Luận án tiến sĩ nghiên cứu ảnh hưởng của thành phần và công nghệ chế tạo đến đặc trưng năng lượng, nổ cháy của thuốc nổ hỗn hợp chứa bột nhôm và chất thuần hóa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ NGUYỄN VĂN KHƯƠNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA THÀNH PHẦN VÀ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO ĐẾN CÁC ĐẶC TRƯNG NĂNG LƯỢNG, NỔ CHÁY CỦA THUỐC NỔ HỖN HỢP CHỨA BỘT NHÔM VÀ CHẤT THUẦN HÓA LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Hà nội - 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHỊNG VIỆN KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ QN SỰ NGUYỄN VĂN KHƯƠNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA THÀNH PHẦN VÀ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO ĐẾN CÁC ĐẶC TRƯNG NĂNG LƯỢNG, NỔ CHÁY CỦA THUỐC NỔ HỖN HỢP CHỨA BỘT NHÔM VÀ CHẤT THUẦN HĨA Ngành: Kỹ thuật hóa học Mã số: 9520301 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS Ngô Văn Giao PGS TS Nguyễn Trần Hùng Hà nội - 2023 i LỜI CAM ĐOAN Nghiên cứu sinh xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng nghiên cứu sinh Các số liệu, kết trình bày luận án hoàn toàn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Các liệu tham khảo trích dẫn đầy đủ Hà Nội, ngày tháng năm 2023 Nghiên cứu sinh Nguyễn Văn Khương ii LỜI CẢM ƠN Luận án thực hồn thành Viện Hố học - Vật liệu/Viện Khoa học Công nghệ quân sự, Bộ Quốc phịng Viện Thuốc phóng thuốc nổ/Tổng cục Cơng nghiệp quốc phòng Trước tiên, NCS xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Ngô Văn Giao PGS.TS Nguyễn Trần Hùng tận tình dẫn khoa học, hướng dẫn, giúp đỡ động viên NCS suốt trình học tập thực luận án NCS trân trọng cảm ơn Thủ trưởng Viện Khoa học Cơng nghệ qn sự; Phịng Đào tạo/Viện Khoa học Công nghệ quân sự; Cục Khoa học quân sự; Viện Hóa học - Vật liệu; Viện Thuốc phóng Thuốc nổ; Bộ mơn Thuốc phóng Thuốc nổ, Khoa Vũ khí/Học viện Kỹ thuật Qn sự; Phịng thí nghiệm Động lực học bay, Viện Tên lửa/Viện Khoa học Công nghệ quân tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ NCS trình học tập, nghiên cứu hoàn thiện luận án NCS trân trọng cảm ơn Thầy, Cô giảng viên, nhà khoa học công tác Viện Khoa học Công nghệ quân sự, Học viện Kỹ thuật quân sự, Tổng cục Công nghiệp quốc phịng, Viện Hàn lâm Khoa học Cơng nghệ Việt Nam, Viện Hóa học cơng nghiệp Việt Nam, Đại học Bách khoa Hà nội; bạn bè, đồng nghiệp có nhận xét, góp ý quý báu cho NCS q trình học tập, thực nghiệm, nghiên cứu, hồn thiện luận án Cuối cùng, NCS xin trân trọng cảm ơn tình cảm q giá, động viên khích lệ, giúp đỡ gia đình, người thân, bạn bè NCS thực luận án Nghiên cứu sinh Nguyễn Văn Khương iii MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC .iii DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG ix DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ xi MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN 1.1 Khái quát chung thuốc nổ 1.1.1 Quá trình nổ, thuốc nổ 1.1.2 Các yêu cầu thuốc nổ 1.1.3 Các đặc trưng lượng, nổ cháy thuốc nổ Phân loại thuốc nổ, tương thích thành phần 15 1.2.1 Thuốc nổ đơn 15 1.2.2 Thuốc nổ hỗn hợp 19 1.2.3 Sự tương thích thành phần thuốc nổ 23 1.3 Công nghệ chế tạo thuốc nổ hỗn hợp phương pháp trộn 24 1.3.1 Các phương pháp nhồi thuốc nổ 24 1.3 Đặc điểm trình nhồi đúc thuốc nổ 25 1.3.3 Nhồi đúc thuốc nổ hỗn hợp chứa RDX, TNT, bột Al chất hóa 27 1.3.4 Kiểm tra chất lượng liều nổ đúc 28 1.4 Tình hình nghiên cứu ngồi nước thuốc nổ hỗn hợp 28 1.4.1 Tình hình nghiên cứu thuốc nổ chứa Al chất hóa Việt Nam 28 1.4.2 Tình hình nghiên cứu thuốc nổ chứa Al chất hóa giới 29 Chương PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM 43 2.1 Vật tư, hóa chất trang thiết bị thí nghiệm 43 2.1.1 Vật tư, hóa chất 43 iv 2.1.2 