Tính toán lượng bột nhôm cho thuốc nổ HMX thuần hóa - Đỗ Xuân Thanh

Hĩa học & Kỹ thuật mơi trường Đ.X.Thanh,, T. V. Phương, “Tính tốn lượng bột nhơm cho thuốc nổ HMX thuần hĩa.” 120 TÝNH TO¸N L¦ỵNG BéT NH¤M CHO THUèC Nỉ HMX THUÇN HãA ĐỖ XUÂN THANH*, CHU CHIẾN HỮU*, NGƠ VĂN GIAO**, NGUYỄN MẬU VƯƠNG**, TRẦN VĂN PHƯƠNG** Tĩm tắt: Bài báo trình bày kết quả tính tốn bán thực nghiệm cho thuốc nổ HMX thuần hĩa chứa 0-40 % Al và kết quả thực nghiệm đo nhiệt lượng nổ. Kết quả tính tốn cho thấy: nhiệt lượng nổ đạt giá trị lớn nhất ở khoảng 30% Al; thể tích sản phẩm khí giảm khi tăng hàm lượng nhơm; chỉ số khả năng sinh cơng đạt giá trị lớn nhất ở khoảng 20% Al; lực nổ của thuốc nổ chứa nhơm đều thấp hơn thuốc thuần hĩa khơng chứa nhơm; nhiệt độ nổ đạt giá trị lớn nhất ở khoảng 35% Al. Với hỗn hợp chứa 20% Al, kết quả tính tốn cho thấy: chỉ số khả năng sinh cơng, nhiệt lượng nổ và nhiệt độ nổ tăng lần lượt là 6,4%, 35,3% và 22,44%; thể tích sản phẩm khí và lực nổ giảm lần lượt là 21,3% và 3,7% so với thuốc nổ thuần hĩa ban đầu. Kết quả thực nghiệm đo nhiệt lượng nổ cho thấy sai số giữa tính tốn và thực nghiệm thấp hơn 5%. Từ khĩa: Thuốc nổ quân sự, Thuốc nổ HMX thuần hĩa chứa nhơm, Tính tốn bán thực nghiệm. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Trong nghiên cứu về thuốc nổ, ngồi phương pháp thực nghiệm, tính tốn lý thuyết cũng được sử dụng khá rộng rãi để dự đốn các tính chất nổ. Tính tốn lý thuyết chính xác cho phép rút ngắn thời gian thiết kế chế tạo các loại thuốc nổ. Tính tốn với thuốc nổ lý tưởng đã được thực hiện khá tường tận, nhưng với thuốc nổ chứa bột kim loại thì ít hơn rất nhiều và hiện vẫn đang rất được quan tâm nghiên cứu [1]. Với thuốc nổ chứa nhơm, phần nhiều tập trung xác định áp suất và tốc độ nổ [2-8], cịn tính tốn cho nhiệt lượng nổ thì khơng nhiều [9-11]. Trong bài báo này, chúng tơi sử dụng phương pháp tính tốn bán thực nghiệm trình bày trong tài liệu [11-13], kết hợp với định luật Hess và định luật bảo tồn nguyên tố để tính tốn nhiệt lượng nổ và thành phần sản phẩm nổ cho các hỗn hợp thuốc nổ HMX thuần hĩa chứa bột nhơm từ 0-40%. Từ đĩ, xác định hỗn hợp cĩ chỉ số khả năng sinh cơng (PI) cao nhất, nghĩa là tích số PI = Q.V cao nhất. Ngồi ra, cũng tính tốn một số thơng số khác như nhiệt độ nổ, lực nổ. Kết quả tính tốn nhiệt lượng nổ được so sánh với thực nghiệm. 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Tính tốn lý thuyết  Thành phần sản phẩm nổ của thuốc nổ HMX thuần hĩa được tính tốn theo phương pháp Avakian [12]. Phương trình phản ứng nổ: CxHyNzOu n1H2O+ n2H2 + n3CO2 + n4CO + n5O2 + n6N2 + n7C Hệ số Khi đĩ, n1 = B.y/2; n2 = (1 – B).y/2; n3 = 1,16.u.(B – 0,568) - 0,5.n1 n4 = u – (2.n3 + n1) = u.[1 – 2,32.(B – 0,568)]; n5 = 0; n6 = z/2 ; n7 = x – (n3 + n4). Nghiên cứu khoa học cơng nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 34, 12 - 2014 121 Nhiệt lượng nổ trong điều kiện đẳng tích được tính theo cơng thức sau: (1) trong đĩ, i và j được dùng cho sản phẩm và chất ban đầu; n là số mol của mỗi chất trong 1 kg thuốc nổ; là năng lượng hình thành ở trạng thái tiêu chuẩn.  