W badaniach testowano palnik pirotechniczny zaprojektowany i wykonany w Zakładzie Materiałów Wysokoenergetycznych Politechniki Warszawskiej, który może służyć do przepalania plastikowych obudów min. Palnik ten składał się z tekturowo-gipsowej obudowy, w której umieszczony był ładunek pirotechniczny. Ładunek pirotechniczny składał się z masy termitowej oraz masy generującej tlen. Skonstruowany palnik pirotechniczny w oparciu o zmodyfikowane masy termitowe przepalał w ciągu kilku sekund plastikowe płytki o grubości 3 mm, także te, które były umieszczone pod 5-centymetrową warstwą piasku. Najlepszy efekt uzyskano dla masy termitowej o składzie: Fe2O3 (69%); Al (23%); Viton A (8%). Zastosowanie dodatkowych ładunków generujących tlen pozwoliło efektywniej przepalać plastikowe płytki.
EN
Pyrotechnic torch designed and constructed in Division of High Energetic Materials, Warsaw University of Technology, was tested in these studies. It can be used to burning the plastic mine casings. This torch consisted of a cardboard - plaster casing in which a pyrotechnic charge was placed. The charge was composed of a termite and an oxygen-generating mass. The torch based on a modified termite mass burned in a few seconds the plastic plates with a thickness of 3 mm, even those that were placed under 5 cm sand layer. The best effect was achieved for the following mass composition: Fe2O3 (69%); Al (23%); Viton A (8%). Application of additional oxygengenerating charges allowed for more efficient burning of the plastic plate.
Rozwój Państwowej Wytwórni Prochu (PWP) w Pionkach przypada na lata dwudzieste ubiegłego wieku i jest związany z wybitną postacią dr inż. Jana Prota, który nie tylko miał gruntowne wykształcenie w kierunku znajomości fizykochemicznych procesów technologicznych, ale również był dobrym organizatorem. Pod jego kierownictwem zakład realizował nowoczesną technologię prochu, co spowodowało bardzo szybki rozwój miasta. Po wojnie zakład produkował duże ilości prochów, ale nie modernizował technologii. Obecnie wykorzystywana jest technologia w dużej mierze oparta na osiągnięciach z lat 20-tych, co całkowicie uniemożliwia konkurowanie z innymi producentami. W Zakładzie Materiałów Wysokoenergetycznych opracowano fizykochemiczne podstawy energooszczędnej technologii prochów impregnowanych. Stworzenie możliwości technicznych w ZPS w Pionkach pozwoliłoby wykonać skok z technologii lat 20-tych do technologii obecnie realizowanych na świecie.
EN
The development of State Factory of Gunpowder (PWP) dates back to the 1920s and was integrally connected with the prominent personage of dr. eng. Jan Prot, who was thoroughly educated in the field of physicochemical technological processes. He was also an excellent organizer. Under his guidance the Factory launched modern production of gunpowder what caused also dynamic growth of the small city Pionki. After the second world war the Factory continued an intensive manufacturing of gunpowder, but the technology was not modernised. At present the applied technology is mainly based on achievements from the twenties of the last country, what make the competition with another produces completely impossible. In the Division of High-energetic Materials a modern physicochemical rudiment of energy saving technology of modified propellants was developed. The modernization of the plant i.e. ZPS Pionki would allow to make a technological jump from twenties to modern production carried out nowadays in different countries.
Zbadano strukturę prochu bazowego(zielonego) siedmio i jedno kanalikowego stosując metodę sorpcji azotu i mikroskopii elektronowej. Warstwa palna składa się z lepiszcza utworzonego z niskazotowej nitrocelulozy i włókien wysokoazotowych. Powierzchnia ziarna jest pokryta kilku nanometrową warstwą żelowanej nitrocelulozy. W przypadku prochu siedmiokanalkowego powierzchnia właściwa jest mniejsza w stosunku do powierzchnia właściwej prochu jednokanalikowego. Im większa jest grubość warstwy palnej tym mniejsza jest powierzchnia właściwa. Ujednolicenie właściwości powierzchni jak i warstwy podpowierzchniowej jest możliwe w procesie impregnacji prochu zielonego.
EN
The structure of seven and single-perforated base propellants („green”) were examined using nitrogen adsorption method and scanning electron microscopy. The burning layer consist of a binder created by low nitrogen grade nitrocellulose and high nitrogen content fibers. The grains surface is covered with few nanometers layer of gelatinized nitrocellulose. In case of seven-perforated propellant the specific surface is lower than the specific surface of single-perforated one. By increasing the burning layer thickness its specific surface is decreasing. The unification of feature structure and as well as undersurface burning layer is possible in impregnation process of the green propellant.
