Wspczesne i przysze materiay wybuchoweStanisaw Cudzio Instytut Chemii Wojskowa Akademia Techniczna
Co to za zwizki i jak si dziel?Zwizki nitrowe szeregw:AromatycznegoCH3 O2N NO2
MWI
CNO2Heterocykilicznego
NO2 Trotyl (TNT)NO2 N CH2 H2C N N CH2 NO2 O 2N Heksogen (RDX)
MWK
NNO2Alifatycznego
CH2ONO2 CHONO2 CH2ONO2 Nitrogliceryna (NG)
MWM
ONO2
MWI Azydki metali cikich ( np. Pb(N3)2 ), azydki organiczne = MWI
Wspczesne MWIN N N Pb N N N
Azydek oowiu
O N C Hg O N C
Piorunian rtci
MWI
O2N
O Pb H2O NO2 O NO2
Trinitrorezorcynian oowiu
N N
N C N N NH NH C NH2 H2O NH NH
MWI
Tetrazen
Wspczesne MWMCH2ONO2 H C C O O O ONO2 H C C C H H ONO2 H C ONO2 C H C ONO2H C H H C O CH2ONO2 n Nitroceluloza (NC)CH2ONO2 CHONO2 CH2ONO2 Nitrogliceryna (NG)CH2CH2ONO2 O CH2CH2ONO2 Dinitrodiglikol (DNDG)
O
NH4ClO4
KClO4
NH4NO3
MWM
HO
Utleniacz e CH2 CH CH CH2 OH n
i polimery w paliwach rakietowych, np HTPB
Wspczesne MWKCH3 O2N NO2
H2N O2N
NO2
NH2
NO2 Trotyl (TNT)
NH2 TATB
NO2
D ~ 7000 m/sNO2 N N O2N N N NO2 Oktogen (HMX)O 2N
D ~ 8000 m/sO2NNO2 N N N NO2
Heksogen (RDX)
~ 1,91 g/cm3 D ~ 9140 m/s
CH2ONO2 O2NOH2C C CH2ONO2 CH2ONO2 Pentryt
MWK
Przysze MWI?N N Cu N NHNH22
(ClO4)2
NH3 H3N Co N NH3 N
+ N N N N C NO2 N N C NO2 ClO4 -
NH2
K2N N Hg N N H NHNH2 (ClO4)2 N N Ag2 N N H NH2 NClO3
H3N
K3 K1 ~ 1,97 g/cm3, D ~ 8100 m/sN N + _ [Co(NH3)5(H2O)](ClO4)3 + Na N N R
K4
1,06 m, 540 mJ/cm2
H2O
N Co(NH3)5N R
N N (ClO4)2 + NaClO4 + H2O
Przysze MWM?CH2ONO2 O H C H C C ONO2 H H O C C H ONO27
HMX, RDX, Utleniacze Nitrogliceryna
Nitrocyklodekstryna (CDN)
Schemat ideowy polimeryzacji liniowej nitrocyklodekstryny
Naboje bezuskowe firmy Dynamit Nobel
Przysze MWM?Nowe utleniacze:NO2 NO2 ADN + N2H5 C NO2 NO2 NO2 HNF -
NH4 N
+
Nowe lepiszcza polimerowe:O CH2ONO2 H2C C HPGN HO CH2ONO2 CH2 CH O H nCH2N3 HO CH2 CH O H n GAP
N3H2C C H2C O
CH2N3HO
CH2N3 CH2 C CH2 O CH2N3 PBAMO H n
CH2
Przysze MWK?1. Polinitrowe pochodne zwizkw o strukturze klatkowejO2N O2N NO2 N N N O2N HNIW N NO2 N N NO2
Zamiana HMX na HNIW powoduje popraw parametrw detonacyjnych o 1015 %, ~ 1,97 g/cm3; D ~ 9300 m/s
O O N O2N
O O N NO2 TEX
TEX jest tylko maowraliwy!
