Классификация энергетических материалов

По применению энергетические материалы делят на:

• · Взрывчатые вещества (ВВ)
• · Пороха и ракетные топлива
• · Пиротехнические составы (ПС)

Взрывчатые вещества (ВВ):

· Инициирующие (первичные) — индивидуальные вещества или смеси, легко взрывающиеся под действием простого начального импульса (удар, трение, луч огня) с выделением энергии, достаточной для воспламенения или детонации бризантных взрывчатых веществ. Характерная особенность инициирующих взрывчатых веществ — лёгкий переход горения во взрыв в тех условиях, в которых такой переход для вторичных взрывчатых веществ не происходит.

Требования, предъявляемые к инициирующим взрывчатым веществам: высокая инициирующая способность, обеспечивающая безотказное возбуждение взрыва в заряде вторичного взрывчатого вещества при малых количествах инициирующего вещества; безопасность в обращении и применении; хорошая сыпучесть и прессуемость, необходимые для точных навесок и предупреждения высыпания из готовых изделий; химическая и физическая стойкость; совместимость со вторичными ВВ и конструкционными материалами; влагостойкость.

Инициирующие взрывчатые вещества применяют в военном деле, горнодобывающей промышленности в виде зарядов в специальной конструкции — так называемые капсюли-детонаторы и капсюли-воспламенители.

Pb (N3)2 — азид свинца.

Hg (CNO)2 — гремучая ртуть.

· Бризантные (вторичные) — вещества, основной режим взрывчатого превращения которых — детонация, возбуждаемая действием взрыва инициирующего ВВ. Менее чувствительны к внешним воздействиям, чем инициирующие ВВ. Основные характеристики бризантных взрывчатых веществ — бризантное (местное) и фугасное (общее) действие взрыва. Бризантное действие зависит от скорости детонации и плотности ВВ.

Способность ВВ при взрыве производить дробление среды в непосредственной близости к заряду называется бризантностью. Ее оценивают по результату взрыва заряда ВВ массой 20 г в базальтовом кубическом блоке, помещенном в стальной сосуд; определяют выход дробленой фракции. Косвенно бризантность оценивают путем измерения импульса взрыва по степени обжатия свинцового цилиндра, медного крешера или по отклонению баллистического маятника. Фугасное действие, характеризующее работоспособность ВВ, определяется теплотой и объемом газообразных продуктов взрыва. Применяют бризантные взрывчатые вещества на взрывных работах в горной промышленности, строительстве и др. областях народного хозяйства, при обработке металлов взрывом, в сейсморазведке и др., для снаряжения боеприпасов.

Бризантные взрывчатые вещества могут представлять собой индивидуальные соединения или смеси различных веществ.

(ТНТ, аммонит, аммонал) Основной показатель безопасности в обращении с взрывчатыми веществами — их чувствительность к механическим и тепловым воздействиям. Она обычно оценивается экспериментально в лабораторных условиях по специальным методикам. В связи с массовым внедрением механизированных способов перемещения больших масс сыпучих взрывчатых веществ к ним предъявляются требования минимальной электризации и низкой чувствительности к разряду статического электричества.

Пороха: вещество взрывчатый безопасность.

· Чёрный (дымный) — исторически первое и наиболее простое по химическому составу метательное взрывчатое вещество (ВВ), состоящее в основном из трёх компонентов: селитры, древесного угля и серы. Изобретён в Китае в Средневековье. На протяжении около 500 лет, до середины XIX века, был практически единственным доступным человечеству взрывчатым веществом. К 1890-м годам оказался почти полностью вытеснен из военной сферы более совершенными ВВ; в частности, как метательное вещество уступил место различным видам бездымного пороха. Тем не менее дымный порох продолжает применяться и в настоящее время, хотя сфера его использования достаточно узка. Прежде всего он употребляется в пиротехнике, реже — как вышибной заряд в некоторых видах боеприпасов и иногда в дистанционных трубках. Он также нередко используется стрелками-любителями и охотниками при ручном снаряжении патронов.

