fkhs_zachet МАКС. Коллоквиум 2 Роль связующегогорючего в экс. Примеры
 Скачать 0.58 Mb.
|
|
Коллоквиум 2 3. Роль связующего-горючего в ЭКС. Примеры. Горючее-связующее вещество представляет собой многокомпонентную полимерную композицию преимущественно горючих веществ, способную связывать порошкообразные компоненты (окислитель, металлическое горючее и др.) в пластичную массу и в результате отверждения формировать механические и другие свойства энергетической конденсированной системы. Наряду с механическими характеристиками ГСВ определяет реологические характеристики ЭКС и соответственно технологический способ формования зарядов. Химический состав ГСВ, энтальпия образования и плотность его компонентов оказывают существенное влияние на энергомассовые, а также баллистические и другие характеристики ЭКС. Например, в СРТТ связующее-горючее выполняет следующие функции: - обеспечивает определенный уровень реологических характеристик топливной массы в сочетании с окислителем и энергетической добавкой; - связывает, в единое целое, компоненты топлива, придавая заряду необходимый уровень физико-механических характеристик; - является дополнительным источником тепловой энергии и газообразных продуктов горения топлива. - активное ГСВ повышает кислородный баланс. 9. Термомеханическая кривая полимера.  Термомеханическая кривая – это зависимость величины деформации при постоянной нагрузке от температуры образца. В зависимости от температуры, полимерное вещество находится в одном из физических состояний: стеклообразном, высокоэластичном, вязкотекучем. Область II (стеклообразное состояние) характеризуется малой величиной деформации, а ее величина пропорциональна температуре, то есть полимер ведет себя как обычное твердое тело, подчиняясь закону Гука. Полимеры при температурах ниже Тстекл подобны силикатным стеклам (прозрачны, хрупки и т.д.). Область П.О. - переходная область между стеклообразным и высокоэластичным состояниями. Переход полимера из стеклообразного состояния в высокоэластическое протекает в некотором температурном интервале, то на практике наблюдается возникновение переходной области между этими состояниями. Область III (высокоэластичное состояние) между Тстекл и Ттеч характеризуется также незначительным изменением деформации от температуры. Однако, в этой области деформация полимеров имеет обратимый характер. Область IV (вязко-текучее состояние) характеризуется значительным увеличением деформации с ростом температуры, причем деформация необратима. При дальнейшем увеличении температуры выше Тразл начинается термическая деструкция полимерной матрицы. 15. ОК, его назначение и свойства. Октоген (CH2)4N4(NO2)4  Свойства: Термостойкое бризантное взрывчатое вещество; Представляет собой белый порошок кристаллического характера; Не гигроскопичен; Практически не растворим в воде; Обладает высокой чувствительностью к удару; Плотность = 1,902 г/см3; Температура плавления: 278 - 280 °C (с разложением); Молярная масса = 296,1 г/моль; Стандартная энтальпия образования ∆H = 87,78 кДж/моль (322,7 кДж/кг); Скорость детонации 9100 м/с при плотности 1,84 г/см³. Объём газообразных продуктов взрыва 782 л/кг. Теплота взрыва 5,73 МДж/кг. Фугасность 480 мл. Тротиловый эквивалент 1,6. Назначение: ОК представляет интерес как термостойкое взрывчатое вещество. ОК эффективно применять в ТРТ в качестве окислителя, но только совместно с окислителем, имеющим свободный кислород. ОК эффективно использовать в СРТТ с активным ГСВ, повышающим кислородный баланс. ОК используется в составе смесевых ВВ для военных целей, как правило, для снаряжения кумулятивных зарядов, а также для снаряжения снарядов скорострельных мелкокалиберных пушек, так как высокий темп стрельбы приводит к развитию в таких орудиях высоких температур, к которым октоген стоек. Коллоквиум 3 2. Ртутная манометрия. Принцип работы. Ртуть - полезный материал для манометров из-за ее высокой плотности. Это означает, что необходима более короткая колонка по сравнению с водой. Например, давление, представленное столбом в 100 мм водяного столба, составляет чуть менее 7,4 мм рт. Ртутный манометр представляет собой стеклянную U-образную трубку, наполовину заполненную ртутью. Один конец подсоединяется к сосуду, давление в котором измеряется. Другой