СОЗДАНИЕ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ ХАРАКТЕРИСТИК

Отчет 127 с., 48 рис., 21 табл., 167 источников. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ КОНДЕНСИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ, СМЕСЕВЫЕ ТВЕРДЫЕ РАКЕТНЫЕ ТОПЛИВА, ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ, ТЕРМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ, КВАТОВОХИМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, ГОРЕНИЕ, ДЕТОНАЦИЯ, ВЗРЫВ, МЕХАНОАКТИВИРОВАННЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ КОМПОЗИТЫ. Объектом исследования являются высокоэнергетические материалы (ВЭМ), предназначенные для применения в существующих и перспективных композициях, а также процессы их термолиза, горения и детонации - сложный комплекс физико-химических процессов разделенных и/или совмещенных по времени и пространству. Цель научно-исследовательской работы – создание и исследование высокоэнергетических материалов нового поколения с помощью современного приборного парка, с применением инновационных технологий и с использованием современных методов научного поиска. В процессе работы проводились теоретические и экспериментальные исследования как отдельных компонентов ВЭМ, так и композиций на их основе. Использованы современные методы физико-химического анализа компонентов и композиций ВЭМ, а также современные методы оценки эффективности их применения. В течение третьего года выполнения Государственного задания в 2020 году: - Усовершенствована существующая термоаналитическая методика исследования физико-химических превращений и определения кинетических параметров процесса разложения энергетических материалов за счет применения дифференциальной сканирующей калориметрии высокого давления (на примере 3,5-динитро-1Н-пиразола); - Определен доминирующий первичный канал разложения 3,5-динитро-1Н-пиразола и получена информация о его термической стабильности с применением высокоточных квантовохимических расчетов; - Методами сканирующей зондовой микроскопии определены морфологические, механические и электрические свойства поверхности энергетического композитного материала, что необходимо для создания технологии направленной модификации ЭМ. Экспериментально установлена связь между микроскопическими свойствами поверхности частиц октогена, покрытых полимерами, и макроскопическими объемными свойствами композитов октоген/полимер; - Определен оптимальный состав «полимер-окислитель», перспективный для 3D-печати реакционных энергетических материалов, обладающий необходимыми физико-химическими, теплофизическими и реологическими параметрами и созданы образцы энергетических композитов; - Разработаны методические рекомендации по калориметрическому измерению теплоты взрыва алюминизированных и фторсодержащтих составов. Исследовано влияние добавок политетрафторэтилена на теплоту взрыва и метательную способность взрывчатых составов. Проведен анализ перспектив использования политетрафторэтилена в составах метательного действия, содержащих как известные, так и новые ВВ; - Определены критические давления инициирования неидеальной детонации, а также параметры детонации модельных составов на основе ПХА с добавками, в том числе высокометалллизированных композиций; - Исследовано влияние различных факторов на параметры воздушной ударной волны от приподнятых зарядов. Рассмотрено влияние метрологических условий и приборных погрешностей измерения расстояния до эпицентра и давления на фронте воздушной ударной волны на величину тротилового эквивалента, рассчитанную по эмпирической формуле Садовского; - Определены рецептуры и оптимальные условия приготовления нанотермитных составов Al/Bi2O3 и Al/CuO с различным содержанием компонентов. Экспериментально установлены температура и критическая энергия их воспламенения при лазерном инициировании. Полученные в результате выполнения Государственного задания теоретические и экспериментальные данные представлены в публикациях, указанных в Приложении Б.