Ảnh hưởng của một số yếu tố đến các đặc trưng cháy nổ và ngụy trang của hỗn hợp sinh khói trên cơ sở hợp kim Al-Mg, hexacloetan và kẽm oxit

Hỗn hợp tạo khói là những thành phần hỏa thuật được sử dụng rất hiệu quả để bảo vệ các loại xe bọc thép khỏi sự tấn công của các loại vũ khí điều khiển bằng quang học. Trong nghiên cứu này, các đặc tính cháy nổ, đặc tính ngụy trang và khả năng phát xạ hồng ngoại của các hỗn hợp khói được mô tả.

Hóa học Kỹ thuật mơi trường ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ ĐẾN CÁC ĐẶC TRƯNG CHÁY NỔ VÀ NGỤY TRANG CỦA HỖN HỢP SINH KHÓI TRÊN CƠ SỞ HỢP KIM Al-Mg, HEXACLOETAN VÀ KẼM OXIT Nguyễn Văn Tính1*, Nguyễn Trung Tồn1, Hồng Xn Thảo2 Tóm tắt: Hỗn hợp tạo khói thành phần hỏa thuật sử dụng hiệu để bảo vệ loại xe bọc thép khỏi công loại vũ khí điều khiển quang học Trong nghiên cứu này, đặc tính cháy nổ, đặc tính ngụy trang khả phát xạ hồng ngoại hỗn hợp khói mơ tả Kết nghiên cứu cho thấy, đám khói tạo từ hỗn hợp sở hợp kim Al-Mg, hexacloetan, kẽm oxit có khả che phủ tốt tia laze, phát xạ mạnh vùng hồng ngoại 2,5 đến 5,0 µm Trong đó, thành phần M14 (chứa 67 % hexacloetan, 14 % kim Al-Mg, 14 % ZnO, % nitroxenlulo) có khả hấp thụ tán xạ tia laze 1,06 µm cao nhất, có lượng phát xạ hồng ngoại cao vùng bước sóng 2,5 đến 5,0 µm, đồng thời có đặc trưng lượng (nhiệt lượng cháy, nhiệt độ cháy, thể tích sản phẩm cháy, tốc độ cháy) phù hợp với yêu cầu kỹ thuật chất tạo khói Từ khóa: Thuốc tạo khói; Ngụy trang; Nghi trang; Đặc trưng lượng I MỞ ĐẦU Trong kỹ thuật chiến đấu, để che mắt đối phương thời gian ngắn sử dụng nhiều phương pháp khác nhau, khói ngụy trang phương pháp dùng tương đối phổ biến, rẻ tiền có hiệu cao Những năm vừa qua, hệ thống tạo khói ngụy trang ngày phát triển mạnh mẽ chia thành dạng sau: hệ thống học (vật lý) hoá học (thuốc hỏa thuật) [1, 2] Thực tế chiến đấu cho thấy, khói dày đặc tạo từ hỗn hợp thuốc hỏa thuật tạo khói khơng che trinh sát mắt khí tài thơng thường mà cịn chống lại phương tiện trinh sát đại có sử dụng tia hồng ngoại có vùng bước sóng phổ biến khong (3 ữ 5) àm v (8 ữ 14) µm, tia laser có bước sóng 1,06 µm, khói có khả hấp thụ tán xạ tia xạ [3, 4] Trong nghi n cứu này, nhóm tác giả tr nh bày tập trung vào kết khảo sát ảnh hư ng c a thành phần hỗn hợp tạo khói tr n s hợp kim Al-Mg, hexacloetan, kẽm oxit đến nhiệt lượng cháy, thể tích sinh khí, nhiệt độ bùng cháy, khả hấp thụ tia laze, phát xạ hồng ngoại tốc độ cháy II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu Thuốc hoả thuật tạo khói có thành phần gồm: Hợp kim Al-Mg, hexacloetan (C2Cl6), kẽm oxit (ZnO) chất kết