К явным недостаткам дымного пороха при использовании в военном деле относится его весьма малая мощность в сравнении с бездымным. Кроме того, как следует из названия, при сгорании он образует плотное облако дыма, демаскирующее стрелка или позицию орудия и мешающее видеть цель. Достоинствами чёрного пороха являются чрезвычайно длительный срок хранения, в меньшей степени — слабая чувствительность к изменениям температуры воздуха, сравнительная безопасность для оружия при стрельбе, простота и дешевизна производства.

• 75% KNO3,
• 10% S,
• 15% C+H2O.
• · Бездымный (на основе нитроцеллюлозы) (C6H7O2(ONO2)3)n

Для практического использования порохов к ним предъявля-ются следующие основные требования:

• o достаточная мощность (работоспособность), обеспечивающая метательное или воспламеняющее действие;
• o определенные пределы чувствительности к механическим и тепловым импульсам, что обеспечивает безотказность их действияв условиях использования и безопасность в обращении;
• o стабильность, т. е. способность при хранении не изменять своих физико-химических, а следовательно, и баллистическихсвойств;
• o способность устойчиво и закономерно гореть;
• o однообразие качества;
• o достаточная механическая прочность пороховых элементов;
• o беспламенность и бездымность при стрельбе;
• o возможно меньшее коррозийное и эрозийное действие на ка-нал ствола оружия;
• o экономическая доступность и возможность изготовления из сырья отечественного происхождения.

Ракетное топливо:

· Твёрдое (ТРТ) — твёрдое вещество или смесь отдельных веществ, способная гореть без доступа воздуха, выделяя при этом большое количество газообразного рабочего тела, нагретого до высокой температуры. Используется в твёрдотопливных ракетных двигателях для создания реактивной тяги.

Нитроцеллюлозное (баллиститные) (C6H7O2(ONO2)x (OH)3-x).

х = 2−3.

Пироксилин х = 3.

Коллоксин х = 2 + пластификатор

• — нитроглицерин (НГЦ)
• — O2NOCH2CH2-O-CH2CH2ONO2 — динитродиэтиленгликоль (ДГДН)
• — 2,4 — динитротолуол (ДНТ)

Смесевые (СТРТ).

• — Горючее смесевое вещество
• — Окислитель (NH4ClO4 — перхлорат аммония)
• — Металлическое горючее (Al)
• — Энергетические наполнители (индивидуальные взрывчатые вещества: (CH2NNO2)3 — гексоген, (CH2NNO2)4 — октоген.)
• · Жидкое (горючее + окислитель) (ЖРТ) — групповое название метательных взрывчатых веществ, используемых в огнестрельном оружии и артиллерии, в твёрдотопливных ракетных двигателях, которые при сгорании не образуют твёрдых частиц (дыма), а только газообразные продукты сгорания, в отличие от дымного (чёрного) пороха.

Однокомпонентное.

N2H2, H2O2, CH3NO2, (CH3)2CHONO2 — изопропилнитрат Двухкомпонентные (раздельного снаряжения).

— горючее.

H2(ж), N2H4, (CH3)2NNH2 (1,1-диметилгидразин (НДГМ)), керосин, спирты.

— окислители O2(ж), N2O4, HNO3 и меланж.

Ракетное топливо должно удовлетворять следующим основным требованиям: иметь высокий удельный импульс, высокую плотность, требуемое агрегатное состояние компонентов в условиях эксплуатации, должно быть стабильным, безопасным в обращении, нетоксичным, совместимым с конструкционными материалами, иметь сырьевые ресурсы и др.

Пиротехнический состав (ПС) — смесь компонентов (химических веществ), обладающих способностью к самостоятельному горению или горению с участием окружающей среды и выделяющая при этом газообразные или конденсированные продукты, световую, тепловую, механическую или звуковую энергию, создающая различные оптические, электрические или иные эффекты, а также их комбинации и обладающий способностью к взрывчатому превращению.

• -преобразование энергии при горении в спец. эффектах
• -звук
• -свет
• -цвет
• -искры
• -дым

Требования, предъявляемые к пиротехническим средствам и составам: Основным требованием, предъявляемым к пиротехническим средствам, является получение при их действии максимального специального эффекта. Для различных видов пиротехнических средств специальный эффект обусловливается различными факторами.