ВОСПЛАМЕНИТЕЛЬНЫЙ СОСТАВ Российский патент 2004 года по МПК C06B33/08 C06B25/00 

Изобретение относится к технике и технологии взрывчатых веществ (ВВ), смесевых твердых ракетных топлив (СТРТ) и пиротехнических составов (ПТС) и может быть использовано в воспламенителях, пиропатронах и в других взрывных устройствах, где требуется высокая чувствительность к тепловому импульсу от мостика накаливания (рабочему импульсу) при низкой чувствительности к разряду статического электричества (РСЭ) и при чувствительности к механическим воздействиям на уровне штатных бризантных ВВ (БВВ).

Известно смесевое взрывчатое вещество (патент Великобритании №1469182, опубл. 30.03.77, МПК⁷ С 06 В 25/08), используемое для усиления зажигательного и осветительного эффекта, которое содержит смесь мощного органического бризантного взрывчатого вещества и крупных частиц пирофорного металла. В качестве наиболее эффективного металла в данном патенте предложен цирконий при содержании металла в составе не более 30% по массе. Размеры частиц металла в данном составе равны нескольким миллиметрам.

Использование данного взрывчатого состава возможно только в крупногабаритных зарядах, его воспламенение от нагревательного элемента микронных размеров (мостика накаливания диаметром не более 50 мкм) невозможно, поскольку размер частиц металла превышает диаметр мостика. Это делает невозможным его применение в качестве вещества первичного заряда электровоспламенителей.

Известен также воспламенительный состав (патент РФ №1825354, опубл. 30.06.93, БИ. №24, МПК⁷ С 06 В 25/36, 33/08), представляющий собой смесь мощного органического бризантного ВВ (1,1,1,3,6,8,8,8-октонитро-36-диазаоктан) с 10-35% по массе порошка алюминия, размер частиц которого не превышает 1 мкм. Порошок алюминия обладает низкой электропроводностью, фактически является диэлектриком. Это обусловлено наличием на поверхности частиц прочной плотной окисной пленки-диэлектрика. При электрическом пробое, например при разряде статического электричества, в объеме ВВ-диэлектрика образуется высокотемпературный канал разряда, от которого происходит воспламенение вещества.

Состав легко воспламеняется от источника тепла микронных размеров, его используют в качестве вещества первичного заряда электровоспламенителей.

Недостатком состава является его высокая чувствительность к механическим воздействиям и к электрической искре при разряде статического электричества, способного накопиться на персонале, что увеличивает опасность при обращении.

Данный состав как наиболее близкий по технической сущности и назначению выбран в качестве прототипа.

Задачей настоящего изобретения является повышение параметров безопасности при обращении с взрывчатым составом (и изделиями его содержащими) до уровня индивидуальных бризантных ВВ путем уменьшения чувствительности предлагаемого состава к электрической искре и к механическим воздействиям при сохранении высокой воспламеняющей способности и высокой чувствительности к рабочему импульсу, например, к тепловому импульсу от проволочного мостика накаливания.

Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, заключается в следующем:

1. На основе предлагаемого состава возможна разработка пиропатронов и электровоспламенителей повышенной безопасности с точки зрения стойкости к разряду статического электричества, способного накопиться на персонале.

2. Состав обладает высокой воспламеняющей способностью, что обеспечивает возможность его применения для задействования га-зогенерирующих зарядов из БВВ, ракетных топлив, порохов и ПТС.

3. Технология изготовления составов безопасна и не требует изготовления сложной оснастки.

4. Для контроля качества составов применяются отработанные методики.

5. Составы стабильны в широком диапазоне температур (-50-100°С), устойчивы к действию влаги (до 100%).

Для решения поставленной задачи в известном воспламенительном составе, содержащем органическое бризантное ВВ и порошок металла, согласно изобретению в качестве порошка металла используется порошок циркония с удельной поверхностью по методу БЭТ 5-15 м²/г при следующем соотношении компонентов, мас.% :

Органическое бризантное ВВ 10-50

Цирконий 50-90

Частицы порошка циркония состоят из весьма прочных пористых агломератов, обладающих высокой поверхностью пор. Окись циркония образует твердый раствор в металле. Это является причиной высоких значений электропроводности порошка даже в насыпном виде и обуславливает активность металла по отношению к окисляющим газам, в частности к продуктам термораспада ВВ.

При искровом разряде, например, при разряде статического электричества, в электропроводном объеме вещества не образуется высокотемпературный канал пробоя, воспламенения не происходит.

Экспериментальным путем подтверждено, что указанный технический результат достигается за счет существенного увеличения содержания в составе электропроводного порошка циркония, обладающего высоким значением удельной поверхности частиц.

Были изготовлены и испытаны экспериментальные партии воспламенительных составов с заявляемым содержанием компонентов. Для приготовления составов в качестве органического бризантного ВВ использовали органические соединения трех классов: нитрамины (октоген), С-нитросоединения (гексанитростильбен, ГНС) ароматические фуроксаны (бензтрифуроксан, БТФ). Размер частиц органического бризантного ВВ не превышал 50 мкм.

Значение удельной поверхности используемых партий порошка циркония, определяемой по методу БЭТ, лежало в пределах 5-15 м²/г.

Результаты испытаний на чувствительность к искровому разряду статического электричества и к трению ударного характера представлены в таблице.

Критерием чувствительности к искровому разряду статического электричества является энергия, накопленная в конденсаторе, которая приводит к воспламенению 50% образцов. Высокое значение энергии соответствует низкой чувствительности состава к разряду статического электричества.

Чувствительность к трению оценивают по давлению на сдвигаемые стальные ролики, между которыми находится слой состава. При испытании определяют давление, при котором прекращаются взрывы при ударном сдвиге одного из роликов (нижний предел). Высокое значение давления также соответствует низкой чувствительности состава к механическим воздействиям.

В качестве рабочего импульса принимали тепловой импульс от проволочного мостика накаливания, реализуемый в наиболее распространенных конструкциях воспламенителей, т.е. от нихромовой проволочки диаметром 40 мкм.

Составы с низким содержанием порошка циркония обладают низкой чувствительностью к рабочему импульсу и непригодны к использованию в воспламенителях, несмотря на пониженную чувствительность к РСЭ.

Изобретение относится к взрывчатым веществам и может быть использовано в воспламенителях, пиропатронах. Предложен восламенительный состав, содержащий органическое бризантное взрывчатое вещество и порошок циркония, при этом удельная поверхность частиц порошка циркония, определяемая по методу БЭТ, составляет 5-15 м²/г, а размеры частиц бризантного взрывчатого вещества не превышают 50 мкм. Изобретение направлено на создание безопасного в обращении воспламенительного состава при сохранении высокой воспламеняющей способности и высокой чувствительности к рабочему импульсу, например к тепловому импульсу от проволочного мостика накаливания. 1 табл.

Воспламенительный состав, содержащий органическое бризантное взрывчатое вещество и порошок металла, отличающийся тем, что в качестве порошка металла он содержит порошок циркония при следующем соотношении, мас.%:

Органическое бризантное

взрывчатое вещество 10-50

Порошок циркония 50-90

при этом удельная поверхность частиц порошка циркония, определяемая по методу БЭТ, составляет 5-15 м²/г, а размеры частиц органического бризантного взрывчатого вещества не превышают 50 мкм.