Смесевое светочувствительное взрывчатое вещество для капсюля оптического детонатора

Изобретение относится к производству взрывчатых веществ для оптических детонаторов и может быть использовано для повышения безопасности работы устройств и снижения требований к инициирующему лазерному устройству. Смесевое светочувствительное взрывчатое вещество содержит порошок пентаэриттетранитрата с добавками наночастиц металла и выполнено в виде прессованных таблеток. В качестве наночастиц металла взято железо 0,15 и 0,4 мас.%. Использование изобретения позволяет снизить порог лазерного инициирования капсюльных составов типа «бризантное взрывчатое вещество-наночастицы металлов». 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области производства взрывчатых веществ (ВВ) для оптических детонаторов и может быть использовано для повышения безопасности работы устройств и снижения эксплуатационных требований к детонатру. Изобретение решает задачу поиска оптимального содержания наночастиц в капсюльном составе типа «бризантное взрывчатое вещество-наночастицы металла» на примере «пентаэритриттетранитрат-наночастицы железа», что позволяет достичь минимальных пороговых условий инициирования состава лазерным импульсным излучением.

В настоящее время в горнодобывающей промышленности актуально повышение надежности работы взрывных устройств, которое может быть достигнуто с использованием лазерного инициирования. Известен капсюль-детонатор и инициирующий состав (патент RU №2046275, МПК F42B 3/10, C06B 45/20, опубл. 20.10.1995). В качестве инициирующего состава используется вещество с компонентами, масс. %: азид свинца 80-85, тетранитрорезорционат свинца 7-8, пироксилиновый порох остальное.

Известен способ регулирования порога инициирования оптического детонатора (патент RU №2538263, МПК C06B 49/00, F42C 13/02, опубл. 10.01.2015) на основе азида серебра, позволяющий с помощью предварительного облучения варьировать чувствительность к лазерному воздействию.

Недостатком двух вышеперечисленных решений является использование высокочувствительных инициирующих взрывчатых веществ в качестве основных компонентов капсюльного состава.

Известен детонатор на основе светочувствительного взрывчатого вещества (патент на изобретение RU №2427786, МПК F42B 3/113, опубл. 27.08.2011), где смесевое светочувствительное ВВ выполнено в виде запрессованного до плотности 0,9÷1,1 г/см3 материала из смеси высокодисперсного пентаэриттетранитрата (ТЭН) с удельной поверхностью 4000÷20000 см2/г и наноалюминия со средним размером частиц не более 60 нм, при соотношении ингредиентов (массовые доли) от 75:15 до 95:5 соответственно. Недостатком является неоптимизированное содержание нанометалла в смесевом светочувствительном ВВ, использующемся в детонаторе.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является капсюль-детонатор на основе светочувствительного взрывчатого вещества (патент на полезную модель RU №157624, МПК F42B 3/113, опубл. 10.12.2015), где ВВ представляет собой запрессованный до плотности 1,73 г/см3 ТЭН, содержащий 0,1 масс. % наночастиц кобальта.

Недостатком ближайшего аналога является неоптимизированное содержание нанометалла в смесевом светочувствительном ВВ, использующемся в детонаторе, которое не обеспечивает достижения наименьшего порога лазерного воздействия.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение порога лазерного инициирования капсюльных составов типа «бризантное взрывчатое вещество-наночастицы металлов» путем оптимизации содержания в них нанометалла.

Поставленная задача решается получением смесевого светочувствительного ВВ для капсюля оптического детонатора. Смесевое светочувствительное ВВ содержит порошок ТЭНа с добавками наночастиц металла и выполнено в виде прессованных таблеток. В качестве наночастиц металла взято железо 0,15 и 0,4 масс. %.

На фиг. 1 изображены измеренные зависимости критической плотности энергии лазерного излучения первой (1064 нм, ○) и второй (532 нм, □) гармоник Nd:YAG лазера на поверхности светочувствительного взрывчатого вещества от массовой доли наночастиц железа.

Для получения смесевого светочувствительного ВВ в порошок ТЭНа добавляют наночастицы железа до получения нужной массовой доли (0,15 и 0,4 масс. %). Средний диаметр наночастиц железа составляет 75 нм. Смесь помещают в гексан и перемешивают в ультразвуковой ванне в течении 20 минут для получения равномерного распределения наночастиц в объеме смеси. После этого смесь сушат на воздухе до постоянной массы.

Для получения прессованных таблеток смесевое ВВ прессуют в отверстие диаметром 3 мм в центре медной пластины толщиной 1 мм до плотности 1,73±0.03 г/см3.

Для определения оптимального количества наночастиц железа в смесевом ВВ выполнили лазерное инициирование взрывного разложения полученных образцов. В качестве источника инициирования использовали первую (1064 нм) и вторую (532 нм) гармоники Nd:YAG лазера, работающего в режиме модулированной добротности с длительностью импульса 14 нс. Излучение фокусировали на образец с помощью линзы, при этом диаметр светового пятна составил 2,5 мм. Распределение интенсивности излучения по сечению лазерного пучка близко к прямоугольному. Стеклянную пластину с образцом помещали на алюминиевую подложку и накрывали со стороны лазерного луча пластиной из оптического стекла толщиной 2 мм. На конструкцию накладывали медную пластину с отверстием в центре диаметром 2 мм для ввода излучения, которая плотно прижимала стеклянную пластину к поверхности образца с помощью винтов. Использование такой схемы позволяет приблизить условия определения порога лазерного инициирования полученного смесевого ВВ к реализуемым в оптических детонаторах.

