Luận án tiến sĩ: Ảnh hưởng của phụ gia xúc tác cháy đến tốc độ cháy của thuốc phóng keo ballistic

Luận án tiến sĩ phân tích ảnh hưởng của phụ gia xúc tác cháy đến tốc độ cháy thuốc phóng keo ballistic trên nền NCngdg và NCngdina.

• Tác giả: Lê Duy Bình
• Người hướng dẫn: TS. Phạm Văn Toại
• Trường học: Viện Khoa học và Công nghệ Quân sự
• Chuyên ngành: Kỹ thuật hóa học
• Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của một số phụ gia, xúc tác cháy đến quy luật tốc độ cháy của thuốc phóng keo ballistic trên nền NC-NG-DG và NC-NG-DINA
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ kỹ thuật
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: CƠ CHẾ CHÁY CỦA THUỐC PHÓNG KEO BALLISTIC
• 1.1. Vùng nung nóng - vùng phản ứng ở pha rắn (pha K)
• 1.2. Vùng hỗn hợp khói khí và vùng tối
• 1.3. Vùng các phản ứng trong ngọn lửa (ngọn lửa thứ cấp)
• 1.4. Vùng quyết định sự cháy của thuốc phóng
• 1.5. Sự phân hủy nhiệt của các cấu tử thành phần thuốc phóng keo ballistic
• 1.6. Dietylen glycol dinitrat (DG)
• 1.7. Dietanol nitroamin dinitrat (DINA)
• 1.8. Ảnh hưởng của thành phần thuốc phóng đến tốc độ cháy
• 1.9. Vai trò và tác dụng của xúc tác đến sự cháy của thuốc phóng keo ballistic
• 1.10. Sự lan truyền nhiệt của xúc tác cháy
• 1.11. Sự hội tụ các hạt xúc tác cháy
• 1.12. Ảnh hưởng của xúc tác cháy đến các phản ứng cháy
• 1.13. Sự phụ thuộc của tốc độ cháy theo áp suất vào các phụ gia, xúc tác cháy
• 1.14. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Thiết bị, máy móc và nguyên liệu, hóa chất
• 2.3. Thiết bị, máy móc chính
• 2.4. Nguyên liệu, hóa chất chính
• 2.5. Phương pháp nghiên cứu, thực nghiệm
• 2.6. Phương pháp tính toán thiết kế đơn thành phần
• 2.7. Phương pháp tạo mẫu
• 2.8. Phương pháp đo tốc độ cháy
• 2.9. Phương pháp đo đạc, kiểm tra bề mặt dập cháy
• 2.10. Phương pháp xác định các đặc trưng hóa lý của thuốc phóng
• 2.11. Phương pháp xác định các thông số thuật phóng
• 2.12. Tính toán, xử lý số liệu
• 2.13. Xây dựng phương trình quy luật tốc độ cháy và biểu diễn đồ thị về mối quan hệ giữa tốc độ cháy U theo áp suất P
• 2.14. Xác lập các mối quan hệ tương quan khác trên đồ thị
• 2.15. Xử lý số liệu, sai số
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của một số phụ gia, xúc tác cháy đến quy luật cháy của thuốc phóng keo ballistic trên nền NC-NG-DG
• 3.2. Quy luật tốc độ cháy của thuốc phóng trên nền NC-NG-DG với sự thay đổi hàm lượng của các cấu tử thành phần trong cùng mẫu nền
• 3.3. Ảnh hưởng của phụ gia CaCO3
• 3.4. Ảnh hưởng của một số xúc tác cháy đơn
• 3.5. Ảnh hưởng của một số xúc tác cháy hỗn hợp
• 3.6. Nghiên cứu ảnh hưởng của một số phụ gia, xúc tác cháy đến quy luật tốc độ cháy của thuốc phóng keo ballistic trên nền NC-NG-DINA
• 3.7. Quy luật tốc độ cháy của mẫu nền
• 3.8. Ảnh hưởng của các phụ gia CaCO3, Ckt và hỗn hợp giữa chúng
• 3.9. Ảnh hưởng của xúc tác cháy trên cơ sở PbO và Ckt
• 3.10. Ảnh hưởng của một số xúc tác cháy đơn
• 3.11. Ảnh hưởng của một số xúc tác cháy hỗn hợp
• 3.12. Nghiên cứu ảnh hưởng của một số phụ gia, xúc tác cháy đến sự thay đổi bề mặt cháy và thành phần sản phẩm cháy của thuốc phóng keo ballistic trên nền NC-NG-DG theo áp suất
• 3.13. Ảnh hưởng của phụ gia, xúc tác cháy đến bề mặt cháy của thuốc phóng tại các áp suất khác nhau
• 3.14. Ảnh hưởng của phụ gia, xúc tác cháy đến thành phần sản phẩm cháy của thuốc phóng tại các áp suất khác nhau
• 3.15. Nghiên cứu ảnh hưởng của một số phụ gia, xúc tác cháy đến sự thay đổi bề mặt cháy và thành phần sản phẩm cháy của thuốc phóng keo ballistic trên nền NC-NG-DINA theo áp suất
• 3.16. Ảnh hưởng của phụ gia, xúc tác cháy đến bề mặt cháy của thuốc phóng tại các áp suất khác nhau
• 3.17. Ảnh hưởng của phụ gia, xúc tác cháy đến thành phần sản phẩm cháy của thuốc phóng tại các áp suất khác nhau
• 3.18. Ứng dụng cho thiết kế đơn thành phần thuốc phóng TPHT-5K cho đạn chống tăng chống giáp phản ứng nổ ĐCT-7 và đề xuất lựa chọn xúc tác cháy triển vọng cho thuốc phóng NDSI-2K cho đạn chống tăng PG-9
• 3.19. Ứng dụng cho thiết kế đơn thành phần thuốc phóng TPHT-5K
• 3.20. Đề xuất lựa chọn xúc tác cháy triển vọng cho thuốc phóng NDSI-2K
• MỞ ĐẦU
• KẾT LUẬN
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Cơ chế cháy của thuốc phóng keo ballistic

