb2Oc2Nd2Ale2 - đối với cấu tử thứ hai v.v Hàm lượng phần trăm (theo khối
lượng) của các cấu tử trong hệ là: 1, 2, 3, , k.
Coi một trong số các cấu tử của hệ (ví dụ, cấu tử thứ nhất) là chất cơ bản, ta đặt số mol
của nĩ trong hệ bằng N1 = 1. Khi đĩ, số mol của một cấu tử bất kỳ khác Ni (i = 2,3,,k)
được tính trên cơ sở 1 mol chất cơ bản trong hệ đĩ sẽ được tính theo cơng thức:
trong đĩ: Mi – phân tử khối của cấu tử thứ i.
Các hệ số a, b, c, d, e trong cơng thức phân tử giả định của chất nổ đa cấu tử được tính
theo các cơng thức sau:
;/
1 1
k
i
k
i
iii NNaa
(6)
;/
1 1
k
i
k
i
iii NNbb (7)
;/
1 1
k
i
k
i
iii NNcc
(8)
;/
1 1
k
i
k
i
iii NNdd
(9)
;/
1 1
k
i
k
i
iii NNee (10)
Phân tử khối giả định (M) của hệ đa cấu tử cĩ thể tính theo cơng thức:
k
i
i
iMM
1 100
(11)
Sau khi tính được các hệ số a, b, c, d, e và M, Kb được tính theo cơng thức sau:
%100.
16.)
2
3
2
2(
M
eb
ac
Kb
(12)
Trong đĩ a, b, c, d, e lần lượt là số nguyên tử gam của cacbon, hidro, oxy, nitơ và Al
tương ứng trong 1 mol chất.
i
i
i
M
M
N
1
1 (5)
Hĩa học & Kỹ thuật mơi trường
N. V. Khương, N. V. Giao, N. T. Hùng, “Nghiên cứu ảnh hưởng thuốc nổ hỗn hợp.” 150
- Phương pháp tạo mẫu đo nhiệt lượng nổ: mẫu thuốc nổ được nghiền và sàng rây trong
phịng cĩ độ ẩm dưới 65 %RH, mẫu cĩ kích thước dưới sàng 0,3 mm được sấy chân khơng
ở (50±2) oC trong khoảng 2 giờ, đặt trong bình hút ẩm khoảng 30 phút trước khi xác định
khối lượng cho cơng đoạn nén. Khối lượng mỗi mẫu thử nghiệm (25,00 ± 0,01) g được
nén ép vào ống hình trụ bằng đồng Ø30 ± 0,5 mm ở mật độ (1,2 ± 0,1) g/cm3.
- Phương pháp đo nhiệt lượng nổ: nhiệt lượng nổ của thuốc nổ được xác định dựa trên
sự biến đổi nhiệt độ của nước trong bom nhiệt lượng trước và sau khi nổ khối thuốc nổ.
Quá trình thử nghiệm được tiến hành trên thiết bị đo nhiệt lượng nổ chuyên dụng (ký hiệu
DCA-5) trong mơi trường khí nitơ (ở 25±1 bar) tại Bộ mơn Thuốc phĩng Thuốc nổ/ Khoa
Vũ Khí/ Học viện Kỹ thuật Quân sự (Sơ đồ thiết bị DCA-5 được thể hiện trong hình 1).
Khối lượng mẫu thuốc nổ mỗi lần thử nghiệm là 25,0 g. Sử dụng kíp nổ điện vi sai hầm lị
vỏ đồng số 6 để kích nổ khối thuốc.
2.3. Vật tư, hĩa chất
Thuốc nổ TNT dạng vảy màu vàng, đồng nhất, cĩ nhiệt độ đơng đặc là 80,2 oC, được
mua từ Nhà máy X; thuốc nổ RDX hạng hạt màu trắng, cĩ nhiệt độ nĩng chảy 202,6 oC,
được mua từ nhà máy Y; bột nhơm hình cầu, độ tinh khiết khơng nhỏ hơn 99,5% (Mỹ) cĩ
kích thước hạt trung bình là 1,0 µm; 5,0 µm; 10,0 µm và 30,0 µm; xerezin (Trung Quốc)
cĩ nhiệt độ nĩng chảy khoảng 80 oC.
2.4. Thiết bị và dụng cụ
Thiết bị chính: thiết bị cĩ các cánh khuấy di chuyển theo nguyên lý hành tinh, được gia
nhiệt tuần hồn nước nĩng dùng để chế tạo thuốc nổ tại Viện Thuốc phĩng Thuốc nổ
(được chế tạo tại Việt Nam); Thiết bị đo nhiệt lượng nổ DCA-5 tại Học Viện Kỹ thuật
Quân sự (hãng OZM - Cộng hịa SEC) kèm bình khí nitơ.
Thiết bị, dụng cụ phụ trợ:
Trong đĩ:
1. Bom nhiệt lượng DCA-5;
2. Bàn đo và chậu đo nhiệt lượng;
3. Tay máy;
4. Hệ thống điều khiển, giám sát.
Hình 1. Thiết bị đo nhiệt lượng nổ DCA-5.