Trang thiết bị, dụng cụ 45 Phương pháp thực nghiệm kỹ thuật sử dụng 47 Phương pháp phân tích số tiêu bột Al 47 Phương pháp tạo mẫu thuốc nổ 47 Xác định công thức phân tử giả định, hệ số cân oxy hệ số oxy thuốc nổ hỗn hợp chứa Al 48 Xác định thành phần thuốc nổ 50 Xác định nhiệt lượng nổ 51 Phương pháp xác định tốc độ nổ 52 Phương pháp xác định khả đập vụn theo độ nén trụ chì 52 Phương pháp xác định khả sinh công lắc xạ thuật 53 Đo áp suất xung áp suất 53 10 Phương pháp xác định độ nhớt động lực học thuốc nổ 54 11 Phương pháp xác định độ bền nén thuốc nổ 54 Phương pháp xác định mật độ thuốc 55 13 Phương pháp xác định độ an định chân không 55 14 Phương pháp phân tích nhiệt tính lượng hoạt hóa 55 2.2.15 Một số phương pháp đánh giá độ tương hợp 56 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 57 3.1 Nghiên cứu lựa chọn chất hóa 57 3.1.1 Ảnh hưởng chất hóa đến đồng mẫu 57 3.1 Đánh giá độ phân hủy nhiệt mẫu 62 3.1.3 Độ an định chân không mẫu thuốc nổ dùng xerezin, hỗn hợp xere in tristearin 69 3.1.4 Độ bền nén mẫu sử dụng xerezin hỗn hợp xerezin - tristearin 71 3.2 Tính tốn số tính nổ cháy thuốc nổ 72 3.2.1 Tính tốn cơng thức phân tử giả định 72 3.2.2 Tính tốn số đặc trưng lượng nổ cháy thuốc nổ phần mềm DETO 2.0 73 v 3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng l đến đặc trưng lượng, nổ cháy thuốc nổ 75 3.3.1 Ảnh hưởng l đến nhiệt lượng nổ, thể tích sản phẩm khí nổ khả sinh cơng thuốc nổ 75 3.3.2 Ảnh hưởng l đến tốc độ nổ, độ nén trụ chì 82 3.4 Nghiên cứu ảnh hưởng bột l đến áp suất ư, xung áp suất tốc độ sóng xung kích Dự đốn q trình cháy Al thuốc nổ 89 3.4.1 Ảnh hưởng l đến áp suất ư, xung áp suất 89 3.4.2 Ảnh hưởng l đến tốc độ sóng xung kích ngồi khơng khí 93 3.4.3 Sự hình thành cầu lửa, dự đốn q trình cháy nhơm nổ ngồi khơng khí 95 3.5 Nghiên cứu lựa chọn tham số công nghệ chế tạo thuốc nổ hỗn hợp 101 3.5.1 Lựa chọn thứ tự phối trộn thành phần 101 3.5.2 Nghiên cứu lựa chọn chế độ công nghệ phối trộn hỗn hợp 101 3.5.3 Nghiên cứu lựa chọn nhiệt độ đúc thuốc nổ 106 3.5.4 Ảnh hưởng nhiệt độ đúc đến thời gian ủ thuốc, tính đồng thành phần mật độ khối thuốc thu 113 3.5.5 Ứng dụng kết nghiên cứu công nghệ để đúc thuốc nổ vỏ chứa kích thước lớn 117 KẾT LUẬN 125 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ 127 TÀI LIỆU THAM KHẢO 128 vi DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT A : Hệ số oxy a0 : Tốc độ âm môi trường không nhiễu động [m/s] D : Tốc độ nổ [m/s] DTN : Tốc độ nổ đo thực tế mật độ đúc [m/s] DTT : Tốc độ nổ tính tốn phần mềm DETO 2.0 [m/s] dc : Đường kính nổ tới hạn [mm] d1 : Đường kính nổ giới hạn [mm] Ea : Năng lượng hoạt hóa [kJ/mol] i : Xung áp suất [psi.s] Kb : Hệ số cân oxi p0 : Áp suất ban đầu môi trường không nhiễu động [GPa] p1 : Áp suất mặt sóng xung kích [GPa] p2 : Áp suất nổ [GPa] Pmax : Áp suất lớn [psi] Tđđ : Nhiệt độ đông đặc [oC] Tkt : Nhiệt độ kết tinh [oC] Tnc : Nhiệt độ nóng chảy [oC] Tphh : Nhiệt độ phân hủy [oC] Tpi : Nhiệt độ pic tỏa nhiệt tốc độ gia nhiệt i [oC] Qv : Nhiệt lượng nổ [kCal/kg] Vxk : Tốc độ sóng xung kích ngồi khơng khí [m/s] W : Khả sinh công lắc xạ thuật [%TNT]  : Mật độ [g/cm3] i : Tốc độ gia nhiệt [K/ph] ∆H : Độ nén trụ chì [mm] p : Áp suất mặt sóng xung kích [psi] t1 : Thời gian từ kích nổ khối thuốc đến cầu lửa đạt kích thước lớn lần [µs] vii t2 : Thời gian từ kích nổ khối thuốc đến cầu lửa đạt kích thước lớn lần 1, sau co lại nhỏ [µs] t3 : Thời gian từ kích nổ khối thuốc đến cầu lửa đạt kích thước lớn lần 1, sau co lại nhỏ nhất, tiếp tục phát triển đến đạt kích thước lớn lần [µs] t4 : Thời gian từ kích nổ khối thuốc đến cầu lửa bị tắt [µs] ΔW : Khả giãn nở bom chì [ml] max1 : Kích thước cầu lửa lớn lần [cm] max2 : Kích thước cầu lửa lớn lần [cm] min1 : Kích