Nghiên cứu về cơ chế cháy của thuốc phóng keo ballistic tập trung vào các vùng cháy khác nhau, bao gồm vùng nung nóng, vùng phản ứng ở pha rắn, vùng hỗn hợp khói khí, và vùng các phản ứng trong ngọn lửa. Các yếu tố như tốc độ cháy, tác động của phụ gia, và chất xúc tác cháy được phân tích chi tiết. Kết quả cho thấy sự phân hủy nhiệt của các cấu tử thành phần như Dietylen glycol dinitrat (DG) và Dietanol nitroamin dinitrat (DINA) có ảnh hưởng đáng kể đến quá trình cháy. Xúc tác cháy đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh tốc độ cháy và tính chất cháy của thuốc phóng.

1.1 Vùng nung nóng và phản ứng ở pha rắn

Vùng nung nóng và phản ứng ở pha rắn là giai đoạn đầu tiên của quá trình cháy, nơi nhiệt độ tăng dần dẫn đến sự phân hủy nhiệt của các thành phần thuốc phóng. Phụ gia xúc tác như CaCO3 và CoO được sử dụng để điều chỉnh quá trình này, giúp tăng hiệu quả cháy và ổn định tốc độ cháy.

1.2 Vùng hỗn hợp khói khí và vùng tối

Vùng hỗn hợp khói khí và vùng tối là nơi các phản ứng hóa học diễn ra mạnh mẽ, tạo ra các sản phẩm cháy. Chất xúc tác cháy như PbO và Co3O4 được sử dụng để tăng cường các phản ứng này, giúp cải thiện tính chất cháy và giảm thiểu các sản phẩm phụ không mong muốn.

II. Ảnh hưởng của phụ gia và xúc tác cháy

Nghiên cứu về ảnh hưởng của phụ gia và xúc tác cháy đến tốc độ cháy của thuốc phóng keo ballistic cho thấy rằng các chất như CaCO3, CoO, và PbO có tác động đáng kể. Phụ gia xúc tác không chỉ điều chỉnh tốc độ cháy mà còn ảnh hưởng đến tính chất cháy và thành phần sản phẩm cháy. Kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng sự kết hợp giữa các phụ gia và xúc tác có thể tối ưu hóa quá trình cháy, đặc biệt là trong các điều kiện áp suất cao.

2.1 Tác động của CaCO3

CaCO3 được sử dụng như một phụ gia để điều chỉnh tốc độ cháy của thuốc phóng keo ballistic. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng việc thêm CaCO3 vào hỗn hợp thuốc phóng giúp tăng tốc độ cháy và ổn định quá trình cháy, đặc biệt là ở các áp suất cao.

2.2 Tác động của CoO và PbO

CoO và PbO là các chất xúc tác cháy hiệu quả, giúp tăng cường các phản ứng cháy và cải thiện tính chất cháy của thuốc phóng. Kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng sự kết hợp giữa CoO và PbO có thể tạo ra hiệu ứng cộng hưởng, giúp tối ưu hóa tốc độ cháy và giảm thiểu các sản phẩm phụ không mong muốn.

III. Ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu này có giá trị thực tiễn cao trong việc thiết kế và sản xuất thuốc phóng keo ballistic cho các ứng dụng quân sự. Các kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của phụ gia và xúc tác cháy đã được áp dụng để thiết kế các loại thuốc phóng mới, đáp ứng yêu cầu về tốc độ cháy và tính chất cháy. Đặc biệt, nghiên cứu đã đề xuất các xúc tác cháy triển vọng như PbO và CoO để sử dụng trong các loại thuốc phóng hiện đại.

3.1 Thiết kế thuốc phóng TPHT 5K

Nghiên cứu đã ứng dụng các kết quả về ảnh hưởng của phụ gia và xúc tác cháy để thiết kế thuốc phóng TPHT-5K, một loại thuốc phóng hiệu suất cao được sử dụng trong đạn chống tăng. Kết quả thử nghiệm cho thấy thuốc phóng TPHT-5K đạt được tốc độ cháy ổn định và hiệu suất cao trong các điều kiện thực tế.

3.2 Đề xuất xúc tác cháy triển vọng

Nghiên cứu đã đề xuất các xúc tác cháy triển vọng như PbO và CoO để sử dụng trong các loại thuốc phóng hiện đại. Các xúc tác này không chỉ cải thiện tốc độ cháy mà còn giúp tối ưu hóa tính chất cháy và giảm thiểu các sản phẩm phụ không mong muốn.