Luận án Tiến sĩ Nghiên cứu ảnh hưởng của một số phụ gia, xúc tác cháy đến quy luật tốc độ cháy của thuốc phóng keo ballistic trên nền NCNGDG và NCNGDINA

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG VIỆN KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ QN SỰ LÊ DUY BÌNH NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA MỘT SỐ PHỤ GIA, XÚC TÁC CHÁY ĐẾN QUY LUẬT TỐC ĐỘ CHÁY CỦA THUỐC PHÓNG KEO BALLISTIC TRÊN NỀN NC-NG-DG VÀ NC-NG-DINA LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Hà Nội – 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG VIỆN KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ QN SỰ LÊ DUY BÌNH NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA MỘT SỐ PHỤ GIA, XÚC TÁC CHÁY ĐẾN QUY LUẬT TỐC ĐỘ CHÁY CỦA THUỐC PHÓNG KEO BALLISTIC TRÊN NỀN NC-NG-DG VÀ NC-NG-DINA Chuyên ngành: Kỹ thuật hóa học Mã số: 52 03 01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Phạm Văn Toại GS TS Nguyễn Việt Bắc Hà Nội – 2018 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nghiên cứu trình bày Luận án hoàn toàn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác, liệu tham khảo trích dẫn đầy đủ Hà Nội, ngày 12 tháng năm 2018 Nghiên cứu sinh Lê Duy Bình ii LỜI CẢM ƠN Luận án thực hoàn thành Viện Thuốc phóng Thuốc nổ/Tổng cục Cơng nghiệp Quốc phịng Viện Hóa học – Vật liệu/Viện Khoa học Cơng nghệ quân sự, Bộ Quốc phòng Nghiên cứu sinh xin chân thành cám ơn TS Phạm Văn Toại GS.TS Nguyễn Việt Bắc trực tiếp hướng dẫn, tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ nghiên cứu sinh suốt trình thực Luận án Nghiên cứu sinh tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy, Cơ giáo ngồi Qn đội, đặc biệt Thầy giáo Viện Khoa học Công nghệ Quân nhiệt tình giảng dạy, giúp đỡ suốt trình học tập, nghiên cứu Trân trọng cảm ơn lãnh đạo, huy Viện Khoa học Cơng nghệ qn sự, Phịng Đào tạo/Viện Khoa học Cơng nghệ qn sự, Viện Hóa học – Vật liệu, Viện Thuốc phóng Thuốc nổ, Nhà khoa học, bạn bè đồng nghiệp gia đình nhiệt tình giúp đỡ tác giả hoàn thành Luận án Hà Nội, ngày 12 tháng năm 2018 Nghiên cứu sinh Lê Duy Bình iii MỤC LỤC Trang Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt vi Danh mục bảng viii Danh mục hình vẽ, đồ thị xi 01 MỞ ĐẦU 05 Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 Cơ chế cháy thuốc phóng keo ballistic 05 1.1.1 Vùng nung nóng - vùng phản ứng pha rắn (pha K) 06 1.1.2 Vùng hỗn hợp khói khí vùng tối 09 1.1.3 Vùng phản ứng lửa (ngọn lửa thứ cấp) 10 1.1.4 Vùng định cháy thuốc phóng 11 1.2 Sự phân hủy nhiệt cấu tử thành phần thuốc phóng keo ballistic 15 1.2.1 Nitro xenlulo (NC) 15 1.2.2 Nitro glyxerin (NG) 16 1.2.3 Dietylen glycol dinitrat (DG) 16 1.2.4 Dietanol nitroamin dinitrat (DINA) 17 1.2.5 Dinitro toluen (DNT) 17 1.3 Ảnh hưởng thành phần thuốc phóng đến tốc độ cháy 19 1.4 Vai trò tác dụng xúc tác đến cháy thuốc phóng keo ballistic 21 1.4.1 Sự lan truyền nhiệt xúc tác cháy 21 1.4.2 Sự hội tụ hạt xúc tác cháy 23 1.4.3 Ảnh hưởng xúc tác cháy đến phản ứng cháy 24 1.5 Sự phụ thuộc tốc độ cháy theo áp suất vào phụ gia, xúc tác cháy 28 1.6 Kết luận chương 31 34 Chƣơng ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu 34 2.2 Thiết bị, máy móc nguyên liệu, hóa chất 34 2.2.1 Thiết bị, máy móc 34 2.2.2 Ngun liệu, hóa chất 35 2.3 Phương pháp nghiên cứu, thực nghiệm 36 2.3.1 Phương pháp tính tốn thiết kế đơn thành phần 36 iv 2.3.2 Phương pháp tạo mẫu 2.3.3 Phương pháp đo tốc độ cháy 2.3.4 Phương pháp đo đạc, kiểm tra bề mặt dập cháy 2.3.5 Phương pháp xác định đặc trưng hóa lý thuốc phóng 2.3.6 Phương pháp xác định thơng số thuật phóng 2.4 Tính tốn, xử lý số liệu 2.4.1 Xây dựng phương trình quy luật tốc độ cháy biểu diễn đồ thị mối quan hệ tốc độ cháy U theo áp suất P 2.4.2 Xác lập mối quan hệ tương quan khác đồ thị 2.4.3 Xử lý số liệu, sai số Chƣơng KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Nghiên cứu ảnh hưởng số phụ gia, xúc tác cháy đến quy luật cháy thuốc phóng keo ballistic NC-NG-DG 3.1.1 Quy luật tốc độ cháy thuốc phóng NC-NG-DG với thay đổi hàm lượng cấu tử thành phần mẫu 3.1.2 Ảnh hưởng phụ gia CaCO3 3.1.3 Ảnh hưởng số xúc tác cháy đơn 3.1.4 Ảnh hưởng số xúc tác cháy hỗn hợp 3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng số phụ gia, xúc tác cháy đến quy luật tốc độ cháy thuốc phóng keo ballistic NC-NG-DINA 3.2.1 Quy luật tốc độ cháy mẫu 3.2.2 Ảnh hưởng phụ gia CaCO3, Ckt hỗn hợp chúng 3.2.3 Ảnh hưởng xúc tác cháy sở PbO Ckt 3.2.4 Ảnh hưởng số xúc tác cháy đơn 3.2.5 Ảnh hưởng số xúc tác cháy hỗn hợp 3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng số phụ gia, xúc tác cháy đến thay đổi bề mặt cháy thành phần sản phẩm cháy thuốc phóng keo ballistic NC-NG-DG theo áp suất 3.3.1 Ảnh hưởng phụ gia, xúc tác cháy đến bề mặt cháy thuốc phóng áp suất khác 3.3.2 Ảnh hưởng phụ gia, xúc tác cháy đến thành phần sản phẩm cháy thuốc phóng áp suất khác 39 44 46 46 47 47 47 47 48 50 50 50 59 62 68 80 80 81 89 97 100 103 103 107 v 3.4 Nghiên cứu ảnh hưởng số phụ gia, xúc tác cháy đến thay đổi bề mặt cháy thành phần sản phẩm cháy thuốc phóng keo ballistic NC-NG-DINA theo áp suất 3.4.1 Ảnh hưởng phụ gia, xúc tác cháy đến bề mặt cháy thuốc phóng áp suất khác 3.4.2 Ảnh hưởng phụ gia, xúc tác cháy đến thành phần sản phẩm cháy thuốc phóng áp suất khác 3.5 Ứng dụng cho thiết kế đơn thành phần thuốc phóng TPHT-5K cho đạn chống tăng chống giáp phản ứng nổ ĐCT-7 đề xuất lựa chọn xúc tác cháy triển vọng cho thuốc phóng NDSI-2K cho đạn chống tăng PG-9 3.5.1 Ứng dụng cho thiết kế đơn thành phần thuốc phóng TPHT-5K 3.5.2 Đề xuất lựa chọn xúc tác cháy triển vọng cho thuốc phóng NDSI-2K KẾT LUẬN DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ TÀI LIỆU THAM KHẢO 110 111 114 118 118 123 126 128 130 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT B1 CaCO3 Ckt CoO Co3O4(nano) Co3O4(≤10µm) Cp Cu-Xal Cu-Pb-Pht E Ek K Lg Ls NDSI-2K p PbO Pb-Xal Qk qu Qv R Sp To Tp Ts TPHT-5K u1 u(p) U(p) - Hệ số tốc độ cháy [mm/s.at] Canxicacbonat Cacbon kỹ thuật (sử dụng mác N220) Coban (II) oxit Coban (II, III) oxit, có kích hạt dạng nano Coban (II, III) oxit, có kích hạt nhỏ 10 µm nhiệt dung riêng pha K [J/g.K) Đồng xalixilat Đồng chì phtalat Năng lượng hoạt hóa, [kcal/mol] Năng lượng hoạt hóa pha K, [kcal/mol] Hằng số tốc độ phân hủy nhiệt, [s-1] Khoảng cách vùng phản ứng khí, [mm] Khoảng cách vùng - khói - khí, [mm] Thuốc phóng sở mẫu NC-NG-DINA Áp suất, [at], [MPa], [kG/cm2] Chì (II) oxit Chì xalixilat Nhiệt lượng tỏa pha K, [kcal/kg], [kJ/kg] Nhiệt lượng xạ đến pha K, [kcal/kg], [kJ/kg] Nhiệt lượng cháy thuốc phóng, [kcal/kg], [kJ/kg] Hằng số khí lý tưởng, [Jmol-1K-1] Spinen Nhiệt độ cháy ban đầu thuốc phóng, [K] Nhiệt độ bề mặt cháy thuốc phóng, [K] Nhiệt độ vùng hỗn hợp - khói - khí, [K] Thuốc phóng sở mẫu NC-NG-DG Hệ số tốc độ cháy Hàm phụ thuộc tốc độ cháy theo áp suất Tốc độ cháy áp suất P, [mm/s] vii U(op) Z(p) ∆H - Tốc độ cháy mẫu áp suất P, [mm/s] Hiệu xúc tác cháy áp suất P Entanpy phản ứng, [kcal/mol], [kJ/mol] i - Đặc trưng nhiệt hóa chất hóa học i, [kcal/kg  %] λ - Hệ số truyền nhiệt, [W/m.K] ν ρ - Hệ số mũ áp suất, [mm/s.at] Mật độ pha K, [g/cm3] BTP DBP - Bán thành phẩm Dibutyl phtalat DEP DG - Dietyl phtalat Dietylen glycol dinitrat DINA DNDEG - Dietanol nitroamin dinitrat Dinitro dietylen glycol DNEG DNT - Dinitro etylen glycol Dinitro toluen DPA - Diphenyl amin NC NC-NG-DG - Nitro xenlulo Nitro xenlulo - nitro glyxerin - dietylen glycol dinitrat NC-NG-DINA NG - Nitro xenlulo - nitro glyxerin - dietanol nitroamin dinitrat Nitro glyxerin NGL NIBGTN - Nitro glycol Nitro isobutyl glyxerin trinitrat NM - Nitromas bán thành