На фиг. 1 видно, что в зависимости от массовой доли наночастиц железа критическая плотность энергии инициирования взрыва импульсным излучением первой гармоники неодимового лазера изменяется в диапазоне 2,0÷0,5 Дж/см2 (○), а второй гармоники - в диапазоне 0,6÷2,3 Дж/см2 (□). Оптимальная массовая доля наночастиц железа в случае первой гармоники составляет 0,40 масс. %, а в случае второй - 0,15 масс. %. При этом значение критической плотности энергии инициирования взрыва составило 0,5 Дж/см2 и 0,6 Дж/см2 соответственно.

Благодаря уточнению природы и оптимальной массовой доли наночастиц металла в капсюльном составе типа «бризантное взрывчатое вещество-наночастицы металлов» критическая плотность энергии инициирования взрыва импульсным излучением полученного смесевого светочувствительного ВВ в три раза ниже, чем в случае ближайшего аналога (1,7 Дж/см2).

1. Смесевое светочувствительное взрывчатое вещество для капсюля оптического детонатора, включающее порошок ТЭНа с добавками наночастиц металла и выполненное в виде прессованных таблеток, отличающееся тем, что в качестве металла взято железо.

2. Вещество по п. 1, отличающееся тем, что наночастицы железа взяты в количестве 0,15 масс. %.

3. Вещество по п. 1, отличающееся тем, что наночастицы железа взяты в количестве 0,4 масс. %.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к капсюлям-воспламенителям патронов стрелкового оружия, таких как пистолетные, винтовочные, включая патроны к автоматическому оружию, охотничьему оружию, включающим экологически чистый неоржавляющий ударно-воспламенительный состав без содержания тяжелых токсичных металлов.

Изобретение относится к пиротехническому составу, который может быть использован в качестве снаряжения блоков, предназначенных для придания или усиления зажигательного действия осколочным, или фугасным, или зажигательным, или многофакторным средствам поражения.

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.

Изобретение относится к средствам воспламенения, преимущественно для воспламенения метательных зарядов гранатометных выстрелов, а также для патронов катапультирования аварийного спасания.

Способ определения характеристик срабатывания детонирующего устройства относится к измерительной технике и может быть использован для определения характеристик срабатывания детонирующих устройств, обеспечивающих инициирование зарядов взрывчатого вещества (ВВ), в частности определения момента инициирования детонирующим устройством заряда ВВ относительно момента подачи задействующего импульса.

Изобретение относится к пиротехнике, а именно к воспламенительным пиротехническим составам, инициирующим воспламенение и горение функционального снаряжения различных специзделий и боеприпасов.

Изобретение относится к области измерения параметров срабатывания капсюлей-детонаторов с ударно-волновой трубкой в неэлектрических системах взрывного дела. Устройство для измерения параметров срабатывания капсюля-детонатора с ударно-волновой трубкой состоит из узла для подрыва капсюля-детонатора, узла инициирования детонационного процесса в ударно-волновой трубке, измерителя времени, датчика запуска измерителя времени, датчика фиксации момента детонации капсюля-детонатора, узла питания и обработки сигналов от датчиков, датчика измерения скорости детонационного процесса в ударно-волновой трубке.
Изобретение относится к области средств инициирования, а именно к ударным воспламенительным составам, которые могут быть применены в ударных капсюлях-воспламенителях патронов стрелкового оружия.
Изобретение относится к области технологии производства оптических детонаторов на основе светочувствительного вещества - азида серебра и может быть использовано для регулирования порога срабатывания оптических детонаторов.

Изобретение относится к промышленным средствам взрывания, а именно шашке-детонатору, предназначенной для инициирования скважинных зарядов при буровзрывных работах на горнодобывающих предприятиях.
Изобретение относится к области средств инициирования, а именно к ударным воспламенительным составам, которые могут быть применены в ударных капсюлях-воспламенителях патронов стрелкового оружия.

Изобретение относится к взрывчатым веществам, применяемым в гражданских взрывных работах и в военных боеприпасах, преимущественно в кумулятивных. Способ улучшения взрывчатых веществ включает добавление бора или его соединения к азотосодержащему взрывчатому веществу.

Изобретение относится к порошковым взрывчатым составам (ВС), которые могут быть использованы в высокоэнегетических смесевых составах. .

Изобретение относится к взрывчатым веществам и может быть использовано в воспламенителях, пиропатронах. .

Изобретение относится к области средств инициирования, а именно к капсюльным составам для ударных капсюлей-воспламенителей к патронам стрелкового и охотничьего оружия и средствам воспламенения военного назначения.
Изобретение относится к области взрывчатых веществ (ВВ), а именно к взрывчатым составам для глубоких скважин, и может быть использовано для проведения взрывных работ в условиях повышенных температур и давлений.
Изобретение относится к области взрывчатых веществ, а именно к взрывчатым составам для глубоких скважин, и может быть использовано для проведения взрывных работ в условиях повышенных температур и давлений.

Изобретение относится к огнепроводным шнурам и составам для их изготовления. .

Изобретение относится к пиротехнике, в частности к разработке и производству составов для декоративных пиротехнических свечей, используемых в закрытых помещениях.

Изобретение относится к пиротехнике, а именно к воспламенительным пиротехническим составам, инициирующим воспламенение и горение функционального снаряжения различных специзделий и боеприпасов.

Изобретение относится к производству взрывчатых веществ для оптических детонаторов и может быть использовано для повышения безопасности работы устройств и снижения требований к инициирующему лазерному устройству. Смесевое светочувствительное взрывчатое вещество содержит порошок пентаэриттетранитрата с добавками наночастиц металла и выполнено в виде прессованных таблеток. В качестве наночастиц металла взято железо 0,15 и 0,4 мас.. Использование изобретения позволяет снизить порог лазерного инициирования капсюльных составов типа «бризантное взрывчатое вещество-наночастицы металлов». 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх