Взрывчатое вещество староверова - 4 /варианты/

Изобретение относится к водородовыделяющим взрывчатым веществам. Согласно изобретению взрывчатое вещество содержит декаборан в комбинациях с шестью разными окислителями: пятиокисью азота, нитратом аммония, динитрамидом аммония, нитратом бора, нитратом бериллия, шестиокисью азота. Сущность изобретения состоит в том, что кислород реагирует только с металлом боргидрида (согласно ряду напряжений), а бор экзотермически реагирует с азотом и увеличивает энергетику реакции. Соединения бора, например бораны, боргидриды, при этом дают большое количество водорода. Техническим результатом изобретения является повышение давления на фронте ударной волны, а также регулирование скорости реакции. 7 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 пр.

 

Изобретение относится к смесевым взрывчатым веществам, далее ВВ (пора вводить отдельный подкласс - ВВ с выделением водорода или преимущественно водорода) и имеет повышенное по сравнению с другими реакциями выделение водорода.

Известны ВВ, см., например пат. №№2486436,2486437 «Заряд Староверова - 7 и 10», состоящие из взрывоопасной смеси веществ. Они имеют хорошее тепловыделение, но иногда имеют жидкие или газообразные компоненты, что не всегда удобно.

Задача и технический результат изобретения - повышение давления на фронте ударной волны путем выделения преимущественно водорода и путем рационального применения двух энергетических реакций - окисление углерода, бора или металлов и образование нитрида бора, применяя только твердые компоненты. А также регулирование скорости реакции.

Эта цель достигается, во-первых, тем, что происходит реакция «половинного горения» гидридов и боргидридов (то есть окисляется только металл, иногда бор). А во-вторых, тем, что идет вторая энергетическая реакция - реакция бора с азотом с образованием нитрида бора. При температуре 800-1200 градусов С происходит реакция:

То есть на единицу добавленного бора получается добавочное тепловыделение 23,37 кДж/г. Такая добавка улучшит тепловыделение любого ВВ.

Понятно, что количество атомов бора и азота должно относиться как 1:1±20% (не считая тех случаев, когда бор используется и в качестве основного горючего).

Реакция образования нитрида бора лучше идет в присутствии восстановителей - угля, сажи, графита, графена, водорода. В некоторых реакциях происходит выделение углерода, поэтому в добавочных количествах восстановителя они не нуждаются, в других случаях рекомендуется добавление мелкодисперсного угля, графита, сажи или графена в количестве 0,0001-1% (оптимально 0,01-0,1%). Присутствие водорода в продуктах реакции уменьшает или даже исключает потребность в углероде.

В данном изобретении рассмотрено применение твердого декаборана с некоторыми наиболее перспективными окислителями.

Все реакции с боранами представляют собой две параллельные реакции, например, часть декаборана реагирует с кислородом (только бор), а часть - с азотом, содержащимся в окислителе в связанном состоянии.

Соотношение компонентов: декаборан - 37,63%±15%, пятиокись азота - 62,37%±15% (здесь и далее % массовые).

Соотношение компонентов: декаборан - 37,92%±15%, нитрат аммония - 62,08%±15%.

Соотношение компонентов: декаборан - 39,64%±15%, динитрамид аммония - 60,36%±15%.

Соотношение компонентов: декаборан - 33,19%±15%, нитрат бора - 66,81%±15%.

Соотношение компонентов: декаборан - 32,89%±15%, нитрат бериллия - 67,11%±15%.

С недавно открытым соединением N306 возможна реакция:

Соотношение компонентов: декаборан - 30,69%±15%, шестиокись азота - 69,31%±15%.

Комбинируя эти реакции между собой и/или с реакциями типа «боргидрид-окислитель-гидрид», можно в определенных пределах регулировать скорость реакции.

Для управления скоростью реакции в любой из вышеперечисленных зарядов может быть добавлен гидрид и/или боргидрид металла или бора. При этом последние практически не участвуют в ходе реакции, хотя и участвуют в изменении концентрации реагирующих веществ, практически можно считать, что они лишь претерпевают термическое разложение с выделением водорода.

ПРИМЕР 1: ВеН2=Ве+Н2.

ПРИМЕР 2: В2Н6=2В+3Н2.

Два этих примера дают пример боргидрида,

ПРИМЕР 3: Ве(ВН4)2=Be+2В+4Н2.

Все перечисленные водородовыделяющие ВВ значительно повысят обороноспособность нашей страны.

1. Взрывчатое вещество, отличающееся тем, что имеет следующее соотношение компонентов: декаборан - 37,63±15%, пятиокись азота - 62,37±15%.

2. Взрывчатое вещество, отличающееся тем, что имеет следующее соотношение компонентов: декаборан - 37,92±15%, нитрат аммония - 62,08±15%.

3. Взрывчатое вещество, отличающееся тем, что имеет следующее соотношение компонентов: декаборан - 39,64±15%, динитрамид аммония - 60,36±15%.

4. Взрывчатое вещество, отличающееся тем, что имеет следующее соотношение компонентов: декаборан - 33,19±15%, нитрат бора - 66,81±15%.

5. Взрывчатое вещество, отличающееся тем, что имеет следующее соотношение компонентов: декаборан - 32,89±15%, нитрат бериллия - 67,11±15%.

6. Взрывчатое вещество, отличающееся тем, что имеет следующее соотношение компонентов: декаборан - 30,69±15%, шестиокись азота - 69,31±15%.

7. Взрывчатое вещество по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит гидрид и/или боргидрид металла или бора.

8. Взрывчатое вещество, отличающееся тем, что представляет собой смесь взрывчатых веществ по любому из пп.1-7.