КИНЕТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВЗРЫВНОГО РАЗЛОЖЕНИЯ ТЭНА, СОДЕРЖАЩЕГО НАНОРАЗМЕРНЫЕ ВКЛЮЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ, КОБАЛЬТА И НИКЕЛЯ

Работа посвящена расчету в рамках модернизированной модели горячей точки основных параметров инициирования взрывного разложения пентаэритриттетранитрата (ТЭНа) с наночастицами алюминия, кобальта и никеля: зависимости коэффициентов эффективности поглощения от размера наночастиц в матрице ТЭНа, пространственных и временных распределений температуры в системе ТЭН – наночастица, инициированной первой (1064 нм) и второй (532 нм) гармониками неодимового лазера. Показано, что диаметр частицы, соответствующий максимуму эффективности поглощения, и амплитуда максимума зависят от длины волны излучения. Для первой гармоники максимум эффективности поглощения наблюдается при больших размерах наночастиц алюминия, кобальта и никеля, чем для второй. При этом амплитуда максимума значительно уменьшается. Проведены расчеты наименьших значений критической плотности энергии и оптимальных размеров включений для каждой гармоники. Показано, что для всех рассмотренных включений критическая плотность энергии инициирования взрывного разложения второй гармоникой неодимового лазера значительно ниже, чем первой. Полученные результаты позволяют прогнозировать чувствительность энергетических материалов к воздействию лазерного излучения.

наноразмерные металлы, расчет эффективности поглощения, моделирование, энергетические материалы

1. Fair, H. D. Energetic Manerials. vol. 1. Physics and chemistry of the inorganic azides / H. D. Fair, R. F. Walker. – NewYork; London: PlenumPress. – 1977. – 382 р.

2. Гусаченко, Л. К. Зажигание и гашение гомогенных энергетических материалов световым импульсом / Л. К. Гусаченко, В. Е. Зарко, А. Д. Рычков // Физика горения и взрыва. – 2012. – Т. 28. – № 1. – С. 80 – 88.

3. Чумаков, Ю. А. Инициирование реакции в окрестности одиночной частицы, нагреваемой СВЧ излучением / Ю. А. Чумаков, А. Г. Князева // Физика горения и взрыва. – 2012. – Т. 28. – № 2. – С. 24 – 30.

4. Буркина, Р. С. Инициирование реакционно-способного вещества потоком излучения при поглощении его неоднородностями вещества / Р. С. Буркина, Е. Ю. Морозова, В. П. Ципилев // Физика горения и взрыва. – 2011. – Т. 47. – № 5. – С. 95  105.

5. Определение ширины фронта волны реакции взрывного разложения азида серебра / В. Г. Кригер [и др.] // Физика горения и взрыва. – 2012. – Т. 48. – № 4. – С. 129 – 136.

6. Кригер, В. Г. Релаксация электронно-возбужденных продуктов твердофазной реакции в кристаллической решетке / В. Г. Кригер, А. В. Каленский, А. А. Звеков // Химическая физика. – 2012. – Т. 31. – № 1. – С. 18  22.

7. Светочувствительный материал на основе смеси тэна и наночастиц алюминия / Б. П. Адуев [и др.] // Физика горения и взрыва. – 2012. – Т. 48. – № 3. – С. 127 – 132.

8. Адуев, Б. П. Влияние добавок частиц монокарбида никеля на чувствительность тетранитропентаэритрита к лазерному инициированию / Б. П. Адуев, Д. Р. Нурмухаметов, А. В. Пузынин // Химическая физика. – 2009. – Т. 28. – № 11. – С. 50 – 53.

9. Влияние эффективности поглощения лазерного излучения на температуру разогрева включения в прозрачных средах / В. Г. Кригер [и др.] // Физика горения и взрыва. – 2012. – Т.48. – № 6. – С. 54 – 58.

10. Comparative Analysis of Energetic Materials Explosion Chainand Thermal Mechanisms / М. V. Ananyeva [et al.] // Известия вузов. Физика. – 2012. – Т. 55. – № 11/3. – С. 13 – 17.

11. The Microcenter Heat Explosion Model Modernization / A. V. Kalenskii [et al.] // Известия вузов. Физика. – 2012. Т. 55. № 11/3. – С. 62 – 66.

12. Влияние длины волны лазерного излучения на энергетический порог инициирования азидов тяжелых металлов / В. М. Лисицин [и др.] // Физика горения и взрыва. – 2011. – Т. 47. – № 5. – С. 106 – 116.

13. Кригер, В. Г. Пороговая энергия инициирования азида серебра эксимерным лазером / В. Г. Кригер, А. В. Каленский, В. В. Коньков // Материаловедение. – 2003. – № 7. – С. 2 – 8.

14. Золотарев, В. М. Оптические постоянные природных и технических сред / В. М. Золотарев, В. Н. Морозов, Е. В. Смирнова. – Л.: Химия, 1984.

15. Диффузионная модель разветвленной цепной реакции взрывного разложения азидов тяжелых металлов / В. Г. Кригер [и др.] // Химическая физика. – 2009. – Т. 28. – № 8. – С. 67 – 71.

16. Механизм твердофазной цепной реакции / В. Г. Кригер [и др.] // Материаловедение. – 2006. – № 9. – С. 14 – 21.

17. Transition from slow Decomposition Process into the Self-Accelerated Mode in Energetic materials / A. V. Kalenskii [et al.] // Известия вузов. Физика. – 2012. Т. 55. № 11/3. – С. 50 – 54.

18. Неизотермическая модель разветвленной цепной реакции взрывного разложения энергетических материалов / Е. А. Гришаева [и др.] // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. – 2013. – Т. 10. – № 1. – С. 44 – 49.