- Sàng đồng: kích thước danh nghĩa mắt sàng 0,3 mm.
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Tính tốn cơng thức phân tử giả định, Kb và tỷ lệ Al/O cho các đơn thuốc nổ hỗn hợp
nghiên cứu được trình bày trong bảng 1. Kết quả ở bảng 1 cho thấy, khi tăng hàm lượng Al
(từ 12 %KL đến 27 %KL), trong khi giữ nguyên hàm lượng RDX (40 %KL) và chất thuần
hĩa (5 %KL), đồng thời giảm hàm lượng TNT (từ 43 %KL về 28 %KL) dẫn đến tăng tỷ lệ
Al/O và Kb.
1
2
3
4
Nghiên cứu khoa học cơng nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 60, 4 - 2019 151
Bảng 1. Cơng thức phân tử giả định của thuốc nổ hỗn hợp chứa Al.
Đơn
số
Hàm lượng, %KL
Kb Al/O
Cơng thức phân tử
giả định RDX TNT Al Xerezin
1 40 28 27 5 -81,49 0,453 C14,1H19,3O14,5N11,5Al7,9
2 40 33 22 5 -86,74 0,412 C13,0H17,1O13,2N10,2Al5,5
3 40 38 17 5 -91,97 0,298 C12,2H15,5O12,3N9,3Al3,7
4 40 43 12 5 -97,18 0,198 C11,6H14,3O11,6N8,6Al2,3
Thuốc nổ RDX cĩ các đặc trưng năng lượng nổ cháy mạnh hơn so với thuốc nổ TNT,
nên các mẫu nghiên cứu được thiết kế giữ nguyên hàm lượng RDX, thay đổi hàm lượng Al
và TNT đảm bảo phù hợp với điều kiện cơng nghệ chế tạo, hỗn hợp thuốc nổ cĩ độ nhớt
thích hợp khi đúc rĩt, đồng thời vẫn đảm bảo các chỉ tiêu nổ cháy khác.
Kết quả thử nghiệm xác định nhiệt lượng nổ của mẫu khi thay đổi hàm lượng Al và
kích thước bột Al, được trình bày trong bảng 2.
Bảng 2. Ảnh hưởng của hàm lượng và kích thước Al đến nhiệt lượng nổ.
Đơn số
Nhiệt lượng nổ, Kcal/kg
Al 1,0 µm Al 5,0 µm Al 10,0 µm Al 30,0 µm
1 1518,4 1512,5 1536,3 1494,7
2 1385,1 1389,9 1411,6 1381,6
3 1258,4 1247,1 1269,3 1245,8
4 1102,2 1085,4 1091,4 1064,7
Từ kết quả thử nghiệm trong bảng 2 cĩ thể biểu diễn dưới dạng đồ thị về sự phụ thuộc
của nhiệt lượng nổ theo hàm lượng và kích thước bột Al như trong hình 2 và hình 3.
Kết quả nghiên cứu cho thấy, khi tăng hàm lượng Al đồng thời giảm hàm lượng
TNT (tương ứng với tăng tỷ lệ Al/O và Kb) sẽ làm tăng nhiệt lượng nổ của thuốc nổ.
Điều này được lý giải là do Al tham gia phản ứng thứ cấp với các sản phẩm nổ như CO2,
CO, H2O và N2 theo các phương trình phản ứng 2, 3, 4 và 5. Lượng nhiệt tỏa ra của các
phản ứng này phụ thuộc vào lượng Al cĩ trong hệ, nhiệt lượng của các phản ứng oxy
hĩa Al lớn hơn so với nhiệt lượng của phần thuốc nổ TNT bị thay thế sinh ra, lượng
nhiệt đĩ đĩng gĩp chung và nhiệt lượng của cả hệ và làm cho nhiệt lượng nổ của cả hệ
tăng lên. Như vậy, nhiệt lượng nổ của thuốc nổ hỗn hợp trên thay đổi tỷ lệ thuận với tỷ
lệ Al/O và Kb.
Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy, bột Al cĩ kích thước hạt trung bình khác nhau
gây ảnh hưởng khơng đáng kể đến nhiệt lượng nổ của thuốc nổ. Trong số đĩ, bột Al
10,0 µm cho giá trị nhiệt lượng nổ lớn hơn so với các loại Al cịn lại, đặc biệt là Al
30,0 µm. Cĩ thể do ở điều kiện nhiệt độ cao và áp suất cao khi nổ, phần Al nhận
nhiệt từ các phản ứng phân hủy thứ nhất sẽ bị nĩng chảy, thậm chí bay hơi và phân
tán cùng khí nổ, chúng tham gia phản ứng oxy hĩa với các sản phẩm khí nổ như
CO2, CO, H2O và N2.