thước cầu lửa nhỏ lần [cm] A-IX-1 : Thuốc nổ hóa chứa RDX, chất hóa bột màu A-IX-2 : Thuốc nổ hóa chứa RDX, chất hóa bột Al Comp B : Thuốc nổ hỗn hợp chứa TNT, RDX chất hóa DBX : Thuốc nổ hỗn hợp chứa TNT, RDX, NH4NO3 bột Al HBX : Thuốc nổ hỗn hợp chứa TNT, RDX, bột Al chất hóa HMX : 1,3,5,7-Tetranitro-1,3,5,7-tetrazocan, Octogen K991 : Thuốc nổ hóa chứa RDX hỗn hợp chất hóa MC : Thuốc nổ hỗn hợp chứa TNT, RDX, bột Al chất hóa MC-S : Thuốc nổ hỗn hợp chứa TNT, RDX, bột Al xerezin (Nga ký hiệu МС-Ц) Ocfol 3.5 : Thuốc nổ hóa chứa HMX chất hóa Ocfal-20 : Thuốc nổ hóa chứa HMX, chất hóa bột Al PETN : 2,2-Bis [(nitrooxi)methyl] propane-1,3-diyl dinitrat, Pentraerythritol tetranitrat, Pentrit RDX : 1,3,5-Trinitro-l,3,5-Triazaxyclohexan, Hexogen TNT : 2,4,6-trinitrotoluen, Trinitrotoluen ТG : Thuốc nổ hỗn hợp chứa TNT RDX (Nga ký hiệu ТГ) ТGА : Thuốc nổ hỗn hợp chứa TNT, RDX Al (Nga kí hiệu ТГА) viii ТGАG-5 : Thuốc nổ hỗn hợp chứa TNT, RDX, Al chất hóa golovac (Nga ký hiệu ТГАГ-5) ТGАP-5 : Thuốc nổ hỗn hợp chứa TNT, RDX, Al chất hóa (Nga ký hiệu ТГАФ-5) Torpex : Thuốc nổ hỗn hợp chứa TNT, RDX bột Al TMD : Mật độ lớn theo lý thuyết [g/cm3] 118 Kết nhồi đúc thử nhân Đuga: Thuốc nổ sau nấu chảy trộn đúc rót vào khn đúc nhân Đuga Sau nhồi đúc, kiểm tra mật độ nhân Đuga đạt 1,68 g/cm3 Thuốc nổ sau nấu chảy, khuấy trộn đảm bảo thành phần đồng hạ dần nhiệt độ tiến hành nhồi đúc thuốc nổ vào vỏ hình trụ theo mẻ Sau mẻ rót, tiến hành chăm sóc khối thuốc đến thuốc đơng cứng rót mẻ Kết nhồi đúc trình bày Bảng 3.23 Bảng 3.23 Kết nhồi đúc thuốc nổ vỏ hình trụ (lần 1) Mẻ số 01 02 03 04 05 Lần đổ 2 3 4 Khối lượng thuốc nổ, kg 3,8780 5,0750 4,5790 5,9075 6,7230 4,9915 5,5590 5,8360 5,5405 6,1040 5,8175 6,1120 5,3675 4,5570 0,4448 Tổng: 76,492 kg Tổng khối lượng mẻ, kg Nhiệt độ bề mặt thuốc nổ, o C 8,953 95 17,209 87 21,927 76 23,401 80 5,001 85 au để nguội ngồi khơng khí khoảng 15 tiến hành tháo khối thuốc nổ khỏi vỏ mẫu đúc thuốc nổ kiểm tra ngoại quan, mật độ - Ngoại quan bên khối thuốc chưa ép vỡ (hình 3.42a): Khối thuốc nổ tương đối đồng nhất, bên ngồi có màu xám bột nhôm Trên bề mặt thân khối nổ xuất vết rỗ mẻ đổ Trên bề mặt mẻ đổ có rỗ khí, bề mặt mịn Trên mặt khối thuốc nổ có nhiễu lỗ trống 119 vết loang màu nâu đất mặt tiếp xúc với miệng đổ khuấy thuốc nổ Mặt đáy khối thuốc nổ khơng có rỗ khí, bề mặt đồng Hình 3.42 thể khối thuốc nổ sau đúc a Hình ảnh thân khối thuốc nổ b Hình ảnh khối thuốc nổ sau ép phá vỡ c Hình ảnh mẫu thân khối thuốc nổ 120 d Hình ảnh mẫu phần mặt khối thuốc nổ e Hình ảnh mẫu phần đáy khối thuốc nổ Hình 3.42 Hình ảnh khối thuốc đúc lần - Khối lượng thuốc nổ: = 75,1 kg; Thể tích nước mà khối thuốc nổ chiếm chỗ: V = 45,8 lít; Mật độ trung bình khối thuốc nổ: 1,665 g/cm3 Khối thuốc nổ tiến hành ép vỡ, lấy 09 mẫu vị trí khác (tại nắp, thân đáy) để kiểm tra ngoại quan mật độ Kết cụ thể sau: - Ngoại quan mẫu ép vỡ: Các mẫu thuốc nổ đồng nhất, có màu xám bột nhơm Trên bề mặt mẫu sau ép vỡ gần khơng có rỗ khí, có lỗ trống mẻ đổ, mẻ thứ thứ Các lỗ trống có mặt ngồi tiếp xúc với thân vỏ đổ mẫu, phía thân khơng có Các mẫu cục thân, nắp đáy khối thuốc nổ có màu sắc tương tự nhau, xuất bọt khí bề mặt mẫu - Kiểm tra mật độ: Mật độ 09 mẫu từ (1,63  1,68) g/cm3 Nhận xét: Ở lần đúc thứ nhất, thuốc nổ có ạng đồng nhất, khơng bị biến đổi màu sắc trình nấu đổ khuấy liên tục, trường hợp để lâu xuất lớp chất hóa Thuốc nổ ễ àng đúc rót tự àn sau rót vào vỏ hình trụ, trình nhồi đúc thuốc nổ mặt ù mật độ đạt yêu cầu, nhiên tượng bị rỗ khí; mẻ đúc cuối, thuốc nổ khơng điền đầy đến sát mặt bích trên, thuốc nổ quanh hốc gá mật độ thấp o khó chăm sóc 121 b) Lần đ c thứ hai Các bước tiến hành đúc kiểm tra chất lượng thuốc nổ sau: - Chuẩn bị vỏ mẫu nhồi đúc thuốc nổ thuốc