Nhiệt lượng nổ của thuốc nổ chứa bột nhơm được tính theo cơng thức [11]: (2) Hay: (3) trong đĩ, chỉ số “1” ứng với thuốc nổ thuần hĩa ban đầu,  là hệ số oxy của thuốc nổ chứa nhơm, α1là hệ số oxy của thuốc nổ thuần hĩa, Qmaxlà nhiệt lượng nổ lý thuyết lớn nhất (tính tốn theo giả thiết oxy hĩa thuốc nổ theo trật tự hình thành sản phẩm là Al2O3, H2O, CO2, C (hoặc O2 dư). Thành phần sản phẩm nổ của thuốc nổ chứa nhơm được tính tốn theo định luật bảo tồn nguyên tố, định luật Hess và phương trình sau: CxHyNzOtAlu n1H2O+ n2H2 + n3CO2 + n4CO + n5N2 + n6C + n7Al2O3 + n8Al 2.2. Thực nghiệm đo nhiệt lượng nổ Nguyên liệu: - HMX cĩ nhiệt độ nĩng chảy > 270oC, kích thước hạt từ 100 – 400 m chiếm khoảng 80%, kích thước < 100 m chiếm khoảng 20%. - Chất thuần hĩa là sáp số 8 (hỗn hợp 15% LDPE và 85% wax 6, cĩ nhiệt độ nĩng chảy nhỏ giọt khoảng 92 - 95oC. Wax 6 là sáp hydrocacbon) - Bột nhơm cĩ kích thước hạt trung bình 11,58 m, gồm hỗn hợp kích thước từ 58-300 nm (chiếm 35,6%) vàtừ 4,0-77 m (chiếm 64,4%). Bột nhơm cĩ dạng vảy Mẫuthuốc nổ HMX thuần hĩachứa nhơm được chuẩn bị bằng cách trộn đều thuốc nổ HMX đãthuần hĩa (96,5% HMX + 3,5% sáp) với bột nhơm. Khối lượng mỗi mẫuđo nhiệt lượng nổ khoảng 15 gam, kích nổ bằng kíp vi sai vỏ đồng, đo trong mơi trường chân khơng, vỏ bọc mẫu bằng polyetylen, mật độ mẫu đo 1,10, đường kính mẫu đo 20 mm. 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Quá trình tính tốn cần các thơng số của nguyên liệu đầu là HMX, sáp và bột nhơm. Các thơng số này được liệt kê trong bảng 1 [14]. Bảng 1. Thơng số nguyên liệu ban đầu. TT Tên Cơng thức phân tử Phân tửkhối(g/mol) Năng lượng hình thành (kJ/kg) Khối lượng riêng(g/cm3) 1 HMX C4H8N8O8 296 353,6 1,91 2 Sáp C31H64 436 -2094 0,90 3 Nhơm Al 27 0 2,70 Từ các thơng số trên, tính tốn được thành phần các nguyên tố cho 1 kg thuốc nổ thuần hĩa chứa nhơm với hàm lượng bột nhơm từ 0-40% như sau: Hĩa học & Kỹ thuật mơi trường Đ.X.Thanh,, T. V. Phương, “Tính tốn lượng bột nhơm cho thuốc nổ HMX thuần hĩa.” 122 Bảng 2. Thành phần nguyên tố cho 1 kg thuốc nổ. % Al C H N O Al TMD* OB**(%) Hệ số oxy  %) 0% 15,53 31,22 26,08 26,08 0,00 1,83 -32,94 55,89 5% 14,75 29,66 24,78 24,78 1,85 1,86 -35,74 52,59 10% 13,98 28,10 23,47 23,47 3,70 1,90 -38,53 49,36 15% 13,20 26,54 22,17 22,17 5,56 1,93 -41,33 46,18 20% 12,42 24,97 20,86 20,86 7,41 1,96 -44,13 43,07 25% 11,65 23,41 19,56 19,56 9,26 1,99 -46,93 40,01 30% 10,87 21,85 18,26 18,26 11,11 2,03 -49,72 37,01 35% 10,09 20,29 16,95 16,95 12,96 2,07 -52,52 34,06 40% 9,32 18,73 15,65 15,65 14,81 2,10 -55,32 31,16 * mật độ lý thuyết lớn nhất; ** cân bằng oxy 3.1. Nhiệt lượng nổ Kết quả tính tốn nhiệt lượng nổ được trình bày trong bảng sau: Bảng 3. Nhiệt lượng nổ của thuốc nổ. % Al Q1 (kJ/kg) Qmax1 (kJ/kg) Qmax (kJ/kg) K Q (kJ/kg) % tăng Q 0% 5163,51 5820,62 5% 6529,21 0,98 5674,34 