Trong điều kiện phản ứng biến đổi nổ diễn ra rất nhanh, nhiệt độ độ nổ rất lớn nhưng
mức độ suy giảm nhiệt độ nhanh nên phần Al bị hĩa lỏng hoặc hĩa hơi trong Al 30,0 µm
Hĩa học & Kỹ thuật mơi trường
N. V. Khương, N. V. Giao, N. T. Hùng, “Nghiên cứu ảnh hưởng thuốc nổ hỗn hợp.” 152
ít hơn và phần Al ở dạng rắn nhiều hơn so với Al kích thước hạt mịn, so với Al lỏng hoặc
hơi thì phần Al rắn khĩ tham gia phản ứng oxy hĩa hơn, từ đĩ làm cho phần Al thực tế
tham gia phản ứng thứ cấp trong hạt Al thơ ít hơn trong hạt Al mịn.
Hình 2. Sự phụ thuộc của nhiệt lượng nổ vào hàm lượng bột Al.
Hình 3. Sự phụ thuộc của nhiệt lượng nổ vào kích thước bột Al.
4. KẾT LUẬN
Trong thuốc nổ hỗn hợp (chứa RDX, TNT, bột Al và chất thuần hĩa), hàm
lượng bột Al ảnh hưởng rõ rệt đến nhiệt lượng nổ của thuốc nổ, tăng hàm lượng Al
đồng thời giảm hàm lượng TNT sẽ làm tăng đáng kể nhiệt lượng nổ của thuốc nổ
hỗn hợp. Ở cùng một hàm lượng như nhau, kích thước bột Al ảnh hưởng khơng
đáng kể đến nhiệt lượng nổ của thuốc nổ. Nhiệt lượng nổ của thuốc nổ hỗn hợp
trên thay đổi tỷ lệ thuận với tỷ lệ Al/O và Kb. Kết quả của nghiên cứu này cĩ ý
nghĩa cho các ứng dụng thực tiễn khi lựa chọn thành phần phù hợp của bột nhơm
cho thuốc nổ hỗn hợp.
Nghiên cứu khoa học cơng nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 60, 4 - 2019 153
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Urbanski, "Chemistry and Technology of Explosives", vol. III: Pwn - polish
scietific publishers warszawa, (1964), pp. 266-272.
[2] J. Akhavan, "The chemistry of Explosives". RSC Publishing, (2015), pp. 77-80.
[3] "Пиросправка, Справочник по взрывчатым веществам, порохам и
пиротехническим составам", 6 ed.: Москва, (2012), p. 175.
[4] N. J. Zhou ZQ, Qin JF, et al, "Numerical simulations on effects of Al/O ratio
on performance of aluminized explosives", Explosives Shock Wave, vol. 35,
pp. 513–519, (2015).
[5] J. N. Qian Zhao, Qiushi Wang, Zhengqing Zhou and Qingjie Jiao, "Numerical and
experimental study on cyclotrimethylenetrinitramine aluminum explosives in
underwater explosions", Advances in Mechanical Engineering, vol. 8, pp. 1-10, (2016).
[6] J. F.Moxnes, et al., "Energetic measures of effectiveness of aluminized explosive",
Advanced Studies in Theoretical Physics, vol. 7, pp. 1051 - 1069, (2013).
[7] S. C. Waldemar A. Trzcin´ski, Leszek Szyman´czyk, "Studies of Detonation
Characteristics of Aluminum Enriched RDX Compositions", Propellants,
Explosives, Pyrotechnics 32, vol. 5, pp. 392-400, (2007).
[8] T. M. Klapưtke, "Chemistry of High Energy Materials", (2001), pp. 108-109.
[9] К. Д. Алферов, "Взрывчатые Вещества, Часть II, Инициирующие и
Бризантные ВВ": Пенза, (1965), pp. 103-108.
ABSTRACT
THE EFFECT OF CONTENTS AND PARTICLE SIZES OF ALUMINIUM POWDER
TO THE EXPLOSION CHARACTERISATIONS OF COMPOSITE EXPLOSIVES
This research reports investigation results carried out on Detonation calorimeter
(DCA-5) about the effect of the content and particle size of aluminium powder (Al)
to the heat of explosion of composite explosive containing Al, hexogen (RDX),
trinitrotoluene (TNT) and phlegmatizers. While increasing Al content and
decreasing TNT content causes a significant increase in heat of the explosion. The
average particle size of Al which varies from 1.0 µm, 5.0 µm, 10.0 µm and 30.0 µm
seems to affect to the heat of explosion unnoticeably. In addition, the heat of
explosion is proportional to oxygen balance (Kb) as well as Al/O ratios.
Keywords: Composite explosive; Heat of detonation; Hexogen; Trinitro toluene; Aluminium: Phlegmatizers.
Nhận bài ngày 25 tháng 12 năm 2018
Hồn thiện ngày 10 tháng 01 năm 2019
Chấp nhận đăng ngày 16 tháng 4 năm 2019
Địa chỉ: 1 Viện Thuốc phĩng Thuốc nổ/Tổng cục CNQP;
2 Cục Khoa học Quân sự/Bộ Quốc phịng ;
3 Viện Hĩa học Vật liệu/Viện Khoa học và Cơng nghệ quân sự.
* Email : khuonghvktqs@gmail.com.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- 18_khuong2_7751_2150313.pdf