nổ trước nhồi đúc, thuốc nổ nấu chảy nhiệt độ từ (85  90) oC - Duy trì nhiệt độ lịng thuốc nổ từ (82  85) oC nhiệt độ bề mặt từ (77  80) oC tiến hành nhồi đúc thuốc nổ vào mẫu đổ thuốc nổ - Để nguội ngồi khơng khí mẫu thuốc nổ, tiến hành tháo khối thuốc nổ khỏi vỏ kiểm tra khuyết tật, mật độ khối thuốc nổ - Ép vỡ khối thuốc nổ, lấy mẫu vị trí khác kiểm tra mật độ - Thuốc nổ sau nấu chảy, khuấy trộn tiến hành nhồi đúc vào mẫu đúc thuốc nổ theo mẻ Kết nhồi đúc thuốc lần thứ hai trình bày Bảng 3.24 Bảng 3.24 Kết nhồi đúc thuốc nổ vào vỏ hình trụ (lần 2) Mẻ số 01 02 03 04 05 Lần đổ 3 2 Khối lượng thuốc nổ, kg Tổng khối Nhiệt độ lượng lòng thuốc lúc mẻ đổ, oC 6,205 6,198 19,087 6,684 6,479 6,197 19,211 6,535 6,685 10,246 3,561 6,369 6,395 24,439 6,421 5,244 2,815 4,353 1,538 Tổng: 77,326 kg thuốc nổ Nhiệt độ bề mặt thuốc nổ, oC 82 77 83 78 83 77 82 78 85 80 au để nguội ngồi khơng khí khoảng 50 tiến hành tháo khối thuốc nổ khỏi vỏ mẫu đúc thuốc nổ kiểm tra ngoại quan, mật độ 122 Hình 3.43 Hình ảnh thân khối thuốc đúc lần - Ngoại quan: Khối thuốc nổ tương đối đồng nhất, bên ngồi có màu xám bột nhơm Trên bề mặt thân khối nổ xuất vết rỗ mẻ đổ, nhiên vệt rỗ khí lỗ trống so với đợt nhồi thử thuốc nổ (lần 1) Trên bề mặt mẻ đổ có rỗ khí, bề mặt mịn Trên mặt khối thuốc nổ có nhiễu lỗ trống vết loang màu cánh dán mặt tiếp xúc với miệng đổ khuấy thuốc nổ Mặt đáy khối thuốc nổ khơng có rỗ khí, bề mặt đồng - Khối lượng thuốc nổ: = 77,1 kg; Thể tích nước mà khối thuốc nổ chiếm chỗ: V = 45,8 lít; Mật độ trung bình khối thuốc nổ: 1,683 g/cm3 Khối thuốc nổ tiến hành ép vỡ, lấy mẫu vị trí khác (tại nắp, thân đáy) để kiểm tra ngoại quan mật độ Kết cụ thể sau: - Ngoại quan: + Các mẫu thuốc nổ đồng nhất, có màu xám bột nhơm Dọc theo thân khối thuốc có vài vị trí có xuất vệt màu cánh dán (tập trung 1/3 phía khối thuốc, phần chứa hốc gá) + Phần ưới khối thuốc (2/3 quả, phần không chứa hốc gá) gần khơng có rỗ khí, bề mặt mịn + Phần khối thuốc (1/3 chứa hốc gá) xuất nhiều lỗ rỗng Phần thuốc nổ tiếp giáp với hốc gá có nhiều rỗ khí, thuốc xốp 123 a Hình ảnh khối thuốc nổ sau ép phá vỡ b Hình ảnh mẫu thân khối thuốc nổ c Hình ảnh mẫu phần mặt khối thuốc nổ d Hình ảnh mẫu phần đáy khối thuốc nổ Hình 3.44 Hình ảnh khối thuốc đúc lần 124 - Kiểm tra mật độ: Mật độ 09 mẫu đạt từ (1,63  1,69) g/cm3 Chênh lệch mật độ điểm lớn nhỏ khoảng 3,6 % Nhận xét: Ở lần đúc thứ hai, đúc trực tiếp nhiệt độ thấp so với lần đúc thứ đảm bảo khả đúc rót tốt, thuốc nổ tự àn trải vỏ chứa thuốc nổ o với lần đúc thứ nhất, thời gian chăm sóc khối thuốc nổ sau mẻ rót ngắn hơn, mật độ trung bình thuốc nổ lớn Tương tự lần đúc thứ nhất, phần thuốc nổ vị trí chứa hốc gá sát với nắp đậy xuất nhiều lỗ rỗng nhỏ vệt chất hóa, o thuốc khơng chăm sóc kỹ Qua kết hai lần đúc thuốc nổ vào vỏ hình trụ nhận định: Nhiệt độ đúc yếu tố quan trọng nhất, ảnh hưởng đáng kể đến mật độ đồng thành phần thuốc nổ Việc lựa chọn nhiệt độ đúc phù hợp, cách thức chăm sóc khối thuốc sau đúc, tốc độ làm nguội có ý nghĩa định đến chất lượng thỏi thuốc Kết đúc cho thấy, số mẻ rót khối lượng thuốc mẻ ảnh hưởng không lớn đến chất lượng khối thuốc nổ Từ kết nghiên cứu đưa nhận định sau: (1) nhiệt độ đúc rót tối ưu cho hỗn hợp thuốc nổ thành phần RDX/TNT/Al/CTH khoảng (82  83) oC, thời gian hạ nhiệt độ khối thuốc lớn khoảng 50 giờ, đảm bảo cho thuốc có kết cấu vững chắc, đồng nhất, đạt mật độ cao, hạn chế mức tối thiểu lỗ xốp Trong nước hoàn toàn đủ điều kiện thực việc đúc loại thuốc nổ này, tiến tới đúc vỏ chứa thuốc có khối lượng thuốc nổ lớn hơn; (2) mật độ khối thuốc đúc đạt khoảng (89  91) % so với mật độ lý thuyết (TMD), mật độ cục thuốc nổ vị trí khác khối thuốc nổ có chênh lệch định, giá trị chênh lệch mật độ cục lớn nhỏ khoảng 3,6 % Al