9,89 10% 7237,81 0,96 6166,31 19,42 15% 7946,41 0,94 6636,54 28,53 20% 8535,00 0,92 6987,38 35,32 25% 9098,67 0,90 7301,55 41,41 30% 9662,34 0,89 7600,30 47,19 35% 9438,70 0,87 7277,02 40,93 40% 8712,65 0,85 6583,63 27,50 Nhận xét: Nhiệt lượng nổ của hỗn hợp chứa nhơm đều tăng so với thuốc nổ thuần hĩa ban đầu (từ 9,89% đến 47,19%), Q đạt giá trị lớn nhất ở 30% Al. Q tăng là do phản ứng tỏa nhiệt mạnh của bột nhơm với các sản phẩm khí. 3.2. Thành phần sản phẩm nổ HMX là thuốc nổ cĩ cân bằng oxy âm (OB = -21,62%), khi thêm 3,5% sáp thì cân bằng oxy OB = -32,94%, càng thêm nhiều bột nhơm thì cân bằng oxy càng giảm. Đối với thuốc nổ HMX thuần hĩa thì thành phần sản phẩm nổ cĩ các khí CO2, H2O, CO, H2 và N2 [11,12]. Các phản ứng thứ cấp của bột nhơm với sản phẩm khí trong vùng giãn nở làm giảm lượng sản phẩm khí, tỏa nhiệt và tạo ra Al2O3: 2Al(r) + 3CO2(k) Al2O3(r) + 3CO(k) -824,6 kJ (i) Nghiên cứu khoa học cơng nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 34, 12 - 2014 123 CO2 CO + O 532,4 kJ 2Al(r) + 3H2O(k) Al2O3(r) + 3H2(k) -950,2 kJ (ii) H2O H + H + O 916,7 kJ 2Al(r) +3CO(k) Al2O3(r) + 3C(r) -1339,5 kJ (iii) CO C + O 1075,8 kJ Năng lượng cần thiết để tách nguyên tử O ra khỏi phân tử sản phẩm khí tăng dần theo thứ tự: CO2< H2O < CO. Như vậy, phản ứng của bột nhơm với sản phẩm khí sẽ chiếm ưu thế theo thứ tự từ phản ứng (i), (ii) đến (iii). Thơng số năng lượng hình thành của sản phẩm nổ như sau [14]. Bảng 4. Năng lượng hình thành của sản phẩm nổ. Sản phẩm nổ CO2 CO H2O (g) H2 N2 C Al2O3 ∆H (kJ/kg) -393,8 -111,9 -240,8 0 0 0 -1670,3 Kết quả tính tốn thành phần sản phẩm nổ được trình bày trong bảng 5. Bảng 5. Kết quả tính tốn thành phần sản phẩm nổ cho 1 kg thuốc nổ. % Al CO2 CO H2O (g) H2 N2 C Al2O3 Nkhí (mol) V (l/kg) 0% 1,68 9,60 13,12 2,49 13,04 4,25 0,00 39,93 894,43 5% 0,00 9,76 12,78 2,05 12,39 4,99 0,75 36,98 828,25 10% 0,00 8,90 10,08 3,97 11,74 5,08 1,50 34,68 776,89 15% 0,00 8,26 7,16 6,11 11,08 4,94 2,25 32,61 730,50 20% 0,00 8,49 3,36 9,12 10,43 3,93 3,00 31,41 703,55 25% 0,00 8,01 0,71 10,99 9,78 3,64 3,61 29,50 660,74 30% 0,00 3,57 3,70 7,23 9,13 7,30 3,67 23,62 529,11 35% 0,00 3,25 2,82 7,33 8,48 6,84 3,63 21,87 489,82 40% 0,00 4,46 0,97 8,39 7,83 4,86 3,41 21,65 484,91 Nhận xét: từ kết quả trình bày trong bảng 5 cho thấy: thể tích sản phẩm khí V giảm khi tăng hàm lượng nhơm. Nguyên nhân là do sự hình thành C và Al2O3 trong sản phẩm tăng khi cân bằng oxy giảm dần, thiếu oxy để oxy hĩa C thành CO hoặc CO2 và phản ứng của Al với CO tạo ra C và Al2O3. 