Metody DSC i DTA pozwalają przy zastosowaniu równań empirycznych wykorzystujących dane kinetyczne na zaklasyfikowanie substancji do potencjalnie niebezpiecznych lub bezpiecznych. Wykorzystanie reguły 100 oraz temperatury ADT24 pozwala określić maksymalną bezpieczną temperaturę prowadzenia procesów technologicznych. Materiały wysokoenergetyczne z punktu widzenia bezpieczeństwa można zaklasyfikować przy użyciu: potencjału Koenena, indeksu termicznego ryzyka, indeksu zagrozenia reakcją, indeksu chwilowej gęstości mocy oraz parametru zagrożenia wybuchem. Wykonano analizy DSC i DTA soli amonowej dinitroaminy (ADN), wyznaczono parametry kinetyczne i na ich podstawie oszacowano bezpieczeństwo użytkowania i warunki bezpieczne prowadzenia procesów technologicznych. Maksymalna, bezpieczna temperatura prowadzenia procesów technologicznych z wykorzystaniem ADN-u jest niższa od 351 K. Sól amonowa dinitroaminy została zaklasyfikowana do grupy związków niestabilnych, potencjalnie niebezpiecznych, zdolnych do wybuchu, do grupy związków wysokiego ryzyka. Uzyskane wysokie parametry indeksów niebezpieczeństwa wskazują na to, że ADN wymaga szczególnej ostrożności w procesach technologicznych oraz przy wykorzystywaniu w formach użytkowych.
EN
DSC and DTA methods, combined with empirical equations based on kinetic data, allow one to classify a substance as potentially harmful or safe. Utilizing the "100 degree rule" and ADT24 temperature enables one to determine the highest safe temperature at which a technological process can be carried out. High energetic materials can be classified from the safety standpoint by using: Koenen potential, Thermal risk index, Reaction hazard index, Instantaneous Power Density and Explosion Potential. DSC and DTA analysis of dinitroamine salt (ADN) were performed. On the basis of the results usage safety and safe conditions of technological process were estimated. The highest safe temperature of the technological process with using ADN is 351 K. ADN was classified to the group of the unstable compounds, potentially dangerous, able to explode and to the group of the high risk substances. The obtained high values of safety parameters indicate that ADN requires great caution when it is used in operational moulds and in technological processes.
Przedstawiono rezultaty badań struktury warstwy palnej i jej wpływ na parametry użytkowe dia prochu siedmio-kanalikowego impregnowanego wybranymi modyfikatorami mało i wielkocząsteczkowymi oraz ich mieszaninami. Dla układu nitrogliceryna - polimer zbadano wpływ metody wprowadzania modyfikatorów na szybkość wylotową pocisku i ciśnienie maksymalne. Badano wpływ zwiększania grubości warstwy modyfikowanej na zmiany ciśnienia maksymalnego
EN
In this work the results of the burning layer structure and it's influence on application parameters for seven-perforated powder impregnated by selected micro and macromolecule deterrents and mixture of thereof were presented. For the system nitroglycerine - polymer the influence of deterrents incorporation method on the projectile velocity and maximum pressure was analyzed. The influence on extending the thickness of modified burning layer on the maximum pressure changes were studied.
Stale materiały miotające, wykorzystujące jako główny składnik granulat nitrocelulozowy, wymagają opracowania nowoczesnej technologii, która pozwoli na bezpieczniejsze i prostsze otrzymywanie paliw. Niniejsza praca to wstęp do szerokich badań nad taką technologią. Obejmuje ona zbadanie zjawisk fizykochemicznych zachodzących podczas procesu formowania paliw. Jako składniki, obok granulatu, wybrano ciekłe nitroestry, które powodują żelatynizację nitrocelulozy. Podjęto próbę opisu kinetyki procesu pęcznienia granul nitrocelulozowych. Badania prowadzono w różnych temperaturach dla 3 ciekłych nitroestrów: nitrogliceryny, diazotanu dietylenoglikolu i diazotanu trietylenoglikolu. Oznaczono czasy relaksacji, i współczynniki dyfuzji.
EN
Solid propellants obtained from nitrocelluloses granules need to develop modern technologies of production. This technology is a much safer and simpler method of obtaining propellant. This work is an introduction to the extensive research on this technology. It includes the examination of physicochemical phenomena occurring during the processing of propellants. As components, added to granules, selected liquid nitrate esters, which are known to cause gelation of nitrocellulose. The kinetics of swelling process of nitrocelluloses granules was attempted to describe. The research was conducted at different temperatures for 3 liquid nitrate esters: nitroglycerin, diethyleneglycol dinitrate and triethyleneglycol dinitrate. The relaxation times and diffusion coefficients were specified.