RDX có khả bị sa lắng trình làm nguội 125 KẾT LUẬN Thông qua tổng quan lý thuyết tiến hành thực nghiệm, luận án hoàn thành nội dung mục tiêu nghiên cứu đề Các kết nghiên cứu làm rõ sở khoa học việc lựa chọn đơn thành phần, điều kiện công nghệ yếu tố ảnh hưởng đến tiêu nổ cháy thuốc nổ thành phần chứa RDX, TNT, bột Al chất hóa, cụ thể sau: Các kết thu được: Đã nghiên cứu lựa chọn xerezin chất hóa phù hợp số 06 loại chất hóa ùng để nghiên cứu, dựa đánh giá độ tương hợp phương pháp xác định độ an định chân khơng Stabil, phân tích nhiệt DTA, quan sát hình ảnh bề mặt mẫu Hàm lượng % xerezin phù hợp, đảm bảo đặc trưng lượng, nổ cháy, độ bền lý mẫu Trên sở phân tích ảnh hưởng hàm lượng TNT, Al, cỡ hạt Al đến tiêu nhiệt lượng nổ, tốc độ nổ, sức nén trụ chì, khả sinh cơng, áp suất lớn nhất, xung áp suất ư, luận án xác định hàm lượng cỡ hạt Al hợp lý để thuốc nổ đạt đặc trưng lượng, nổ cháy tốt Sự có mặt Al có tác dụng kéo dài thời gian pha nén, làm tăng xung áp suất pha nén Đã nghiên cứu nổ mẫu thuốc nổ ngồi khơng khí cách sử dụng camera tốc độ cao đầu đo áp suất ư, từ xác định quy luật chung trình hình thành phát triển cầu lửa mẫu thuốc nổ sử dụng Al với kích thước hàm lượng khác Dự đoán l cháy chủ yếu pha thứ cấp, trình cháy diễn theo giai đoạn không chịu ảnh hưởng nhiều kích thước hạt dải từ 1,0 µm đến 30 µm Đã nghiên cứu, đánh giá ảnh hưởng số yếu tố công nghệ (gồm nhiệt độ nấu chảy, tốc độ khuấy trộn, nhiệt độ đúc, thời gian ủ , hàm lượng TNT, Al cỡ hạt l đến tính đồng thành phần mật độ khối thuốc, lựa chọn tham số công nghệ chế tạo thuốc nổ tối ưu, bước đầu xây dựng quy trình chế tạo thuốc nổ phịng thí nghiệm Ứng dụng kết nghiên cứu để nhồi nạp thuốc nổ hỗn hợp thành phần vào vỏ hình trụ 340550 (mmmm đạt kết tốt 126 Những đóng góp Luận án: Nghiên cứu chứng minh cách khoa học việc lựa chọn xerezin với hàm lượng phù hợp làm chất hóa sử dụng cho thuốc nổ hỗn hợp chứa RDX, TNT, bột Al Nghiên cứu ảnh hưởng bột l đến đặc trưng lượng, nổ cháy thuốc nổ, với hàm lượng 17% l kích thước hạt 10 µm phù hợp nhất; có mặt Al giúp kéo dài thời gian tồn pha nén làm tăng xung áp suất pha nén Kết hợp phân tích hình thành cầu lửa biến thiên áp suất nổ ngồi khơng khí để dự đốn mơ hình cháy Al, khẳng định Al tham gia phản ứng cháy chủ yếu giai đoạn thứ cấp giả thuyết diễn theo giai đoạn, không phụ thuộc vào kích thước dải từ 1,0 µm đến 30 µm Đã nghiên cứu xác định đơn thành phần thuốc nổ hỗn hợp chứa RDX, TNT, Al xerezin; xây dựng quy trình cơng nghệ chế tạo thuốc nổ phịng thí nghiệm Nghiên cứu xác định nhiệt độ đúc rót tối ưu cho loại thuốc nổ hỗn hợp thành phần theo đơn thành phần nêu; ứng dụng kết nghiên cứu để nhồi nạp thuốc nổ hỗn hợp vỏ hình trụ 340550 (mmmm) đạt chất lượng tốt Kiến nghị hướng nghiên cứu tiếp theo: Nghiên cứu đánh giá khả Al có tham gia hay khơng tham gia vào giai đoạn trình nổ Nghiên cứu trình cháy Al pha giãn nở, chứng minh ảnh hưởng hàm lượng Al2O3 đến q trình cháy 127 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ [1] Nguyễn Văn Khương, Ngơ Văn iao, Nguyễn Trần Hùng (2019), The effect of phlegmatizers to the thermal decomposition of the composite explosive”, Tạp chí Nghiên cứu Khoa học Công nghệ quân sự, số 59, tháng 2-2019 [2] Nguyễn Văn Khương, Ngô Văn iao, Nguyễn Trần Hùng (2019), Nghiên cứu ảnh hưởng bột nhôm đến nhiệt lượng nổ thuốc nổ hỗn hợp, Tạp chí Nghiên cứu Khoa học Cơng nghệ qn sự, số 60, tháng 04-2019 [3] Nguyễn Văn Khương, Ngô Văn iao, Nguyễn Trần Hùng (2017), Research of the effect of some phlegmatizers to vacuum stability of composite explosive ТГАФ testing on stabil device, Kỷ yếu Hội nghị CASEAN 5, Đà Lạt [4] Nguyễn Văn Khương, Ngô Văn iao, Nguyễn Trần Hùng (2019), Effect of ingredients content and temperature on dynamic