Мощный некорродирующий ударно-воспламеняющий состав для капсюля-воспламенителя к патронам стрелкового оружия Российский патент 2017 года по МПК C06B41/02 C06B33/04 C06C7/00 

Изобретение относится к патронному производству, включающему в себя пулю, гильзу, пороховой заряд и капсюль-воспламенитель.

В настоящее время перед разработчиками патронов так же, как и в других областях техники, вопросы безопасности производства выходят на передний план с такими вопросами, как улучшение экологии, существенное уменьшение вредных для человека и окружающей среды продуктов, возникающих при стрельбе.

Известен и в настоящее время широко используется ударный воспламеняющий состав (далее УВС), в который входят гремучая ртуть, бертолетовая соль и антимоний (Горст А.Г. Пороха и взрывчатые вещества. М.: Оборонгиз, 1957, с. 112) [1, 2].

В качестве прототипа авторами выбран патент №2106330 МПК С06В 31/00 и МПК С06В 41/00 (дата публикации 1998.03.10) [3], в котором предложен неоржавляющий ударный состав, содержащий трехсернистую сурьму, азотнокислый барий, двуокись свинца, тетразен, тринитрорезорцинат свинца, отличающийся тем, что, с целью повышения его воспламеняющей способности, в него введена добавка технического углерода в количестве 0,1-0,5%. Состав отличается тем, что содержание компонентов в составе находится в пределах, мас. %:

тринитрорезорцинат свинца 20,5-27,5 тетразен 0,5-4,0 азотнокислый барий 42-48 двуокись свинца 3-7 трехсернистая сурьма 23-27 углерод технический 0,1-0,5

Недостатком этого способа является то, что данный состав срабатывает на уровне штатного состава и имеет в наличии состава химические соединения тяжелых металлов свинца, которые по токсичности во много раз превышают требования предельно допустимых концентраций (ПДК) при стрельбе.

Целью изобретения является разработка и изготовление некорродирующего ударно-воспламеняющего состава за счет ввода в состав нано-антимония с размером частиц 70…100 Нм, как основного компонента горючего и сенсибилизатора, который обеспечивает заполнение межпорового пространства, высвобождая часть массы, что позволяет увеличить навеску капсюля-воспламенителя на 20…30%.

Поставленная цель достигается тем, что при изготовлении некорродирующего ударно-воспламеняющего состава для капсюля-воспламенителя к патронам стрелкового оружия в ударно-воспламеняющий состав вводят нано-антимоний с размером частиц 70…100 Нм, как основной компонент горючего и сенсибилизатора, который обеспечивает заполнение межпорового пространства, высвобождает часть массы ударно-воспламеняющего состава, что позволяет увеличить навеску капсюля-воспламенителя на 20…30%, повысить его безотказность и уменьшить расход антимония при изготовлении ударно-воспламеняющего состава в два раза, взятых в следующем процентном соотношении компонентов, мас. %:

ТНРС 30-67 Ba(NO₃)₂ 10-30 Sb₂S₃ c размер частиц 70…100 Нм 20-30 Тетразен 3-10

ТНРС - стифнат свинца (тринитрорезорцинат свинца) С₆Н(O₂Pb)(NO₂)₃H₂O используется в капсюле воспламенителе как инициирующее взрывчатое вещество. Уменьшение ТНРС ниже 30% приводит к несрабатыванию состава, а увеличение выше 67% приводит к большой чувствительности состава с выделением сажи.

Ва(NO₃)₂ - нитрат бария. Применяется в некорродирующем капсюльном составе в качестве окислителя. Уменьшение нитрата бария ниже 10% уменьшает температуру горения капсюльного состава, а увеличение нитрата бария выше 30% приводит к увеличению температуры горения, и как следствие к большому нагару в канале ствола.

Тетразен C₂H₈ON₁₀ - гуанилнитрозааминогуанилтетразен. Тетразен применяется как сенсибилизирующая добавка в ТНРС. Снижение тетразена ниже 3% приводит к несрабатыванию капсюльного состава, а увеличение тетразена свыше 10% делает капсюльный состав очень чувствительным и непригодным к использованию в качестве капсюль-воспламенителя.