phẩm sau trộn, nấu thuốc phóng viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Bảng 1.2 Bảng 2.1 Bảng 2.2 Bảng 2.3 Bảng 3.1 Bảng 3.2 Bảng 3.3 Bảng 3.4 Bảng 3.5 Bảng 3.6 Bảng 3.7 Bảng 3.8 Bảng 3.9 Bảng 3.10 Bảng 3.11 Bảng 3.12 Bảng 3.13 Bảng 3.14 Trang Tốc độ cháy hệ cấu tử theo hàm lượng DNT (4 MPa) 20 Ảnh hưởng xúc tác cháy đến hệ số mũ ν [63] 31 Đơn thành phần mẫu NC-NG-DG NC-NG-DINA 37 Hàm lượng phụ gia, xúc tác cháy cho mẫu thuốc phóng 38 NC-NG-DG NC-NG-DINA Kết tính tốn nhiệt lượng cháy mẫu thuốc 39 phóng NC-NG-DG NC-NG-DINA có khơng có phụ gia, xúc tác cháy Thành phần, hàm lượng 02 đơn mẫu NC-NG-DG 50 Tốc độ cháy mẫu áp suất khác 50 Các thông số quy luật tốc độ cháy theo đơn thành phần 51 khác mẫu thuốc phóng NC-NG-DG Tốc độ cháy áp suất khác đơn số đơn 52 số có thêm 0,55 % CaCO3 Các thơng số quy luật tốc độ cháy mẫu đơn số 53 đơn số có thêm 0,55 % CaCO3 Tốc độ cháy mẫu + 1,9 % PbO + 0,5 % CoO + 53 0,55 % CaCO3 áp suất khác Các thông số quy luật tốc độ cháy mẫu đơn 55 số số bổ sung thêm 1,9 % PbO + 0,5 % CoO + 0,55 % CaCO3 Ảnh hưởng hàm lượng Ckt đến tốc độ cháy (ở 70 at) đối 56 với mẫu thuốc phóng NC-NG-DG Ảnh hưởng hàm lượng DNT đến tốc độ cháy (70 at) 57 thuốc phóng NC-NG-DG Ảnh hưởng hàm lượng CaCO3 đến tốc độ cháy 59 áp suất khác Các thông số quy luật tốc độ cháy theo hàm lượng CaCO3 61 Ảnh hưởng hàm lượng CoO đến tốc độ cháy 62 Các thông số quy luật tốc độ cháy theo hàm lượng CoO 63 Ảnh hưởng số phụ gia, xúc tác đơn kết hợp với 65 0,55 % CaCO3 đến tốc độ cháy 123 cong P = f(t) chúng ổn định Như vậy, việc lựa chọn đơn thành phần với tỷ lệ phụ gia, xúc tác cháy, bao gồm: 0,5 % CaCO3 + 0,5 % CoO + 1,8 % PbO hoàn toàn hợp lý thiết kế, chế tạo thuốc phóng TPHT-5K cho đạn chống tăng chống giáp phản ứng nổ ĐCT-7 3.5.2 Đề xuất lựa chọn xúc tác cháy triển vọng cho thuốc phóng NDSI-2K: Đến tại, số kết nghiên cứu thuốc phóng NDSI-2K xoay quanh vấn đề tốc độ cháy ổn định cháy động Mặc dù, vấn đề nâng cao tốc độ cháy giải sở tăng hàm lượng Ckt thành phần thuốc phóng Tuy nhiên, thử nghiệm nhiệt độ cao (+50oC), áp suất cháy thường bị tăng cục sai lệch áp suất cháy đơn phát so với áp suất trung bình nhóm (∆P/Pmax TB) vượt ngưỡng cho phép Về nguyên nhân, luận án làm sáng tỏ, hàm lượng Ckt lớn, mặc tốc độ cháy cao trình cháy thường ổn định đặc biệt tốc độ cháy phụ thuộc lớn vào áp suất (hệ số mũ ν lớn) Qua nghiên cứu, đánh giá thơng số phương trình quy luật tốc độ cháy mục 3.2 cho thấy, với tỷ lệ phụ gia, xúc tác cháy, bao gồm: 1,7 % CaCO3 + 0,1 % Ckt + 0,8 % PbO cho hiệu xúc tác cháy (tốc độ cháy, hệ số mũ ν) đạt yêu cầu thuốc phóng NDSI-2K hệ NCNG-DINA Tuy nhiên, hệ số mũ ν cịn tương đối cao Ngồi ra, mục 3.4 chứng minh khả cho hiệu xúc tác cháy thông qua nghiên cứu bề mặt cháy thành phần sản phẩm cháy sử dụng hệ phụ gia, xúc tác cháy so với hệ phụ gia, xúc tác cháy với tỷ lệ 0,5 % CaCO3 + 0,5 % CoO + 1,8 % PbO cho thuốc phóng NC-NG-DG Kết hợp kết nghiên cứu đạt với kết thử nghiệm trước Luận án tiến hành phân tích, đánh giá hiệu xúc tác cháy hệ PbO, Ckt CaCO3 so với hệ Pb-Xal CaCO3 Trong đó, kết thử nghiệm thuốc phóng NDSI-2K cho đạn chống tăng PG-9, cho hình 124 3.59 (a, b) Ở đây, hình (a) đường cong phụ thuộc áp suất theo thời gian cháy nhiệt độ khoảng 3oC, với tỷ lệ xích trục áp suất trục thời gian cháy tương ứng 20 bar 100 ms; hình (b) đường cong phụ thuộc áp suất theo thời gian cháy nhiệt độ khoảng 50oC, với tỷ lệ xích trục áp suất trục thời gian cháy tương ứng 40 bar 70 ms] a) Đường cong P = f(t) thỏi NDSI-2K 3oC b) Đường cong P = f(t) thỏi NDSI-2K 50oC Hình 3.59 Sự phụ thuộc áp suất theo thời gian cháy thuốc phóng NDSI-2K động PG-9 nhiệt độ thử nghiệm khác [7] Hình 3.59 kết hợp với kết thử nghiệm cho thấy, thời gian cháy thỏi thuốc phóng NDSI-2K động PG-9 nhiệt độ 3oC 50oC chênh lệch lớn (tương