3.3. Chỉ số khả năng sinh cơng Phản ứng nổ giải phĩng sản phẩm khí và sinh nhiệt trong khoảng thời gian cực ngắn. Nhiệt lượng nổ cao làm sản phẩm khí giãn nở tốt hơn nên khả năng sinh cơng sẽ tốt hơn. Theo [13], đánh giá khả năng sinh cơng của thuốc nổ thơng qua chỉ số khả năng sinh cơng của sản phẩm nổ (Qv.Vo). Chỉ số khả năng sinh cơng được biểu thị bằng phần trăm (%) so với axit picric (axit picric là 100%, Qv = 3250 kJ/kg và Vo = 831 l/kg). Từ kết quả tính tốn nhiệt lượng nổ trong bảng 3 và thể tích sản phẩm khí trong bảng 5, ta tính được chỉ số khả năng sinh cơng tương đối PI của từng hỗn hợp thuốc nổ (bảng 6) và dựng được đồ thị hình 1, 2. Hĩa học & Kỹ thuật mơi trường Đ.X.Thanh,, T. V. Phương, “Tính tốn lượng bột nhơm cho thuốc nổ HMX thuần hĩa.” 124 Hình 1. Nhiệt lượng nổ và thể tích sản phẩm khí theo hàm lượng nhơm. Bảng 6. Kết quả tính tốn chỉ số khả năng sinh cơng. % Al 0 5 10 15 20 25 30 35 40 PI (%) 171,00 174,02 177,38 179,51 182,02 178,63 148,90 131,98 118,21 Hình 2. Chỉ số khả năng sinh cơng tương đối so với axit picric. Chỉ số khả năng sinh cơng PI cho thấy: khả năng sinh cơng của thuốc nổ HMX thuần hĩa chứa bột nhơm đạt giá trị lớn nhất ở hàm lượng bột nhơm khoảng 20% và sau đĩ giảm dần khi hàm lượng nhơm vượt qua giá trị này (hình 2). Kết quả này phù hợp với thực tế (các thuốc nổ chứa nhơm trong thực tế thường chứa khoảng 20% Al). 3.4. Nhiệt độ nổ Phản ứng nổ xảy ra cực nhanh, nhanh hơn so với tốc độ giãn nở sản phẩm khí. Nhiệt lượng nổ sẽ nâng nhiệt độ của sản phẩm khí, làm khí giãn nở và thực hiện cơng lên mơi trường xung quanh (đập vụn và dịch chuyển). Ảnh hưởng của nhiệt lượng nổ lên sản phẩm khí cĩ thể được sử dụng để tính tốn nhiệt độ nổ. Nghiên cứu khoa học cơng nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 34, 12 - 2014 125 Nhiệt độ nổ Te là nhiệt độ lớn nhất mà sản phẩm cĩ thể đạt được trong điều kiện đoạn nhiệt. Giả thiết là thuốc nổ cĩ nhiệt độ ban đầu Ti được chuyển thành sản phẩm cũng cĩ nhiệt độ ban đầu Ti. Nhiệt độ các sản phẩm này sau đĩ được nâng lên Te nhờ nhiệt lượng nổ. Do đĩ, giá trị Te phụ thuộc vào Qv và nhiệt dung mol đẳng tích của các sản phẩm như trong phương trình sau: (4) trong đĩ, CV là nhiệt dung mol của sản phẩm ở thể tích khơng đổi, dấu  là tổng các tích phân ứng với từng sản phẩm. Sự tăng nhiệt độ của sản phẩm được tính bằng cách chia nhiệt lượng nổ QV cho nhiệt dung mol trung bình của sản phẩm ở thể tích khơng đổi: (5) Thơng số CV trung bình của từng sản phẩm nổ theo nhiệt độ được lấy trong tài liệu [14], của Al2O3 được lấy theo [15], phương pháp tính thực hiện theo tài liệu [13,14]. Nội dung phương pháp như sau: giả thiết 2 giá trị nhiệt độ, từ 2 giá trị nhiệt độ đĩ tra được thơng số Cv trung bình của từng sản phẩm, sau đĩ cộng nội năng của từng sản phẩm bằng cách nhân Cv với số mol sản phẩm nổ tương ứng. Khi đĩ sẽ thu được 2 giá trị nội năng ứng với 2 giá trị nhiệt độ, dùng phương pháp nội suy với giá trị năng lượng nổ đã biết sẽ tính được nhiệt độ nổ. Kết quả tính tốn nhiệt độ nổ được trình bày trong bảng sau: Bảng 7.Kết quả tính tốn nhiệt độ nổ của các hỗn hợp thuốc nổ. % Al 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Te (K) 3814,94 4001,11 4233,92 4462,42 4671,38 4865,29 4997,04 5050,47 5043,69 Kết quả cho thấy Te tăng khi tăng hàm lượng bột nhơm, đạt cực đại ở khoảng 35% Al (tăng 32,4%), sau đĩ giảm dần, cĩ quy luật tương tự như nhiệt