Sb₂S₃ - антимоний (сульфид сурьмы) - трехсернистая сурьма. Применяется в качестве горючего и сенсибилизатора в капсюльном составе. Снижение антимония ниже 20% приводит к несрабатыванию капсюльного состава, а увеличение выше 30% приводит к большому нагару и выделению сажи.

Отличительным признаком предложенного УВС является введение в состав взрывчатой составляющей композиции нано-антимоний с размером частиц 70…100 Нм в новый массовый состав УВС.

Полученный эффект достигается тем, что в изготавливаемый состав вводят нано-антимоний, обладающий высокой твердостью и имеет острые грани, не теряя своих свойств при измельчении. Изготавливают нано-антимоний следующим образом.

Измельченный антимоний поступает на фазу нано-измельчения с фракцией 100-150 мкм в шаровые мельницы.

Предельно высокие центробежные силы, развиваемые в таких мельницах, обеспечивают высокую энергию измельчения и вследствие этого малое время процесса.

После измельчения получают нано-антимоний с размером частиц 70-100 нм. При создании капсюля воспламенителя разрабатываемый нано-антимоний при изменении своей структуры не меняет своих свойств как сенсибилизатор.

Нано-антимоний заполняет пустоты, образующиеся при укладке ИВВ и окислителя. При этом увеличивается поверхность соприкосновения с ИВВ и окислителем не точечно, как в прототипе, а в 12 точках соприкосновения с общей площадью. Таким образом высвобождается свободный объем УВС на 20-30%, вследствие чего повышается навеску УВС на разницу в объеме, т.е. на 20-30%.

При увеличении навески УВС на 20-30% увеличивается мощность УВС, состоящая из теплового начального импульса, температуры воспламенения, т.е. повышается воспламеняющая способность УВС.

Предложенный способ позволил обеспечить безотказность действия при ударе бойка и безотказность воспламенения порохового заряда при работе капсюля-воспламенителя.

В таблице приведены характеристики разработанного капсюльного состава, выполненного в пределах граничных условий (примеры 1…3) и за пределами граничных условий (примеры 4, 5).

Из приведенных данных таблицы следует, что разработанный авторами капсюль воспламенитель (примеры 1…3) превосходит требования для патрона 223Rem.

За пределами граничных условий капсюль-воспламенитель в патроне 223Rem не удовлетворяет требованиям или работает на уровне штатного состава (примеры 4…5).

Изготовленный капсюль-воспламенитель обеспечил надежное воспламенение порохового заряда в гильзе патрона.

Чувствительность рассматриваемого некорродирующего состава находится на уровне чувствительности гремучертутных составов на основе хлората калия, где приведены сравнительные данные по чувствительности штатного гремучертутного состава.

Предлагаемый некорродирующий состав прошел испытания и применен в капсюлях воспламенителях в патронах 223Rem.

Литература:

1. Патент США №284584.

2. Патент США №3378545.

3. Патент РФ №2106330 (С06В 31/00).

Изобретение относится к ударно-воспламеняющим составам для капсюля-воспламенителя к патронам стрелкового оружия. Состав содержит тринитрорезорцинат свинца, нитрат бария, тетразен и сульфид сурьмы (нано-антимоний) с размером частиц 70-100 Нм, как основной компонент горючего и сенсибилизатора. Нано-антимоний обеспечивает заполнение межпорового пространства, высвобождая ¼ часть массы, что позволяет увеличить навеску на 20-30%, повысить безотказность капсюля и уменьшить расход антимония при изготовлении ударно-воспламеняющего состава в два раза. При сгорании состава образуется большое содержание аммиака, который нейтрализует кислые продукты горения ударного состава, являющиеся причиной коррозии канала ствола стрелкового оружия. 1 табл., 5 пр.

Состав некорродирующего ударно-воспламеняющего состава для капсюля-воспламенителя к патронам стрелкового оружия, включающий тринитрорезорцинат свинца (ТНРС), нитрат бария (Ва(NO₃)₂), сульфид сурьмы (Sb₂S₃), и тетразен, отличающийся тем, что содержит сульфид сурьмы с размером частиц 70-100 Нм (нано-антимоний), как основной компонент горючего и сенсибилизатора, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

ТНРС 30-67 Ba(NO₃)₂ 10-30 Sb₂S₃ с размером частиц 70-100 Нм 20-30 Тетразен 3-10