ứng khoảng 630 ms 380 ms) Điều cho thấy, tốc độ cháy phụ thuộc tương đối lớn vào áp suất Ngoài ra, đường cong P = f(t) chúng ổn định Đặc biệt, nhiệt độ +50oC, đường cong P = f(t) có dấu hiệu lồi lõm dốc Qua cho thấy, thuốc phóng cháy ổn định chênh lệch tốc độ cháy vùng áp suất cao áp suất thấp tương đối lớn So với xúc tác cháy PbO CoO lựa chọn cho thuốc phóng TPHT-5K hệ xúc tác PbO Ckt thuốc 125 phóng NDSI-2K cho hiệu xúc tác cháy cháy ổn định thuốc phóng động Từ phân tích đánh giá thấy, cần thiết phải nghiên cứu lựa chọn hệ xúc tác cháy khác tối ưu để thay hệ xúc tác cháy PbO, Ckt sử dụng cho thuốc phóng NDSI-2K [7] Qua kết nghiên cứu ảnh hưởng phụ gia, xúc tác cháy đến quy luật cháy thuốc phóng keo ballistic NC-NG-DINA khẳng định, với tỷ lệ 1,7 % CaCO3 + 2,1 % Pb-Xal cho tốc độ cháy, hiệu xúc tác cháy hệ số ν tốt so với tỷ lệ 1,7 % CaCO3 + 0,1 % Ckt + 0,8 % PbO Khi đó, tốc độ cháy, hiệu xúc tác cháy hệ số mũ ν đạt U100 = 13,65 mm/s, Z = 1,16, ν = 0,4 tương ứng tỷ lệ 1,7 % CaCO3 + 2,1 % Pb-Xal U100 = 13,58 mm/s, Z = 1,15, ν = 0,53 tương ứng với tỷ lệ 1,7 % CaCO3 + 0,1 % Ckt + 0,8 % PbO Với kết thử nghiệm, đánh giá phân tích thấy, q trình thiết kế liều phóng nói chung thuốc phóng NDSI-2K nói riêng, ngồi việc đảm bảo tốc độ cháy đạt yêu cầu theo quy định việc hạn chế tối đa phụ thuộc tốc độ cháy vào áp suất đặt lên hàng đầu Khi đó, biết, hệ số ν cao ảnh hưởng lớn đến trình cháy thuốc phóng động phản lực Do đó, xét khía cạnh quy luật tốc độ cháy (tốc độ cháy hệ số mũ ν) bề mặt cháy thành phần sản phẩm cháy với kết nghiên cứu đạt được, hoàn toàn thay hệ xúc tác PbO + Ckt xúc tác Pb-Xal mà đảm bảo tốc độ cháy hệ số mũ ν đạt yêu cầu, chí cịn tốt so với quy định Đối với thuốc phóng NDSI-2K, yêu cầu tốc độ cháy phải nằm khoảng 13,5 mm/s đến 15,5 mm/s (ở 100 at) hệ số mũ ν nhỏ 0,6 tốt 126 KẾT LUẬN Với nội dung triển khai nghiên cứu, luận án đạt kết đóng góp sau: Những kết chính: - Đã nghiên cứu ảnh hưởng số phụ gia, xúc tác cháy đến quy luật tốc độ cháy thuốc phóng keo ballistic NC-NG-DG Kết cho thấy, phụ gia CaCO3 xúc tác cháy CoO cho khả tăng tốc độ cháy khơng lớn lại làm giảm hệ số mũ ν khoảng xác định Sự kết hợp PbO, CoO Ckt với CaCO3 cho tốc độ cháy cao không đảm bảo hệ số mũ ν Sự kết hợp PbO, Co3O4 với CaCO3 cho hệ số mũ ν tương đối nhỏ không đạt tốc độ cháy Mặc dù, kết hợp đồng chì phtalat chì xalixilat với CaCO3 cho hiệu xúc tác cháy tốt Tuy nhiên, so với kết hợp PbO, CoO CaCO3 hiệu xúc tác cháy cịn Tỷ lệ xúc tác cháy tối ưu cho thuốc phóng NCNG-DG là: 0,5 % CaCO3 + 0,5 % CoO + 1,8 % PbO Hệ xúc tác cháy hoàn toàn đáp ứng yêu cầu cho chế tạo thuốc phóng TPHT-5K - Đã nghiên cứu ảnh hưởng số phụ gia, xúc tác cháy đến quy luật tốc độ cháy thuốc phóng keo ballistic NC-NG-DINA Kết cho thấy, phụ gia Ckt Ckt kết hợp với CaCO3 cho tốc độ cháy cao song không đảm bảo hệ số mũ ν Sự kết hợp PbO, Ckt với CaCO3 cho tốc độ cháy hệ số mũ ν đạt yêu cầu Với tỷ lệ hợp lý khoảng 1,7 % CaCO3 + 0,8 % PbO + 0,1 % Ckt cho U100 = 13,58 mm/s hệ số mũ ν = 0,53 So với hỗn hợp vừa nêu kết hợp chì xalixilat với CaCO3 cịn cho hiệu xúc tác cháy tốt (tốc độ cháy cao hơn, hệ số mũ ν thấp hơn) Khi đó, U100 = 13,65 mm/s ν = 0,40 tương ứng tỷ lệ tối ưu khoảng 1,7 % CaCO3 + 2,1 % chì xalixilat Do đó, việc thay hệ xúc tác cháy PbO Ckt xúc tác cháy chì xalixilat cho thuốc phóng NDSI-2K để đảm bảo tốc độ cháy hệ số mũ ν tốt hồn tồn có triển vọng - Đã nghiên cứu ảnh hưởng áp suất (tăng dần từ 10 at đến 100 at) đến bề mặt cháy thuốc phóng keo ballistic NC-NG-DG NC-NGDINA Kết cho thấy, mức độ giảm khung muội cacbon theo áp suất thuốc phóng NC-NG-DG chậm (khi có xúc tác cháy) nhanh (khi khơng có xúc tác cháy) so với thuốc phóng NC-NG-DINA 127 - Đã nghiên cứu ảnh hưởng áp suất (tăng dần từ 10 đến 100 at) đến thành phần sản phẩm cháy bề mặt cháy