lượng nổ. 3.5. Lực nổ Hiệu quả nổ cũng phụ thuộc vào lực nổ. Lực nổ của thuốc nổ được tính tốn lý thuyết từ phương trình trạng thái khí lý tưởng: f = pV = nRTe (6) trong đĩ, p là áp suất, V là thể tích và n là số mol sản phẩm khí, R là hằng số khí lý tưởng, Te là nhiệt độ nổ [13]. Nếu chọn thể tích bằng 1 đơn vị thì f = p, nghĩa là lực nổ bằng áp suất sinh ra bởi sản phẩm khí bị nén trong khơng gian giới hạn bằng 1 đơn vị thể tích. Lực nổ f phụ thuộc vào nhiệt độ nổ Te và thể tích sản phẩm khí Vo, Kết quả tính tốn lực nổ theo hàm lượng nhơm được trình bày trong bảng sau: Bảng 8. Kết quả tính tốn lực nổ của các hỗn hợp thuốc nổ. % Al 0 5 10 15 20 25 30 35 40 f (kJ/kg) 1265,63 1229,17 1220,04 1209,10 1219,03 1192,89 980,69 918,10 907,15 Kết hợp kết quả tính tốn nhiệt độ nổ và lực nổ, ta xây dựng được đồ thị quan hệ giữa nhiệt độ nổ và lực nổ với hàm lượng nhơm như sau: Hĩa học & Kỹ thuật mơi trường Đ.X.Thanh,, T. V. Phương, “Tính tốn lượng bột nhơm cho thuốc nổ HMX thuần hĩa.” 126 Hình 3. Nhiệt độ nổ và lực nổ theo hàm lượng nhơm. Từ bảng 8 và hình 3 cho thấy: các hỗn hợp chứa nhơm đều cĩ lực nổ thấp hơn hỗn hợp khơng chứa nhơm. Với hỗn hợp chứa nhơm, lực nổ đạt cực đại ở 10% Al, sau đĩ giảm dần, ở hàm lượng 20% Al lực nổ giảm 3,7% so với thuốc nổ khơng chứa nhơm, và giảm nhanh khi hàm lượng nhơm vượt qua giá trị 25%. 3.6. Một số kết quả thực nghiệm 3.6.1. Đánh giá sự đồng đều của bột nhơm trong thuốc nổ Sự phân bố đồng đều của bột nhơm ảnh hưởng đáng kể đến các thơng số nổ của thuốc nổ. Cĩ thể dùng phương pháp phân tích khối lượng TG để khảo sát sự phân bố của bột nhơm trong mẫu nhỏ khoảng 1-5 mg. Cơ sở phương pháp là khi nâng nhiệt độ đến quá nhiệt độ phân hủy của thuốc nổ (khoảng 300oC) thì thuốc nổ và sáp sẽ bị đốt cháy hồn tồn thành các sản phẩm khí, lượng nhơm cịn lại chưa bị oxy hĩa do cĩ một lớp vỏ nhơm oxit bên ngồi bảo vệ. Kết quả phân tích TG hai mẫu HMX thuần hĩa chứa nhơm: 100.0 150.0 200.0 250.0 300.0 Temperature /°C 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.00 TG /% [1] Ocfal 1.dsv TG [2] Ocfal 2.dsv TG Mass Change: -81.69 % Mass Change: -79.28 % [1][2] Hình 4. Phân tích nhiệt trọng lượng TG mẫu HMX thuần hĩa chứa nhơm. Hàm lượng bột nhơm cịn lại trong 2 mẫu thuốc nổ đều nằm trong khoảng 20±2 (%) (một mẫu là 18,31 % và một mẫu là 20,82%. Như vậy bột nhơm phân bố khá đồng đều trong tồn bộ mẫu. Nghiên cứu khoa học cơng nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 34, 12 - 2014 127 Ngồi ra, cĩ thể quan sát sự phân bố của bột nhơm (dạng phiến/vẩy) trên bề mặt hạt thuốc nổ thuần hĩa qua ảnh SEM: Hình 5. Ảnh SEM mẫu thuốc nổ chứa 20% Al (Al dạng phiến). 