может быть либо оставлен открытым, либо опломбирован. Если оставить его открытым, измеренное давление будет относиться к давлению воздуха, которое является переменным. Если он герметичен, измеряемое давление является абсолютным давлением. Открытый (дифференциальный) ртутный манометр:  Давление определяется путем измерения разницы в высоте между эталонной колонкой (слева) и колонкой, соединенной с испытуемым объектом (справа). Первоначальное заполнение герметичного манометра ртутью и создание вакуума может быть проблематичным. Поэтому В 1938 году Адольф Циммерли изобрел манометр, который преодолел проблемы с наполнением. Ртутный манометр Циммерли:  Он состоит из трех относительно широких колонн. Столбцы в центре и справа функционируют как стандартный манометр с U-образной трубкой. Кроме того, верх центральной колонки соединен с нижней частью третьей колонки слева с помощью капиллярной трубки. Центральная колонка изначально полностью заполнена ртутью, как и соединительный капилляр. Два других столбца заполнены частично. Верхняя часть основной колонны справа и колонки резервуара слева соединены вместе и с входом для измерения давления. При приложении испытательного давления ртуть поднимается как в левом, так и в правом столбцах и падает в центральном столбце. Ртуть в верхней части капилляра разрывается, и там образуется вакуум. Затем давление измеряется обычным способом по разнице высот правой и центральной колонн. Поскольку при каждом измерении создается новый вакуум, проблема загрязнения вакуума не возникает. 8. Нитроэфиры и продукты их термического разложения. Нитроэфиры - органические соединения, содержащие одну или несколько групп -О-NO2, соединённых ковалентной связью с атомом углерода. Нитроэфиры склонны при хранении к разложению, примеси кислот увеличивают скорость разложения. Многие нитроэфиры чувствительны к ударам и детонации и способны разлагаться со взрывом. Первоначальной стадией реакции термического разложения нитроэфиров является разрыв связи RO-NO2, в результате чего образуются молекула диоксида азота (-NO2) и алкоксильный радикал (RO-). Последний превращается в продукты, содержащие альдегидные (R-CHO) и гидроксильные группы (R-HO), которые при взаимодействии с диоксидом азота (-NO2) приводят к образованию конечных продуктов разложения: оксида и диоксида углерода, оксидов азота и диазота, азота, водорода и воды (CO, CO2, NO, NO2, N2O, N2, H2, H2O). Например, разложение этилнитрата объясняется уравнениями:  14. Изучение кинетики химических процессов с помощью дериватографа. Принцип работы. Дериватография – это метод сложного термического анализа химических реакций и физических превращений, совмещающих в себе два классических метода: 1) дифференциально-термический анализ (ДТА); 2) термогравиметрия (ТГ) и, как следствие, дифференциальная термогравиметрия (ДТГ). При помощи ДТА можно установить изменение энтальпии, связанное с химическими реакциями, происходящими в испытуемом материале под влиянием тепла, изменение состояния и превращение фаз в данной пробе. Термогравиметрической (ТГ) кривой определяется потеря массы вещества или смеси в процессе нагревания до высоких температур. Дериватограф — прибор для термического анализа, позволяющий для одной пробы одновременно провести дифференциально-термический и термогравиметрический анализы. Он широко используется для исследования полимерных материалов, например, их термостойкости, процессов отверждения и т.д. Дериватограф работает автоматически и в результате работы строится график, на котором изображаются кривые, характеризующие изменения исследуемого образца от времени (кривые Т, ТГ, ДТА, ДТГ). Кривые характеризуют: Т – изменение температуры образца (кривая «температура–время»); ТГ – изменение массы образца (кривая изменения массы); ДТА – скорость изменения температуры (дифференциальная кривая изменения температуры); ДТГ – скорость изменения массы (кривая скорости изменения массы образца); Схема дериватографа:  Схема подключения термопар:  Схема крепления тигелей:  Пример дериватограммы:  Кривые Т и ДТА получаются в ходе автоматической записи показаний термопар: Кривая Т: Характеризует температуру в печи. Определяется по показаниям термопары №3. Кривая ДТА: Характеризует разность температур исследуемого и