Tên luận án:
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA THÀNH PHẦN VÀ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO ĐẾN CÁC ĐẶC TRƯNG NĂNG LƯỢNG, NỔ CHÁY CỦA THUỐC NỔ HỖN HỢP CHỨA BỘT NHÔM VÀ CHẤT THUẦN HÓA
Ngành:
Kỹ thuật hóa học
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Luận án "Nghiên cứu ảnh hưởng của thành phần và công nghệ chế tạo đến các đặc trưng năng lượng, nổ cháy của thuốc nổ hỗn hợp chứa bột nhôm và chất thuần hóa" giải quyết tính cấp thiết của việc thiếu tài liệu chuyên sâu và cơ sở khoa học đầy đủ về loại thuốc nổ có uy lực lớn này, đặc biệt trong bối cảnh các loại vũ khí trong nước cần thay thế thuốc nổ xuống cấp. Mục tiêu chính là nghiên cứu một cách hệ thống, lựa chọn đơn thành phần và điều kiện công nghệ tối ưu để chế tạo thuốc nổ hỗn hợp chứa RDX, TNT, bột Al và chất thuần hóa, phù hợp với điều kiện trong nước và định hướng ứng dụng cho quân đội.
Nghiên cứu tập trung vào độ bền nhiệt, độ bền nén, sự tương thích giữa chất thuần hóa và các thành phần khác, cùng các đặc trưng năng lượng và nổ cháy của thuốc nổ (tốc độ nổ, khả năng sinh công, độ nén trụ chì, nhiệt lượng nổ, áp suất dư, xung áp suất dư, tốc độ sóng xung kích, quá trình phát triển quả cầu lửa và sự cháy của Al khi nổ ngoài không khí), cũng như các tham số công nghệ chế tạo. Phương pháp nghiên cứu kết hợp tính toán lý thuyết và thực nghiệm để đánh giá ảnh hưởng của thành phần và công nghệ.
Các kết quả chính bao gồm việc xác định xerezin là chất thuần hóa phù hợp nhất với hàm lượng 5% để đảm bảo các đặc trưng mong muốn. Luận án cũng đã xác định được hàm lượng 17% Al với kích thước hạt 10 µm là tối ưu, giúp kéo dài thời gian pha nén và tăng xung áp suất dư. Mô hình cháy của Al được dự đoán diễn ra chủ yếu ở giai đoạn thứ cấp theo 4 giai đoạn, không phụ thuộc vào kích thước hạt trong dải 1,0 µm đến 30 µm, đồng thời xác định nhiệt độ đúc rót tối ưu là 82 ÷ 83 °C. Những đóng góp mới của luận án bao gồm việc chứng minh khoa học về lựa chọn xerezin, nghiên cứu ảnh hưởng của bột Al, dự đoán mô hình cháy của Al, và xây dựng quy trình công nghệ chế tạo thuốc nổ hỗn hợp này trong phòng thí nghiệm, sau đó ứng dụng thành công để nhồi nạp vào vỏ hình trụ lớn. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở lý luận và thực tiễn quan trọng cho việc chế tạo và ứng dụng loại thuốc nổ này, góp phần cải thiện uy lực vũ khí trang bị.
Mục lục chi tiết:
- MỞ ĐẦU
- 1. Tính cấp thiết của đề tài luận án
- 2. Mục tiêu nghiên cứu
- 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- 4. Phương pháp nghiên cứu
- 5. Nội dung nghiên cứu
- 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
- 7. Bố cục của luận án
- NỘI DUNG CỦA LUẬN ÁN
- Chương 1. TỔNG QUAN
- Khái quát về thuốc nổ, các yêu cầu đối với thuốc nổ; các đặc trưng năng lượng, nổ cháy chung của thuốc nổ.
- Phân loại thuốc nổ, sự tương thích của các thành phần; đặc tính và ứng dụng của RDX, TNT; đặc tính của thuốc nổ hỗn hợp TG, thuốc nổ thuần hóa, thuốc nổ chứa Al như TGA, TGAP.
- Công nghệ chế tạo thuốc nổ như đúc, nén, xoáy vít; đặc điểm, ưu nhược điểm của quá trình nhồi đúc thuốc nổ nói chung và thuốc nổ hỗn hợp chứa RDX, TNT, bột Al và chất thuần hóa.