3.6.2. Kết quả đo nhiệt lượng nổ Kết quả đo nhiệt lượng nổ được trình bày trong bảng 9. Bảng 9. So sánh kết quả đo và tính tốn nhiệt lượng nổ. % Al 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% Qtính 5163,51 5674,34 6166,31 6636,54 6987,38 7301,55 7600,30 7277,02 6583,63 Qđo 5385,10 5886,04 6407,63 6882,16 7273,38 7576,37 7970,38 7661,67 - Sai lệch (%) 4,11 3,60 3,77 3,57 3,93 3,63 4,64 5,02 Nhận xét: Theo [11], phương pháp tính tốn nhiệt lượng nổ theo cơng thức (2) áp dụng cho TNT, xyclotrimetylentrinitramin (RDX), Petaerythritol Tetranitrat (PETN), Bis(2,2,2-trinitroethyl)nitramine (BTNENA) cĩ sai lệch dưới 2%. Áp dụng tính tốn trong bài báo này cho kết quả sai số thấp hơn 5,02%. Quy luật biến thiên nhiệt lượng nổ theo kết quả tính tốn và đo đạc tương tự nhau, đạt giá trị lớn nhất ở khoảng 30% Al. Sai lệch giữa tính tốn và thực nghiệm là do phương pháp tính tốn được xây dựng dựa trên cơ sở thực nghiệm cĩ điều kiện khác với điều kiện thực nghiệm của bài báo. Chỉ số khả năng sinh cơng của HMX chứa 0% Al theo tính tốn là 171% so với axit picric, như vậy sẽ bằng khoảng 147% so với TNT do TNT bằng 116% so với axit picric. Kết quả thực nghiệm đo hỗn hợp này bằng phương pháp con lắc xạ thuật là 151%, như vậy sai lệch giữa tính tốn và thực nghiệm cho giá trị này là 2,6%. 4. KẾT LUẬN Kết quả tính tốn cho phép so sánh các hỗn hợp cĩlượng nhơm khác nhau: - Nhiệt lượng nổ và nhiệt độ nổ lần lượt đạt giá trị lớn nhất ở khoảng 30% và 35% Al. - Thể tích sản phẩm khí giảm khi tăng hàm lượng nhơm. - Chỉ số khả năng sinh cơng đạt giá trị lớn nhất ở khoảng 20% Al. - Lực nổ của các hỗn hợp chứa nhơm đều thấp hơn so với hỗn hợp khơng chứa nhơm Hĩa học & Kỹ thuật mơi trường Đ.X.Thanh,, T. V. Phương, “Tính tốn lượng bột nhơm cho thuốc nổ HMX thuần hĩa.” 128 - Với hỗn hợp chứa 20% Al, kết quả tính tốn cho thấy: chỉ số khả năng sinh cơng tăng, nhiệt lượng nổ, nhiệt độ nổ tăng lần lượt là 6,4%, 35,3% và 22,4%, thể tích sản phẩm khí và lực nổ giảm lần lượt là 21,3% và 3,7%, - Kết quả đo nhiệt lượng nổ cho thấy sai số giữa tính tốn và thực nghiệm là nhỏ hơn 5,02%. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Ruggirello , K . P ., DesJardin, P . E., Baer, M. R ., Kaneshige, M. J ., Hertel, E. S., "A reaction progress variable modeling approach for non-ideal multiphase explosives", International Journal of Multiphase flow, Vol.42 (2012), pp. 128-151. [2]. Zhang Q., Chang Y., “Prediction of Detonation Pressure and Velocity of Explosives with Micrometer Aluminum Powders”, Cent. Eur. J. Energ. Mater.,Vol.9(2012), pp. 279-292. [3]. Zhang Qi, Xiang Cong & Liang HuiMin, “Prediction of the explosion effect of aluminized explosives”, Sci. China-Phys. Mech. Astron., Vol. 56No. 5(2013), pp. 1004-1009. [4]. John F. Moxnes, Tomas L. Jensen and Erik Unneberg, “Energetic Measures of Effectiveness of Aluminized Explosives”, Adv. Studies Theor. Phys.,Vol. 7No. 22 (2013), pp. 1051 - 1069. [5]. Keshavarz M.H., “Simple Correlation for Predicting Detonation Velocity of Ideal and Non-ideal Explosives”, J. Hazard. Mater.,Vol.166 (2009), pp. 762-769. [6]. Keshavarz M.H., “Prediction of Detonation Performance of CHNO and CHNOAl Explosives through Molecular Structure”, J. Hazard. Mater., Vol. 166(2009), pp. 1296-1301. [7]. Keshavarz