thuốc phóng keo ballistic NC-NG-DG NC-NG-DINA Kết cho thấy, hàm lượng cacbon cịn lại bề mặt cháy thuốc phóng NC-NG-DG lớn (khi khơng có xúc tác cháy) nhỏ (khi có xúc tác cháy) so với thuốc phóng NC-NG-DINA Khả hội tụ CoO PbO bề mặt cháy thuốc phóng NC-NG-DG cao tương ứng, áp suất khoảng 70 at 40 at, thuốc phóng NC-NG-DINA khả hội tụ PbO tốt khoảng 70 at - Trên sở số kết nghiên cứu đạt luận án: (*) Đã lựa chọn đơn thành phần hệ xúc tác cháy với tỷ lệ 0,5 % CaCO3 + 0,5 % CoO + 1,8 % PbO để phục vụ cho việc thiết kế, chế tạo thuốc phóng TPHT-5K Thơng qua kết thử nghiệm cho thấy, tiêu thuật phóng sản phẩm hoàn toàn đạt yêu cầu theo tài liệu thiết kế đạn chống tăng chống giáp phản ứng nổ ĐCT-7 Đặc biệt, đường cong phụ thuộc áp suất theo thời gian cháy, P(t) động nhiệt độ khác ổn định, q trình cháy phụ thuộc vào áp suất (*) Đề xuất thay hệ xúc tác cháy PbO Ckt xúc tác cháy chì xalixilat cho thuốc phóng NDSI-2K Những đóng góp luận án: - Đã nghiên cứu ảnh hưởng số phụ gia, xúc tác cháy đến thay đổi thông số quy luật tốc độ cháy thuốc phóng keo ballistic NC-NG-DG NC-NG-DINA - Đã lý giải hệ thống sâu sắc ảnh hưởng số loại phụ gia xúc tác đến tốc độ cháy thuốc phóng keo gốc NC-NG-DG NC-NG-DINA - Đã đưa hệ xúc tác cháy áp dụng cho thuốc phóng TPHT-5K cho đạn chống tăng chống giáp phản ứng nổ ĐCT-7 hệ xúc tác cháy áp dụng cho thuốc phóng NDSI-2K cho đạn chống tăng PG-9 Hướng nghiên cứu luận án: - Nghiên cứu nâng cao chất lượng thuốc phóng NDSI-2K cho đạn chống tăng PG-9 sở ứng dụng hệ xúc tác cháy triển vọng chì xalixilat - Nghiên cứu ảnh hưởng kích thước hạt xúc tác cháy (ngoài PbO) đến quy luật tốc độ cháy thuốc phóng keo ballistic 128 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ Lê Duy Bình, Phạm Văn Toại, Đàm Đức Trung (2015), “Nghiên cứu ảnh hưởng số phụ gia đến tốc độ cháy thuốc phóng keo ballistic NC-NG-DG”, Tạp chí Hóa học, số 53 (5e1), tr.48-53 Le Duy Binh, Nguyen Viet Bac, Pham Van Toai, Dam Duc Trung (2016), “Effect of catalyst on the burning rate of energy materials based on NCNG-DINA”, The 4th academic conference on natural science for young scientists, master and PhD Students from Asean countries, Bangkok, Thailand.15-18 December (2015), p.230-239 Lê Duy Bình, Đàm Đức Trung Lê Anh Dũng (2015), “Ảnh hưởng hàm lượng số phụ gia đến khả hóa dẻo tốc độ cháy thuốc phóng NC-NG-DG”, Tạp chí Khoa học Kỹ thuật, Học viện KTQS, số (173), tr.3-9 Lê Duy Bình, Nguyễn Việt Bắc (2017), “Nghiên cứu ảnh hưởng áp suất đến bề mặt dập cháy thành phần sản phẩm cháy bề mặt dập cháy thuốc phóng keo ballistic NC-NG-DG NC-NG-DINA”, Tạp chí Nghiên cứu KH&CNQS, Viện KH&CNQS, số (47), tr.141-149 Lê Duy Bình, Phạm Văn Toại, Nguyễn Việt Bắc (2018), “Nghiên cứu ảnh hưởng phụ gia CaCO3, Ckt hỗn hợp chúng đến quy luật tốc độ cháy thuốc phóng keo balistit NC-NG-DINA”, Tạp chí Nghiên cứu KH&CNQS, Viện KH&CNQS, số (55), tr.169-177 Lê Duy Bình, Phạm Văn Toại, Nguyễn Việt Bắc (2018), “Nghiên cứu ảnh hưởng hệ phụ gia, xúc tác cháy PbO, Ckt CaCO3 đến quy luật tốc độ cháy thuốc phóng keo balistit NC-NG-DINA”, Tạp chí Nghiên cứu KH&CNQS, Viện KH&CNQS, số (56), tr.141-148 129 Lê Duy Bình, Phạm Văn Toại, Nguyễn Việt Bắc (2018), “Nghiên cứu ảnh hưởng số hệ phụ gia, xúc tác cháy đơn hỗn hợp đến quy luật tốc độ cháy thuốc phóng keo balistit NC-NG-DINA”, Tạp chí Nghiên cứu KH&CNQS, Viện KH&CNQS, số (56), tr.149-156 Lê Duy Bình, Phạm Văn Toại, Nguyễn Việt Bắc (2018), “Nghiên cứu ảnh hưởng số hệ xúc tác cháy đến quy luật tốc độ cháy thuốc phóng phản lực balistic NC-NG-DG”, Tạp chí Khoa học Kỹ thuật, Học viện KTQS Đang xếp lượt, chờ đăng Lê Duy Bình, Phạm Văn Toại, Nguyễn Việt Bắc (2018), “Một số kết nghiên cứu chế thử thuốc phóng TPHT-5K cho đạn chống tăng chống giáp phản ứng nổ ĐCT-7”, Tạp chí Nghiên cứu KH&CNQS, Viện KH&CNQS Đang xếp lượt, chờ đăng 130 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: Ngơ Văn Giao (2005), “Tính chất thuốc phóng nhiên liệu tên lửa”, Nhà xuất Quân đội Nhân dân, Hà Nội Ngô Văn Giao (1999), “Cơng nghệ sản xuất thuốc phóng nhiên liệu tên lửa”, Tập 1, Học viện Kỹ thuật Quân sự, Hà Nội Nguyễn Cơng Hịe, Vũ Đức Lợi (2004), “Khả nâng cao tốc độ cháy cho nhiên liệu tên lửa keo”, Tạp chí Nghiên cứu KHKT&CNQS, Trung tâm KHKT&CNQS, số đặc san Vật liệu nổ 10/2004, tr.91-94 Nguyễn Cơng Hịe, Dương Ngọc Cơ (2009), “Khả tăng tốc độ cháy nhiên liệu tên lửa keo lượng cao phụ gia cacbon kỹ thuật”, Tạp chí Nghiên cứu KH&CNQS, Viện KH&CNQS, số đặc biệt, 10/2009, tr.43-46 Ngơ Thế Khuề (1988), “K hiệu thuốc phóng thuốc nổ”, Học Viện Kỹ thuật Quân sự, Hà Nội Phan Đức Nhân cộng (2013), “Công nghệ sản xuất thuốc phóng nhiên liệu tên lửa nitrotxenlulo”, Nhà xuất Quân đội Nhân dân, Hà Nội Đỗ Đức Trí cộng (2014), “Một số kết nghiên cứu hồn thiện cơng nghệ chế tạo thuốc phóng NDSI-2K dùng cho đạn PG-9”, Tạp chí Nghiên cứu KH&CNQS, số đặc san (TPTN’14), Viện KH&CNQS, tr.116-124 Tiêu chuẩn Việt Nam, TCVN/QS 755: 2013, “Thuốc phóng keo hai gốc Phương pháp sắc ký lỏng cao áp xác định thành phần hóa học - Thuốc phóng hai gốc hình ống Xác định hàm lượng NG, DNT, xentralit số 2, DPA” Tiêu chuẩn Ngành, 31 TC 110:2003, “Thuốc phóng keo hai gốc - Phương pháp định lượng thành phần hóa học Định lượng vazơlin” 10.Tiêu chuẩn Ngành, 31 TC 117:2001, “Thuốc phóng keo hai gốc - Phương pháp xác định thành phần hóa học Định lượng hàm ẩm” 131 11.Tiêu chuẩn Ngành, 06 TCN 889:2001, “Phương pháp định lượng nhiệt lượng cháy thuốc phóng” 12.Tiêu chuẩn Quân sự, TQSA 418:2006, “Xác định độ an định hóa học thuốc phóng phương pháp Vi-ây” 13.Tiêu chuẩn Quân sự, TQSA 1282:2006, “Phương pháp xác định khối lượng riêng thuốc phóng keo hai gốc” 14.Hồng Thế Vũ, Vũ Đức Lợi (2004), “Ảnh hưởng hàm lượng muội than lên tốc độ cháy nhiên liệu keo”, Tạp chí Nghiên cứu KHKT&CNQS, Trung tâm KHKT&CNQS, số đặc san Vật liệu nổ 10/2004, tr.104-107 Tiếng Anh: 15.Alan Whitmore (2008), “Burning Rate Catalysts”, Experimental Rocketry 16.Alexander S Shteinberg (2006), “Fast Reactions in Energetic Materials: High-Temperature Decomposition of Rocket Propellants and Explosives”, Translated from Russian Edition (5-9221-0690-2), Published by Nauka in September 2008 17.Camp A T, Crescenzo F.G (1964), “Copper and Lead Burning rate modifiers for Double Base Propellants Containing Alluminum”, U.S Patent 3138499 18.Crawford B L, Huggett C and McBrady J J (1944), “Observation on the Burning of Double-Base Powders”, National Defense Research Committee Armor and Ordnance Report No A-268 (OSRD No.3544) 19.Hewkin D J, Hicks J A, Powling J and Watts H (1971), “The Combustion of Nitric Ester-Based Propellant: Ballistic Modification by Lead Compounds”, Combustion Science and Technology, p.307-327 20.Department Technical Manual of Army (1984), “Military Explosives” TM9-1300-214 132 21.Department of Technical Manual-Department of the Air Force Technical Order (1955), “Military Explosives” TM 9-1910 22.Lengellé G, Duterque J, Trubert J.F (2002), “Combustion of Solid Propellants”, Special course on internal Aerodynamics in Solid rocket Propulsion, Belgium, p.27-31 23.Manelis G B, Nazin G M, Rubtsov YU I and Strunin V A (2003), “Thermal Decomposition and Combustion of Explosives and Propellants”, CRC Press (Verlag), 978-0-415-29984-8 (ISBN), 361 p 24.Adams G K (1965), “The Chemistry of Solid Propellant Combustion: Nitrate Ester or Double Base Systems”, Proceedings of Fourth Symposium on Naval Structual Mechanics, Purdue University, p.117-147 25.Adams G K, Wisemen L.A (1954), “The Combustion of Double Base Propellant”, Selected Combustion Problem Butterworth’s Scientific Publications, London, p.277-288 26.Suh