SPECTRAL DEPENDENCE OF CRITICAL DENSITY OF ENERGY FOR INITIATION OF PETN (PENTAERYTHRITYL TETRANITRATE) CONTAINING NANO-PARTICLES OF GOLD
Abstract
The paper focuses on calculation of the basic parameters of initiation of the explosive decomposition of pentaerythrityl tetranitrate (PETN) containing nano-particles of gold: the dependences of the ratios of absorption effectiveness on the size of nano-particles in the matrix of PETN, critical (minimum) energy density of initiation of explosive decomposition of PETN – gold system, for the first (1064 nm) and second (532 nm) harmonics of neodymium laser. Upon transfer from the first to the second harmonic of neodymium laser the authors observed the shift of the maximum of effectiveness of absorption to the side of small radii of metal inclusions from 99 nm for the first harmonic to 22 nm – for the second. The value of the maximum ratio of absorption effectiveness in this case grows from 0.100 to 4.878. The calculated values of critical density of energy for initiation of PETN containing nano-particles of gold is: 552 mJ/cm2 for the first harmonic; 15 mJ/cm2 for the second, with radii of metal inclusions of 94 and 26 nm respectively. The authors conclude that the PETN – gold composite is a promising material for use as percussion cap of the optical detonator, which can be created on the base of the second harmonic of neodymium laser.
About the Authors
A. V. Kalenskiy
Kemerovo State University
Russian Federation
Russian Federation
Alexandr V. Kalenskii – professor Department of Solid State Chemistry
I. Yu. Zykov
Kemerovo State University
Russian Federation
Russian Federation
Igor J. Zykov – postgraduate Department of Solid State Chemistry
V. G. Krieger
Kemerovo State University
Russian Federation
Russian Federation
Vadim G. Kriger – professor Department of Solid State Chemistry
A. P. Nikitin
Institute of Coal-chemistry and Material Science of the Siberian branch of the RAS
Russian Federation
Russian Federation
AndreyP. Nikitin – postgraduate
B. P. Aduev
Institute of Coal-chemistry and Material Science of the Siberian branch of the RAS
Russian Federation
Russian Federation
Boris P. Aduev – Doctor of Physics and Mathematics, Vice-Director for Science
References
1. Адуев Б. П., Нурмухаметов Д. Р., Фурега Р. И., Звеков А. А., Каленский А. В. Взрывчатое разложение ТЭНа с нанодобавками алюминия при воздействии импульсного лазерного излучения различной длины волны // Химическая физика. 2013. Т. 32. № 8. С. 39 – 42.
2. Чумаков Ю. А., Князева А. Г. Инициирование реакции в окрестности одиночной частицы, нагреваемой СВЧ излучением // Физика горения и взрыва. 2012. Т. 28. № 2. С. 24 – 30.
3. Гришаева Е. А., Каленский А. В, Ананьева М. В., Звеков А. А. Неизотермическая модель разветвленной цепной реакции взрывного разложения энергетических материалов // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2013. Т. 10. № 1. С. 44.
4. Каленский А. В., Ананьева М. В., Гришаева Е. А., Звеков А. А., Кригер В. Г. Условия реализации режимов цепного и теплового взрывов энергетических материалов / // Вестник КемГУ. 2014. № 1 (57). Т. 1. С. 201 – 206.
5. Кригер В. Г., Каленский А. В., Звеков А. А. Релаксация электронно-возбужденных продуктов твердофазной реакции в кристаллической решетке // Химическая физика. 2012. Т. 31. № 1. С. 18 22.
6. Кригер В. Г., Каленский А. В., Звеков А. А., Боровикова А. П., Гришаева Е. А. Определение ширины фронта волны реакции взрывного разложения азида серебра // Физика горения и взрыва. 2012. Т. 48. № 4. С. 129 – 136.
7. Каленский А. В., Ананьева М. В., Кригер В. Г., Звеков А. А. Коэффициент захвата электронных носителей заряда на экранированном отталкивающем центре // Химическая физика. 2014. Т. 33. № 4. С. 11 – 16.
8. Каленский А. В., Булушева Л. Г., Кригер В. Г., Мазалов Л. Н. Моделирование граничных условий при квантово-химических расчетах азидов металлов в кластерном приближении // Журнал структурной химии. 2000. Т. 41. № 3. С. 605 – 608.