M.H., Mofrad R.T., Poor K.E., Shokrollahi A., Zali A., Yousefi M.H., “Determination of Performance of Non-ideal Aluminized Explosives”, J. Hazard. Mater.,A137(2006), pp. 83-87. [8]. MA Jin-ya, Chang Shuang-jun, “The research of typical aluminized explosive detonation parameter calculation”, Tianjin Chemical Industry, Vol. 25 No. 5 (2011), pp. 17-20. [9]. Qi Zhang, Yan Chang, “A Predictive Method for the Heat of Explosion of Non-ideal Aluminized Explosives”, Central European Journal of Energetic Materials, Vol. 10 No. 4 (2013), pp. 541-554. [10]. Mostafa A. Radwan, “Explosive characteristics of aluminized plastic bonded explosives based on octogen and polyurethane binder”, International annual conference (32nd) of ICT held in Karlsruhe, Federal republic of Germany on July 3-July-6 (2001). Energetic materials: Ignition, Combustion and detonation, pp. 44(1-9). [11]. M. N. Makhov, “The heat and products of explosion of aluminized high explosives”, Proc.31st Intern. Annual Confer. Of ICT. Karlsruhe. FRG (2000), pp. 42(1-11). Nghiên cứu khoa học cơng nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 34, 12 - 2014 129 [12]. Radun Jeremic, Jovica Bogdanov, “Development of a new model for the calculation of the detonation parameters of high explosives”, J. Serb. Chem. Soc.,Vol. 77No. 3(2012), pp. 371–380. [13]. J. Akhavan, “The chemistry of explosives”, The Royal Society of Chemistry, Thomas Graham House (2004), pp. 88-102. [14]. R. Meyer, J. Kohler, A. Homburg, “Explosives, Sixth Edition”, Wiley-VCH Verlag GmbH, Weinheim(2007), pp. 135, 313-335. [15]. Webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C1344281&Mask=2&Type=JANAFL &Plot=on#JANAFL ABSTRACT CALCULATION ON ALUMINUM CONTENT FOR ALUMINUM-CONTAINING PHLEGMATIZED HMX In this paper, the semi-empirical calculations for aluminum-containing phlegmatized HMX with Al content from 0-40% and the experimental parameters of mixture containing 20% Al are presented. The calculated results show that: heat of detonation obtains maximum value at ~30% Al; gas-products volume decreases against Al content; power index PI obtains maximum value at 20% Al; force of explosion of aluminum-containing mixtures is lower than that of non-Al mixture; temperature of detonation reaches maximum at 35% Al. In comparision with non-Al containing mixture, explosion parameters of 20% Al-containing mixture are as followings:power index, heat and temperature of detonation increase 6,4%, 35,3% and 22,4%, respectively; gas-products volume and force of explosion decrease 21,3% and 3,7%, respectively.The difference between caculated and experimental detonation heat is within 5%. Keywords: Military explosives, Aluminum containing phlegmatized HMX, Semi-empirical calculation. Nhận bài ngày 07 tháng 05 năm 2014 Hồn thiện ngày 13 tháng 10 năm 2014 Chấp nhận đăng ngày 05 tháng 12 năm 2014 Địa chỉ: * ** Viện Hĩa học Vật liệu- Viện KH&CN QS Viện Thuốc phĩng Thuốc nổ- Tổng cục CNQP