Kaloryczność prochów jednobazowych jest głównie zdeterminowana właściwościami nitrocelulozy użytej do produkcji. Zwiększenie kalorycznoci prochu jest możliwe poprzez wprowadzenie nitrogliceryny do jednobazowego prochu w procesie impregnacji. W opracowaniu przedstawiono metodę impregnacji prochu 12/7. Do warstw zewnętrznych wewnętrznych kanalików wprowadzono 15 i 20 phr nitrogliceryny zwiększając kaloryczność z 3770 J/g do 4190 J/g dla (15phr) i do 4400 J/g dla (20phr). Siła prochu zwiększyła się z 818 odpowiednio do 830 i 880 J/kg. W procesie impregnacji degresywne spalanie prochu jednobazowego zostało zmienione na spalanie progresywne.
EN
The calorific value of the nitro-cellulose single-base powder is determined mainly by the properties of nitro-cellulose used for its manufacture and increasing of the calorific value is possible by adding the nitro-glycerine in the impregnation process. A method of impregnation for the 12/7 type powder is presented in the paper. The 15 and 20 phr of nitro-glycerine was introduced into the external layers of internal micro-channels what resulted in increasing of the calorific value from 3770 J/g to 4190 J/g for 15 phr and to 4400 J/g for 20 phr. The power of the powder increases respectively from 818 to 830 and 880 J/kg and the digressive burning of the single-based powder was replaced into the progressive one.
Szybko spalające się i wysoko wydajne paliwa rakietowe najczęściej są oparte o dobrze znany utleniacz nadchloran amonu i aluminium. Zasadniczą wadą tego utleniacza jest powstawanie łatwo wykrywalnej smugi i wydzielanie dużych ilości chlorowodoru. Wykrycie trajektorii lotu pozwala z łatwością określić położenie miejsca startu rakiety. Wydzielanie dużych ilości chlorowodoru wpływa niszcząco na środowisko. Podejmowane są badania w kierunku uformowania paliwa, w ktorym utleniacz nie posiadał wymienionych wad. W Zakładzie Materiałów Wysokoenergetycznych Politechniki Warszawskiej podjęto prace mające na celu opracowania paliw niezawierających nadchloranu amonu lub w ilościach na tyle małych, aby smuga powstała w wyniku pracy silnika nie była wykrywalna na obecnym poziomie technicznego zaawansowania. Prowadzone są systematyczne prace nad otrzymaniem i zastosowaniem soli amonowej dinitroaminy jako utleniacza i lepiszcz polimerowych zawierających grupy eksplozoforowe. Wymienione składniki posiadają duże potencjalne możliwości do formowania paliw do rakiet superszybkich.
EN
The ammonium perchlorate and aluminium is a well known oxidiser commonly used for highly efficient and fast burning rocket propellants. The main disadvantage of this propellant is the easy detectable trace and great emission of hydrogen chloride what in consequence leads to detection of missile’s trajectory and its launching pad. Moreover the emission of hydrogen chloride has a very negative impact into the environment. The research works are carried out to develop a propellant without these drawbacks and in the Section of High Energetic Materials at the Warsaw’s University of Technology they focus on propellants without ammonium perchlorate or with so low amount of it to prevent the detection of a rocket motor trail by contemporary technical means. Systematic works are under way on the receiving and using of dinitroaminum ammonium salt as a oxidiser and binding polymers with explozophorous groups. The components listed above have great potential possibilities to become propellants of super fast rockets.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono różne techniki pomiarowe TG i DSC do charakteryzowania prochów jednobazowych i dwubazowych. Przedyskutowano różnice w mechanizmach spalania. Określono parametry kinetyczne i ich przydatność do przewidywania właściwości użytkowych. Zaproponowane metody mogą być wykorzystywane w zakładach produkcyjnych do badań jakości prochów i oceny balistycznej.
EN
The different measurement techniques TG and DSC for the characterisation of one- and two-based powders are presented in the paper with the discussion of differences in the burning mechanisms, the definition of kinetic charactericstics and their suitability for the prediction of effective properties, and a proposal of the method that could be used by the manufactures for powder qualification tests and ballistic evaluation.