N P, Adams G K, Lenchitz C (1974), “Observation of the role of Lead modifier in Super - Sate Burning of Nitrocellulose Propellants”, Combustion and Flame, V.22, p289-293 27.Kubota N (1973), “The mechanism of Super-rate burning of catalyzed double base propellants”, Princeton University, Department of Aerospace and Mechanical Sciences 28 Kubota N, Ohlemiller T J, Caveny L H and Summerfield M (1975), “The mechanism of super-rate burning of catalyzed double base propellants”, Aerospace and Mechanical Sciences Department, Princeton University, Princeton, New Jersey 29.Kubota N (2007), “Propellants and explosives - Thermochemical Aspects of Combustion”, Second, Completely Revised and Extended Edition; WILEY-VCH Verlag 30.Meyer R, Kohler J and Homburg A (2007), “Explosives”, Sixth, Completely Revised Edition, WILEY-VCH Verlag 133 31.Steinberger R and Drechsel P.D (1969), “Manufacture of Cast DoubleBase Propellant”, Washington, DC 32.Preckel R F (1962), “Gas Producing Charges”, U.S Patent 30337153033718 33.Preckel R F (1965), “Plateau Ballistics in Nitrocellulose Propellants”, AJAA, V.3, No.2, p 346-347 34.Urbanski Taudeuzs (1967), “Chemistry and Technology of explosives”, Volume I, II, III, IV, Warszava Tiếng Nga: 35.Зенин А А (1980), “Процессы в зонах горения баллиститных порохов”, физические процессы при горении и взрыве, М Атомиздат, c.68-105 36.Зенин А.А (1962), “Исследование распределений температуры при горении конденсированных веществ”, Дис К.х.н ИХФ АН СССР, 164с 37.Андросов А С, Денисенко М И, Денисюк А П, Токарев Н П (1976), “К вопросу о влиянии катализаторов на скорость горение и термичекое разложение нитроцеллюлозы”, Известия высших учебник заведений Химия и хим Технология, Т 14, №8, c.79-83 38.Андросов А С, Денисюк А П, Кувшинов В М, Токарев Н П (1974), “О взаимосвязи влияния катализаторов на термическое разложение и горение порохов”, Физика горения и взрыва, Т.10, №3, c.338-341 39.Андросов А С, Денисюк А П, Токарев Н П, Фоминов К Г (1975), “О ролиотдельных компонентов при катализе горения баллиститных порохов”, Физика горения и взрыва, №1, c.18-26 40.Андросов А С, Денисюк А П, Токарев Н П (1978), “О механизме влияния комбинированных свинцово - медных катализаторов на горение порохов”, Физика горения и взрыва, Т 14, № 2, c.63-66 134 41.Андросов А С, Денисенко М И, Денисюк А П, Токарев Н П (1976), “К вопросу о вллиянии катализаторов на скорость горения и термическое разложение нитроцеллюлозы”, Изв Вузов, Химия и хим Технология, Т 19, №8, c.54-58 42.Марголин А Д, Крупкин В Г, Хубаев В Г, Байков В И, Токарев Н П, Денисюк А.П (1978), “Закономерности горения баллиститных составов при перегрузах”, Физика горения и взрыва, Т.14, №6, c 29-36 43.Марголин А Д (1961), “О ведущей стадии горения”, ДАН СССР, Т 141, №5, c.1131-1134 44.Марголин А Д, Похил П Ф (1963), “Влияние давления на скорость процессов в реакционном слое конденсированной фазы горящего пороха”, ДАН СССР, Т.150, №6, c.1304-1306 45.Архипов А Г, Денисюк А П, Кондриков Б Н (1987), “О горении пластифицированной нитроцеллюлозы”, Физика горения и взрыва, Т.8, №3, c.236-240 46.Мержанов А Г (1960), “О роли диспергирования при горении порохов”, ДАН СССР, Т.135, №6, c.1439-1441 47.Денисюк А П (1994), “Горение порохов и твердых ракетных топлив”, Российский химико-технологический университет им Менделеева, Издательство Москва, 171c 48.Денисюк А П, Демидова Л А (2004), “Особенности влияния некоторых катализаторов на горение баллиститных порохов”, Физика горения и взрыва, Т 40, № 3, c 69-76 49.Денисюк А П, Козырева Т М, Хубаев В Г (1975), “О влиянии соотношения между PbO и сажей на скорость горения баллиститного пороха”, Физика горения и взрыва, Т 11, № 2, c.315-318 50.