viscosity of composite explosive, Kỷ yếu Hội nghị CASEAN 6, Thái Nguyên [5] Nguyễn Văn Khương, Ngô Văn iao, Nguyễn Trần Hùng (2019), Effect of aluminium powder on air shock wave parameters of composite explosives, Kỷ yếu Hội nghị CASEAN 6, Thái Nguyên 128 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] Cục Tiêu chuẩn-Đo lường-Chất lượng (1998) TCVN 6421:1998 - Thuốc nổ công nghiệp - Xác định khả đập vụn phương pháp đo độ nén trụ chì Cục Tiêu chuẩn-Đo lường-Chất lượng (1998) TCVN 6422:1998 - Thuốc nổ công nghiệp - Xác định tốc độ nổ Cục Tiêu chuẩn-Đo lường-Chất lượng (1998) TCVN 6424:1998 - Thuốc nổ công nghiệp - Xác định khả sinh công lắc xạ thuật Viện Thuốc phóng thuốc nổ, Thuốc phóng thuốc nổ Viện Thuốc phóng Thuốc nổ, 1998 Nguyễn Tiến Tài, Phân tích nhiệt ứng dụng nghiên cứu vật liệu Khoa học Tự nhiên Công nghệ, 2007 Lê Trọng Thiếp, Hóa học độ bền vật liệu nổ, Viện Kỹ thuật Quân sự/ Bộ Quốc phòng Hà Nội, 1999 Đỗ Xuân Thanh, LATS "Nghiên cứu tổng hợp ứng dụng 1,3,5,7tetranitro-1,3,5,7- tetraazaxyclooctan (HMX) Việt Nam," Hà Nội, 2016 Tiếng Anh [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] Department of the Army technical manual TM 9-1910 and Department of the Air Force technical order T0-11A-1-34, Military Explosives USA, 1955 NATO Standardization Agreement (1999) STANAG 4556 Explosives: Vacuum Stability Test Standardization Agreement (2001) STANAG 4147 Chemical compatibility of ammunition components with explosives (non-nuclear applications) Jacqueline Akhavan, The chemistry of Explosives RSC Publishing, 2015 Vahid Bagheri, Mohammad Hossein Keshavarz, and Ali Mousaviazar, "The effect of active aluminum content on the detonation performance of aluminized explosives," Journal of Energetic Materials, pp 1-13, 2021 G Baudin, A Lefranỗois, and J Bigot D Bergues, "Combustion of nanophase aluminum in the detonation products of nitromethane and TNT," in 11th symposium on Detonation, 1998 Brian J Bellott, "Synthesis, characterization, and reactivity of volatile compounds for materials applications," University of Illinois at UrbanaChampaign, 2010 Rohit Ranjan Bhattacharjee, Experimental investigation of detonation reinitiation mechanisms following a Mach reflection of a quenched detonation, 2013 129 [16] Marcia A Cooper and Anita M Renlund, "Shock and Detonation in Explosive Pellets Containing Aluminum Particles," Sandia National Lab.(SNL-NM), Albuquerque, NM (United States)2008 [17] VN Emelyanov, IV Teterina, and KN Volkov, "Dynamics and combustion of single aluminium agglomerate in solid propellant environment," Acta Astronautica, vol 176, pp 682-694, 2020 [18] Sedat Esen, PC Souers, and P Vitello, "Prediction of the non‐ideal detonation performance of commercial explosives using the DeNE and JWL++ codes," International journal for numerical methods in engineering, vol 64, pp 1889-1914, 2005 [19] SD Gilev and VF Anisichkin, "Interaction of aluminum with detonation products," Combustion, Explosion and Shock Waves, vol 42, pp 107-115, 2006 [20] MF Gogulya, A Yu Dolgoborodov, MA Brazhnikov, and G Baudin, "Detonation waves in HMX/Al mixtures (pressure and temperature measurements)," in Proc of the 11th Symp.