9. Кригер В. Г., Каленский А. В., Звеков А. А., Ананьева М. В., Боровикова А. П. Диффузионная модель разветвленной цепной реакции взрывного разложения азидов тяжелых металлов // Химическая физика. 2009. Т. 28. № 8. С. 67 – 71.
10. Адуев Б. П., Нурмухаметов Д. Р., Пузынин А. В. Влияние добавок частиц монокарбида никеля на чувствительность тетранитропентаэритрита к лазерному инициированию // Химическая физика. 2009. Т. 28. № 11. – С. 45 – 48.
11. Кригер В. Г., Каленский А. В., Коньков В. В. Пороговая энергия инициирования азида серебра эксимерным лазером // Материаловедение. 2003. № 7. С. 2 – 8.
12. Ананьева М. В., Каленский А. В., Гришаева Е. А., Зыков И. Ю., Никитин А. П. Кинетические закономерности взрывного разложения ТЭНа, содержащего наноразмерные включения алюминия, кобальта и никеля // Вестник КемГУ. 2014. № 1 (57). Т. 1. С. 194 – 200.
13. Каленский А. В., Звеков А. А., Ананьева М. В., Зыков И. Ю., Кригер В. Г., Адуев Б. П. Влияние длины волны лазерного излучения на критическую плотность энергии инициирования энергетических материалов // Физика горения и взрыва. 2014. Т. 50. № 3. С. 98 – 104.
14. Ananyeva M. V., Kriger V. G., Kalensii A. V., Zvekov A. A., Borovicova A. P., Grishaeva E. A., Zycov I. Yu. Comparative analysis of energetic materials explosion chain and thermal mechanisms // Известия вузов. Физика. 2012. Т. 55. № 11/3. С. 13 – 17.
15. Кригер В. Г., Каленский А. В., Звеков А. А., Зыков И. Ю., Адуев Б. П. Влияние эффективности поглощения лазерного излучения на температуру разогрева включения в прозрачных средах // Физика горения и взрыва. 2012. Т.48. № 6. С. 54 – 58.
16. Kalenskii A. V., Kriger V. G., Zvekov A. A., Grishaeva E. A., Zykov I. Yu., Nikitin A. P. The Microcenter Heat Explosion Model Modernization // Известия вузов. Физика. 2012. Т. 55. № 11/3. С. 62 – 66.
17. Золотарев В. М., Морозов В. Н., Смирнова Е. В. Оптические постоянные природных и технических сред. Л.: Химия, 1984. С. 216.
18. Лукатова С. Г. Расчет коэффициентов эффективности поглощения для композитов золото-тэн на второй гармонике неодимового лазера // Международное научное издание Современные фундаментальные и прикладные исследования. 2014. № 1(12). С. 95 – 98.
19. Кригер В. Г., Каленский А. В., Звеков А. А., Зыков И. Ю., Никитин А. П. Процессы теплопереноса при лазерном разогреве включений в инертной матрице // Теплофизика и аэромеханика. 2013. Т. 20. № 3. – С. 375 – 382.
20. Ананьева М. В., Звеков А. А., Зыков И. Ю., Каленский А. В., Никитин А. П. Перспективные составы для капсюля оптического детонатора // Перспективные материалы. 2014. № 7. С. 5 – 12.
21. Адуев Б. П., Нурмухаметов Д. Р., Белокуров Г. М., Звеков А. А., Каленский А. В., Никитин А. П., Лисков И. Ю. Исследование оптических свойств наночастиц алюминия в тетранитропентаэритрите с использованием фотометрического шара // Журнал технической физики. 2014. Т. 84. № 9. С. 126 – 131.
Review
For citations:
Kalenskiy A.V., Zykov I.Yu., Krieger V.G., Nikitin A.P., Aduev B.P. SPECTRAL DEPENDENCE OF CRITICAL DENSITY OF ENERGY FOR INITIATION OF PETN (PENTAERYTHRITYL TETRANITRATE) CONTAINING NANO-PARTICLES OF GOLD. SibScript. 2014;(3-1):218-223. (In Russ.)
Views:
387
Email this article 