Przysze MWK?H O N H NTO NO22,4-DNI O2N
N
N N H NO2
N
H2N O2N
NO2
NH2 NO2
O 2N H2N
N N O
NO2
N
NH2
O DATNPOO N N DAAF O
LLM-105NO2 NO2
NH2 N N O N N NH2
OH2N N O N N
NH2 N
O2N
N TNAZ
LAX-112
Temperatura topnienia: 101 oC D ~ 9000 m/sO N N O N N
O 2N O 2N
NH2 C C NH2 DADNEO N N
N
N O TTTO
~ 2,4 g/cm3, Energia ~ 2,2 HMX (grna granica moliwoci!)
Przysze MWK i MWM?Czsteczki zbudowane wycznie z azotu (1890: N3- ; 1999: N5+)N5+N5-, ~ 1,9 g/cm3, D = 12,1 km/s, Energia ~ 1,6 HMX N4, ~ 2,3 g/cm3, D = 15,5 km/s, Energia ~ 3,3 HMX N8, ~ 2,7 g/cm3, D = 19,0 km/s, Energia ~ 5,0 HMX N60, ~ 2,0 g/cm3, D = 12,3 km/s, Energia ~ 1,6 HMX . Nn, ~ 3,9 g/cm3, (tylko pojedyncze wizania N-N) Energia ~ 10,6 HMX
Dlaczego zwizki poliazotowe? NN 954 kJ/mol N=N 420 kJ/mol N-N 163 kJ/mol Czyste produkty wybuchu! Dua gsto!
Potwierdzono jego istnienie w temperaturze pokojowej pod cinieniem 42 GPa!
Nowoczesne mieszaniny wybuchoweMieszaniny wybuchowe (23 kJ/cm3) Zwizki wybuchowe (12,6 kJ/cm3)
Porwnanie waciwoci mieszanin nano- i mikrostrukturalnych
1 000 czsteczek, w tym 40% na powierzchni
1 000 000 czsteczek, w tym 4% na powierzchni
Mieszaniny nanostrukturalneSponki zapalajce: Mechaniczne mieszaniny nanoczstek paliwa i utleniacza nanocz zwane supertermitami, np. supertermitami, Al + CuO, MoO3, WO3, Fe2O3 CuO,
klasyczna
i
supertermitowa
Nanokompozyty otrzymywane technik zol-el wzrost technik zolczstek i formowanie cz kompozytu zachodzi podczas jednego procesu.
Materiay termobaryczneEBX (Enhanced-Blast Expolosives) TBX (Thermobaric Explosives) Azotan izopropylu + magnez
7 800 kg TBX 44 000 kg TNT
PodsumowaniePerspektywicznym obszarem poszukiwa nowych zwizkw wybuchowych jest grupa nitrozwizkw organicznych zawierajcych moliwie duo azotu. W wielu przypadkach azot wrcz zastpuje wgiel w roli strukturotwrczej dajc zwizki wybuchowe charakteryzujce si du koncentracj energii i jednoczenie ma podatnoci na pobudzenie do detonacji. Ekstremalnie wysokoenergetyczne zwizki, zbudowane wycznie z azotu, to jeszcze kwestia odlegej przyszoci.
Zastosowanie zasad nanoinynierii materiaowej do otrzymywania nanoin materia wysokoenergetycznych kompozycji pirotechnicznych i wybuchowych pozwala na pozwala precyzyjn kontrol skadu gstoci kompozycji, jak rwnie morfologii i rozmiarw precyzyjn kontrol sk gsto rwnie rozmiar czstek jej skadnikw w skali nanometrycznej. Parametry te okrelaj wraliwo cz sk adnik nanometrycznej. okrelaj wra liwo kompozycji i moc przemiany wybuchowej materiau. materia Kompozycje typu EBX wypeniaj luk pomidzy adunkami paliwowo-powietrznymi (FAE) i konwencjonalnymi, kruszcymi materiaami wybuchowymi. Podobnie jak MWK s pewne w dziaaniu i proste w uyciu, ale jednoczenie ich zdolno burzca . osiga wartoci typowe dla wybuchw paliwowo-powietrznych.
ERROR: undefined OFFENDING COMMAND: WykladRPO STACK: (1 ) /Title () /Subject (D:20091216090450+0100) /ModDate () /Keywords (PDFCreator Version 0.9.5) /Creator (D:20091216090450+0100) /CreationDate (Tomek) /Author -mark-
Top Related