(Int.) on Detonation, 1998, pp 979-988 [21] AM Grishkin, LV Dubnov, V Yu Davidov, Yu A Levshina, and TN Mikhailova, "Effect of powdered aluminum additives on the detonation parameters of high explosives," Combustion, Explosion and Shock Waves, vol 29, pp 239-241, 1993 [22] Conghua Hou, Xiaoheng Geng, Ch An, Jingyu Wang, Wenzheng Xu, and Xiaodong Li, "Preparation of Al nanoparticles and their influence on the thermal decomposition of RDX," Central European Journal of Energetic Materials, vol 10, 2013 [23] Fan Jiang, Xiao-feng Wang, Ya-feng Huang, Bo Feng, Xuan Tian, Yu-lei Niu, et al., "Effect of particle gradation of aluminum on the explosion field pressure and temperature of RDX-based explosives in vacuum and air atmosphere," Defence Technology, vol 15, pp 844-852, 2019 [24] Tomas L Jensen Erik Unneberg John F.Moxnes, "Energetic measures of effectiveness of aluminized explosive," Adv Studies Theor Phys 7, vol 22, pp 1051 - 1069, 2013 [25] Philip C Keenan, "Properties of Torpex," Washington D.C, 1945 [26] Thomas Keicher, Andreas Happ, Alois Kretschmer, Ulrich Sirringhaus, and Roland Wild, "Influence of aluminium/ammonium perchlorate on the performance of underwater explosives," Propellants, Explosives, Pyrotechnics, vol 24, pp 140-143, 1999 [27] Wuhyun Kim, Min-cheol Gwak, Young-hun Lee, and Jack J Yoh, "A two-phase model for aluminized explosives on the ballistic and brisance performance," Journal of Applied Physics, vol 123, p 055902, 2018 [28] Thomas M Klapötke, Chemistry of high-energy materials: de Gruyter, 2019 [29] Thomas M Klapötke, Chemistry of High Energy Materials, 2001 130 [30] Xinghan Li, Hongbo Pei, Xu Zhang, and Xianxu Zheng, "Effect of aluminum particle size on the performance of aluminized explosives," Propellants, Explosives, Pyrotechnics, vol 45, pp 807-813, 2020 [31] Dan-yang Liu, Pin Zhao, Serene Hay-Yee Chan, Huey Hoon Hng, and Lang Chen, "Effects of nano-sized aluminum on detonation characteristics and metal acceleration for RDX-based aluminized explosive," Defence Technology, vol 17, pp 327-337, 2021 [32] MN Makhov, MF Gogulya, A Yu Dolgoborodov, MA Brazhnikov, VI Arkhipov, and VI Pepekin, "Acceleration ability and heat of explosive decomposition of aluminized explosives," Combustion, Explosion and Shock Waves, vol 40, pp 458-466, 2004 [33] Virginia W Manner, Steven J Pemberton, Jake A Gunderson, Tommy J Herrera, Joseph M Lloyd, Patrick J Salazar, et al., "The Role of Aluminum in the Detonation and Post‐Detonation Expansion of Selected Cast HMX‐Based Explosives," Propellants, Explosives, Pyrotechnics, vol 37, pp 198-206, 2012 [34] Departments of the Army technical manual, Military Explosives Washington D.C: Headquarters, Departments of the Army, 1984 [35] Departments of the Army technical manual, Military Explosives: Headquarters, Departments of the Army, Washington D.C, 1990 [36] Kenneth Kinard Miles, "The Thermal Decomposition of RDX," 1972 [37] A Minchinton, "On the influence of fundamental detonics on blasting practice," in 11th international symposium on rock fragmentation by blasting, Sydney, 2015, pp 41-53 [38] J E Abel H E LaBeur O E Sheffield, Development of Explosives Metallized Explosives USA, 1980 [39] Jennifer Mott Peuker, Herman Krier, and Nick Glumac, "Particle size and gas environment effects on blast and overpressure enhancement in aluminized explosives," Proceedings of the Combustion Institute, vol 34, pp 2205-2212, 2013 [40] Jianxin Nie Qian Zhao, Qiushi Wang, Zhengqing Zhou and Qingjie Jiao, "Numerical and experimental study on cyclotrimethylenetrinitramine aluminum explosives in underwater explosions," Advances in Mechanical Engineering, vol 8, pp 1-10, 2016 [41] Helmut Ritter and Silke Braun, "High explosives containing ultrafine aluminum ALEX," Propellants, Explosives, Pyrotechnics, vol 26, pp 311-314, 2001 [42] George J Horvat Oliver E Sheffield Samuel D Stein, "Some properties and characterics of HBX-1, HBX-3, and H-6 Explosives," 1957 [43] James A Schwarz, Cristian I Contescu, and Karol Putyera, Dekker encyclopedia of nanoscience and nanotechnology vol 5: CRC press, 2004 131 [44] O E Sheffield, J E Abel, and H E LaBeur, "Development of Explosives - Metallized Explosives," Picantinny Arsenal Technical Division, 1980 Project No