инертного вещества. Термопары 1 и 2 включены в электрическую цепь таким образом, что термотоки, возникающие в горячих спаях, направлены навстречу друг другу и взаимно компенсируются. При этом стрелка гальванометра, включенного в цепь дифференциальной термопары, стоит на нулевом делении: ∆T= Tр – Тэ = 0, где Tр – температура испытуемого вещества; Тэ – температура вещества-эталона (инертная субстанция), с которым не происходит никаких изменений при нагревании. Если происходит превращение испытуемого вещества с поглощением тепла (эндоэффект), тогда Tр< Тэ и ∆T< 0. На кривой ДTA появляется отклонение, направленное вниз от нулевой линии. Если вещество претерпевает превращение с выделением тепла, тогда Tр> Тэ и ∆T> 0. На кривой ДTA появляется пик экзоэффекта, направленный вверх от нулевой линии. Таким образом, дифференциальная термопара показывает разность температур между исследуемым веществом и веществом-эталоном. Кривая ТГ: Характеризует изменение веса исследуемого образца. В ходе нагревания вещества его вес меняется. При этом происходит разбаланс весов. Стрелка весов отклоняется, соответственно этому перемещается оптическая щель. Световой луч от специального источника 8 проходит через оптическую щель, попадает на светочувствительную бумагу 13, закрепленную на барабане 12 и регистрирует кривую изменения веса во времени. Кривая ДТГ: Характеризует скорость изменения веса исследуемого образца. К правому коромыслу весов подвешена индукционная катушка 10, которая находится в поле постоянного магнита 9. За счет разбаланса весов при изменении веса образца катушка движется в магнитном поле. При этом в ней индуктируется ток, напряжение которого пропорционально скорости отклонения весов, т.е. скорости изменения веса образца. Индукционный ток подается на гальванометр 11 ДТГ. Световой луч гальванометра регистрирует на фотобумаге кривую скорости изменения веса образца. С математической точки зрения кривая ДТГ может быть получена дифференцированием кривой TГ. Таким образом, кривая ДTГ является производной от кривой потери веса. Анализ дериватограммы позволяет выявить стадии разложения исследуемого вещества, определить температуры начала и окончания стадий разложения и определить степени превращения на каждой стадии. 20. Растровая электронная микроскопия. Достоинства и недостатки. Растровый электронный микроскоп (РЭМ) — электронный микроскоп, основанный на принципе взаимодействия электронного пучка с исследуемым объектом. Он позволяет работать в широком диапазоне увеличений приблизительно от 10 до 1 000 000 раз. Разрешающая способность (способность различать тонкие детали) оптического микроскопа ограничена длиной волны фотонов видимого света. Если мы захотим увидеть более тонкие детали, необходимо сократить длину волны, которая освещает объект исследования. Для этого можно использовать не фотоны, а, например, электроны, длина волны которых намного меньше. По такому принципу и работают электронные микроскопы. Принципиальная схема работы РЭМ: электронный пучок направляется на анализируемый образец. В результате взаимодействия генерируются низкоэнергетичные вторичные электроны, которые собираются детектором вторичных электронов. Интенсивность электрического сигнала детектора зависит как от природы образца (в меньшей степени), так и от топографии (в большей степени) образца в области взаимодействия. Таким образом возможно получить карту рельефа проанализированной зоны. Отличие растрового электронного микроскопа от просвечивающего электронного микроскопа: В электронной микроскопии на исследуемый образец направляется электронный пучок, который проходит через образец так, что часть электронов рассеивается на образце, а часть — нет. В просвечивающем микроскопе для получения изображения улавливаются электроны, прошедшие через поверхность исследуемого образца, а в растровом - электроны отраженные. Достоинства электронных микроскопов: - Обладают гораздо более высокой разрешающей способностью по сравнению с оптическими. Недостатки электронных микроскопов: - дороги в производстве и обслуживании; - должны размещаться в устойчивых зданиях без внешних электромагнитных полей; - образцы в основном должны рассматриваться в вакууме, так как молекулы, составляющие воздух, будут рассеивать электроны. |