Денисюк А П, Марголин А Д, Токарев Н П и др (1977), “Роль сажи при горении баллиститных порохов со свинецсодержащими катализаторами”, Физика горения и взрыва, Т 13, № 4, c 576-584 135 51.Денисюк А П, Демидова Л А, Галкин В И (1995), “Ведущая зона горения баллиститных порохов с катализаторами”, Физика горения и взрыва, Т.31, №2, c.32-40 52.Денисюк А П, Шепелев Ю Г, Русии Д Л, Шумский И В (2001), “Влияние гексогена и октогена на эффективность действия катализаторов горения баллиститных порохов”, Физика горения и взрыва, Т.37, №2, c.77-83 53.Денисюк А П, Шепелев Ю Г (2009), “Определение Баллистических Характеристик Лабораторный Параметров практикум, Горения РХТУ, им Порохов Д И и трт”, Менденлеева, Аедеральное Агенство по образованию, 136 с 54.Денисюк А П, Архипов А Г, Калашников И В, Пашкова О В (1984), “Зависимость скорости горения от температуры поверхности для различных составов на основе нитроклетчатки”, Физика горения и взрыва, Т.20, №5, c.26-29 55.Глазкова А П (1976), “Катализ горения взрывчатых веществ”, Академия Наук СССР Ордена Ленина Институт химической физики, Издательство Наука, Москва, 262 c 56.Лурье Б.А., Светлов Б.С (1994), “Кинетические характеристики первичной стадии термического распада органических нитратов”, Кинетика и катализ, Т 35, №2, c.165-175 57.Марьин В К, Боклашов Н М, Романенко Б Г и др (2005), “Производство и эксплуатация порохов и взрывчатых веществ”, П80 Учебник, Пенза, ПАИИ, 350 с 58.Хубаев В Г, Денисюк А П, Козырева Т М (1975), “О влиянии соотношения между и сажей на скорость горение баллиститного пороха”, Физика горения и взрыва, Т.11, №3, c.11-51 136 59.Александров В В, Хлевной С С (1970), “Кинетика тепловыделения в конденсированной фазе пироксилина при повышенных температурах”, ПМТФ, №1, c.158-163 60.Александров В В, Хлевной С С (1970), “О температуре поверхности при беспламенном горении нитроглицеринового пороха”, Физика горения и взрыва, T.6, № 3, c.438-443 61.Жуков Б.П (1951), “Исследование и разработка баллиститных ракетных порохов”, Автореферат диссертации доктора технических наук, Москва, Российский химико-технологический университет им Д.И.Менделеева 62.Бахман Н Н, Зайцев В А, Кичин Ю С, Колесов С М, Фогельзанг А Е, Чусов В Н (1974), “Исследование профиля температуры в зоне горения смесевых систем”, Сборник статей Вопросы теории взрывчатых веществ, Труды МХТИ им Д.И.Менделеева, выпуск LXXXIII, с.123-134 63.Ньен Чан Аунг (2008), “Влияние состава пороха на эффективность действия катализаторов кандидата химических горения”, наук - Автореферат Москва, диссертации Российский химико- технологический университет им Д.И.Менделеева 64.Шепелев Ю.Г, Фогельзанг А.Е, А.П Денисюк, А.Е Деминов (1990), “Влияние начальной температуры на скорость горения баллиститных порохов в области высокого давления”, Физика горения и взрыва, Т 5, № 4, c.40-45 65.Андреев К К (1966), “Термическое разложение и горение взрывчатых веществ”, М Наукаб, 346 с 66.Андреев К.К, Беспалов Г Н (1963), “О горении нитроглицерина”, Сб статей М, Оборонгиз, c.430-442 137 67.Головина Л А, Денисюк А П, Токарев Н П и др (1981), “О механизме действия Fe2O3 при горении модельного нитроглицеринового пороха”, Физика горения и взрыва, Т 18, № 6, c.137-140 68.Фиошина М.А, Русин Д.Л (2004), “Основы химии и технологии порохов и твердых ракетных топлив”, Москва, 261с 69.Коробейничев О.П, Хлевной С.С (1970), “Масс спектрометрическое изучение термического разложения нитроглицеринового пороха при высоких температурах”, Физика горения и взрыва, Т 6, №3, c.404-406 70.Похил П.Ф (1953), “О механизме горения бездымых порохов”, Сб “Физика взрыва”, Изд АН СССР, №2, c.181-182 71.Похил П.Ф, Романданова Л.Д, Белов М.М (1955), “О механизме горения бездымых порохов”, Сб “Физика взрыва”, часть 2, Изд АН СССР, №2, c.93-115 72.Похил П.Ф (1969), “О ведущей стадии горения порохов”, Физика горения и взрыва, Т 5, №3, c.439-440