TA3-5001G Report No 1, [45] OE Sheffield, JE Abel, and HE Labeur, "Development of Explosives: Metallized Explosives," Picatinny Arsenal Dover NJ1953 [46] Chun-Pin Lin Chi-Min Shu, "Thermokinetic Parameters Evaluation and Model Developments for Energetic Materials," 2010 [47] Zhi Jiang Shuqin Yu Shufen, "Thermal decomposition of HMX influenced by nano-metal powders in hight energy fuel," Fuel Chemistry Division Preprints, vol 47(2), p 596, 2002 [48] Samuel D Stein, George J Horvat, and Oliver E Sheffiel, "Some properties and characteristics of HBX-1, HBX-3, and H-6 Explosives," Picatinny arsenal dover NJ feltman research LABS1957 [49] Patrick Brouseau cộng sự, "Detonation properties of explosive containing nanometric aluminium powder." [50] Muhamed Suceska, Test Methods for Explosives Springe, 1995 [51] Department of the Army technical manual TM 9-1910 Department of the Air Force technical order T0-11A-1-34, Military Explosives USA, 1955 [52] WC Tao, CM Tarver, JW Kury, CG Lee, and DL Ornellas, "Understanding composite explosive energetics: Reactive flow modeling of aluminum reaction kinetics in PETN and TNT using normalized product equation of state," Lawrence Livermore National Lab., CA (United States)1993 [53] Bryce C Tappan, Virginia W Manner, Joseph M Lloyd, and Steven J Pemberton, "Fast reactions of aluminum and explosive decomposition products in a post-detonation environment," in AIP Conference Proceedings, 2012, pp 271-274 [54] WR Tomlinson and OE Sheffield, "Engineering Design handbook, Explosive Series, Properties of Explosives of Military Interest, Report AMCP 706-177," US Army Material Command, Washington, DC, 1971 [55] Wal emar Tr ciński, tanisław Cu iło, o ef Pas ula, an ames Callaway, "Study of the Effect of Additive Particle Size on Non‐ideal Explosive Performance," Propellants, Explosives, Pyrotechnics: An International Journal Dealing with Scientific and Technological Aspects of Energetic Materials, vol 33, pp 227-235, 2008 [56] Urbanski, Chemistry and Technology of Explosives vol III PWNPOLISH SCIENTIFIC PUBLISHERS WARSZAWA, 1964 [57] USA (2001) MIL-STD-1751A, Department of defense test method standard: Safety and performance test for the qualification of explosives (Hight explosives, propelants, and pyrotechnics) 132 [58] Sergey Vyazovkin and Charles A Wight, "Isothermal and non-isothermal kinetics of thermally stimulated reactions of solids," International reviews in physical chemistry, vol 17, pp 407-433, 1998 [59] tanisław Cu iło Wal emar Tr cin´ski, Les ek yman´czyk, "Studies of Detonation Characteristics of Aluminum Enriched RDX Compositions," Propellants, Explosives, Pyrotechnics 32, vol 5, pp 392400, 2007 [60] Robert Weinheimer, "Properties of Selected High Explosives," 2002 [61] Hongbo Pei Xinghan Li, Xu Zhang, Xianxu Zheng, "Effect of Aluminum Particle Size on the Performance of Aluminized Explosives," Prop., Explos., Pyrotech 5/2020, vol https://doi.org/10.1002/prep.201900308, pp 693-694, 2020 [62] Zhen Qing Zhou, Jian Xing Nie, Liang Zeng, Zhao Xin Jin, and Qing Jie Jiao, "Effects of aluminum content on TNT detonation and aluminum combustion using electrical conductivity measurements," Propellants, Explosives, Pyrotechnics, vol 41, pp 84-91, 2016 [63] Nie JX Zhou ZQ, Qin JF, et al, "Numerical simulations on effects of Al/O ratio on performance of aluminized explosives," Explosives Shock Wave, vol 35, pp 513–519, 2015 Tiếng Nga [64] К Д Алферов, Взрывчатые Вещества, Часть II, Инициирующие и Бризантные ВВ Пенза, 65 [65] Москва, Пиросправка, Справочник по взрывчатым веществам, порохам и пиротехническим составам vol Москва, 01 [66] Е Ю Орлова, Химия и технология призантных взрывчатых веществ Москва Книга по Требованию, 81