The vapour pressure of liquid substances causes difficulties and even in some cases makes the reliable interpretation of DSC and TG results in stability determinations impossibile. The efforts were made towards the reduction of evaporation process in decomposition by choice of proper measurement conditions. Triazines containing the -Cl, -OCH3 and -SCH3 substituents were chosen as the model compounds for the measurement methodology. They are mainly used as a herbicides. They are in liquids state during the thermal decomposition measurements The most advantageous conditions for high temperature chemical change detection through thermogravimetry measurements were reached with application of platinum labyrinth crucibles with constant mass loss rate Q=0,1 mg/min and boundary heating rate of 5K/min. In the case of DSC method, the most reliable results were obtained for measurements performed in hermetical alumina pans closed under vacuum. The sample pans with small lid holes of j=0.05 mm were used for determination of catalytic properties of volatile decomposition products.
PL
W pracy omówiono zastosowanie dwóch technik analizy termicznej takich jak różnicowa kalorymetria przemiatająca (DSC) i termograwimetria (TG) do badania przemian termicznych triazyn. Jako związki modelowe wybrano kilka triazyn, które znajdują zastosowanie jako herbicydy. Stwierdzono, że szczególną rolę w ustalaniu metodyki pomiarów odgrywa rodzaj i typ naczyniek stosowanych w tych metodach. W zależności od tego, czy stosuje się naczyńka bez pokrywki czy labiryntowe, obserwuje się różne przebiegi procesów. Zastosowanie naczyniek ze swobodnym lub utrudnionym odpływem fazy gazowej prowadzi do różnych warunków i temperatur zachodzących przemian chemicznych spowodowanych działaniem temperatury.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Stabilność fazy cieplnej jest nieporównywalnie niższa od stabilności fazy stałej. Założono, że rzeczywista faza stała składa się z doskonale uporządkowanej fazy stałej i fazy amorficznej-ciekłej związanej z zanieczyszczeniami, zawsze obecnymi w rzeczywistym materiale wybuchowym. Do szacowania stabilności fazy stałej przyjęto model, w którym faza stała doskonale uporządkowana jest całkowicie stabilna, natomiast domeny ciekłe rozkładają się zgodnie z modelem kinetycznym oznaczonym dla fazy stałej powyżej temperatury topnienia. Do oznaczania zawartości fazy ciekłej poniżej temperatury topnienia wykorzystano równanie kriometryczne z poprawką na ciecz istniejącą w temperaturze uznanej za początek procesu topnienia. Powyższy model szacowania stabilności termicznej w warunkach składowania zastosowano do trotylu, heksogenu i mieszaniny tych składników.
EN
The stability of the liquid phase is much lower than the solid phase one. It was assumed that a real solid phase consists of ideally arranged solid phase and an amorphous liquid one connected with contamination which always exists in the real explosive material. To estimate the solid phase stability a model was accepted in which ideally arranged solid phase is totally stable and the liquid domains are distributed accordingly with kinetic model defined for the solid phase above the melting temperature. A cryometric equation was used with an amendment for the liquid that exists at temperature defined as the commence of the melting process was used for determination of a liquid phase content below the melting temperature. The above storing condition thermal stability estimation model was used for TNT, hexagon, and their mixture.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przeprowadzono analizę mikrokalorymetryczną prochów wyprodukowanych w kraju i za granicą. W celu określenia wpływu struktury ziarna prochowego na procesy spalania opracowano metodę badania kinetyki samospalania pojedynczego ziarna. Przedstawiono wyniki modyfikacji prochu i analizę porównawczą.
The most important results of the experimental and theoretical studies of solid-liquid-vapor equilibria carried out in the Department of Physical Chemistry at Warsaw University of Technology between 1975-1995 are reported. The thermodynamic expressions for the solvent activity, the solubility and the excess functions of mixing along the liquids of an eutectic system have been derived by integration of Gibbs-Duhem relation.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wyniki badań saletry amonowej ze składnikami stosowanymi jako paliwo, a także z materiałami wybuchowymi. Pomiary wykonano mikrokalorymetrem przepły-wowym DSC 605M UNlPAN współpracującym z komputerem IBM AT. Przedstawiona metoda może być w przyszłości wykorzys-tana do tworzenia nowoczesnych, wiarygodnych, wyrażonych w jed-nostkach fizykochemicznych, norm zarówno dla azotanu amonu, pozostałych składników stosowanych w produkcji GMW, jak i samych GMW.
EN
Results of tests of ammonium nitrate with components used as fuel and also with explosives are presented. Mesurements have been performed using microcalorimeter DSG 605M UMPAN coopera-ting with the computer IBM AT. Presented method can be used in future for formation of modern, reliable, expressed in phisicochemi-cal units standards for both ammonium nitrare and other com-ponents applied in GMW (mining explosives) production as well as GMW themselves.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.