- Tổng quan các công trình nghiên cứu khoa học trong và ngoài nước; các vấn đề đặt ra cần phải nghiên cứu. Trong đó:
- Trên thế giới:
- Nghiên cứu chuyên sâu và có hệ thống về công nghệ chế tạo, ảnh hưởng của thành phần đến tính năng nổ cháy, đặc trưng năng lượng và quá trình phân hủy nhiệt của thuốc nổ hỗn hợp chứa RDX, TNT, Al và chất thuần hóa hầu như không được công bố.
- Chất thuần hóa dùng trong thuốc nổ hỗn hợp chứa Al được công bố gồm nhiều loại, cần có những nghiên cứu luận giải cụ thể.
- Một số công trình nghiên cứu về các đặc tính cháy nổ của thuốc nổ.
- Ở Việt Nam:
- Đã nghiên cứu công nghệ thuần hóa thuốc nổ HMX, RDX ở quy mô pilot; thuốc nổ A-IX-1, K991, Ocfol 3.5 được nhồi cho đạn xuyên lõm....; chất thuần hóa sử dụng gồm hỗn hợp xerezin - axít stearic, wax 8 - silicon; wax 8, paraphin, xererin, silicon, polyetylen.
- Bước đầu nghiên cứu ảnh hưởng của thành phần, kích thước bột Al đến các đặc tính nổ cháy của A-IX-2; nghiên cứu lựa chọn chất thuần hóa, ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ và bột Al µm đến các đặc trưng năng lượng nổ cháy của HMX thuần hóa.
- Bước đầu nghiên cứu thuốc nổ hỗn hợp chứa Al và chất thuần hóa nhưng số mẫu còn hạn chế; chưa khảo sát đầy đủ các yếu tố ảnh hưởng đến các đặc trưng năng lượng, nổ cháy của thuốc nổ như chủng loại, kích thước và độ tinh khiết của Al, hàm lượng Al2O3, chủng loại chất thuần hóa; các yếu tố công nghệ đảm bảo chất lượng của khối thuốc nổ khi đúc rót.
- Chưa có các trang thiết bị thử nghiệm chuyên dụng để xác định cơ chế cháy của Al, thời gian kích hoạt Al cháy sau khi nổ, vận tốc giãn nở thành ống đồng và vận tốc đẩy tấm thép.
- Định hướng nghiên cứu của Luận án:
- Thứ nhất: Nghiên cứu lựa chọn đơn thành phần.
- Thứ hai: Nghiên cứu dự đoán mô hình cháy của Al khi nổ ngoài không khí, luận giải ảnh hưởng của kích thước Al đến quá trình cháy và thời gian cháy của Al.
- Thứ ba: Nghiên cứu lựa chọn điều kiện công nghệ chế tạo thuốc nổ.
- Chương 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM
- 2.1. Vật tư, hóa chất và trang thiết bị thí nghiệm
- 2.2. Phương pháp thực nghiệm và kỹ thuật sử dụng
- Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
- 3.1. Nghiên cứu lựa chọn chất thuần hóa
- 3.2. Tính toán một số tính năng nổ cháy của thuốc nổ
- 3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của Al đến các đặc trưng năng lượng, nổ cháy của thuốc nổ
- 3.3.1. Ảnh hưởng đến nhiệt lượng nổ và khả năng sinh công
- 3.3.2. Ảnh hưởng của Al đến tốc độ nổ, độ nén trụ chì
- 3.3.2.1. Ảnh hưởng của Al đến tốc độ nổ của thuốc nổ
- 3.3.2.2. Ảnh hưởng của Al đến độ nén trụ chì
- 3.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của bột Al đến áp suất dư, xung áp suất dư và tốc độ sóng xung kích. Dự đoán quá trình cháy của Al.
- 3.5. Nghiên cứu lựa chọn tham số công nghệ chế tạo thuốc nổ hỗn hợp
- Ứng dụng kết quả nghiên cứu về công nghệ để đúc thuốc nổ trong vỏ hình trụ có kích thước lớn
- a) Lần thứ nhất:
- b) Lần đúc thứ hai