dính nitroxenlulo (NC-3) 2.2 Thiết bị hóa chất - Thiết bị đo nhiệt lượng cháy Parr 6200 (Mỹ); Áp kế điện tử LUTRON PM – 9107 có áp suất giới hạn 7000 mbar, độ xác ±5 mbar (Trung Quốc); Cụm thiết bị đo khả hấp thụ tia laze gồm: nguồn phát li n tục có cơng suất (10÷50) mW (Mỹ), đầu thu có cơng suất (1 mW÷ 35 mW) (Mỹ), sai số 1%; Bộ sàng phân loại kích thước hạt (Trung Quốc) từ 20 µm đến 100 µm; Máy đo phổ phát xạ hồng ngoại Spectra Master 12-550 Mark III (Mỹ); Thiết bị đo nhiệt độ bùng cháy DT-1000 (Séc) - Hợp kim Al-Mg độ tinh khiết ≥ 96%, Al chiếm (50±3)%, kích thước hạt ≤ 100 µm, Trung Quốc; Hexacloetan (C2Cl6), độ tinh khiết ≥ 98% có hàm lượng clo 89,9 %, Trung 54 N V Tính, N T Tồn, H X Thảo, “Ảnh hưởng số yếu tố … kẽm oxit.” Nghiên cứu khoa học công nghệ Quốc; Kẽm oxit (ZnO) có độ tinh khiết ≥ 98%, Trung Quốc; Nitroxenlulo số có hàm lượng nitơ 11,82 %, độ an định ≤ 2,5 mlNO/g, Việt Nam 2.3 Phương pháp nghiên cứu - Tính tốn thiết kế đơn thuốc hỏa thuật tạo khói: Nhóm tác giả sử dụng phần mềm RealW3P c a Nga - Phương pháp chế tạo thuốc hỏa thuật tạo khói: Hexacloetan, hợp kim Al-Mg, bột kẽm oxit ZnO sấy riêng rẽ nhiệt độ (80 ÷ 85)0C, thời gian giờ, độ ẩm ≤ 0,2 %, NC-3 hịa tan vào dung mơi axeton theo tỉ lệ 1,0 g/10 ml Định lượng cấu tử cân kỹ thuật có độ xác 0,01 g, sau trộn khơ hỗn hợp Al-Mg, ZnO C2Cl6 sàng 280 µm, trộn ướt với dung dịch NC-3 Sau tiến hành hong khơ, tạo hạt, sấy nhiệt độ từ (55 ÷ 60) oC, thời gian chuyển sang bao gói, bảo quản - Phương pháp xác định nhiệt lượng cháy (Qc), nhiệt độ bùng cháy (Tbc), tốc độ cháy (D) theo tiêu chuẩn TCVN/QS - Phương pháp xác định thể tích khí sinh (Vspc) dựa tr n s sau đo nhiệt lượng cháy, bom lấy kết nối với áp kế điện tử, kết tính theo công thức: 273 PV B Vspc  Tb 1000.m (1) Trong đó: Vspc - Thể tích khí, ml/g; ΔP - Chênh lệch áp suất khí trước sau đo, mbar; Tb - Nhiệt độ bom, nhiệt độ mơi trường, K; VB - Thể tích buồng đốt 334 ml - Phương pháp xác định hấp thụ tia laze: Nguyên lý dựa tr n s đo giảm cơng suất c a tia laze có λ=1,06 µm chiếu qua lỗ đồng tâm c a buồng đốt kín có kích thước 600x600x600 mm đốt lượng khói định Sơ đồ thử nghiệm xác định hệ số che ph c a hỗn hợp khói thể hình [4] Hình Sơ đồ thử nghiệm xác định khả hấp thụ tia laze Khả hấp thụ tia laze c a khói tính theo cơng thức: I (2) H  100% I Trong đó: H - Khả hấp thụ tia laze, %; I0 I - Công suất đo c a tia laze trước sau phát khói, mW - Phương pháp xác định khả phát xạ: Đặc tính phát xạ hồng ngoại c a hỗn hợp tạo khói xác định máy đo phổ phát xạ hồng ngoại Spectra Master 12-550 Mark III (Mỹ) với dải bước sóng từ 2,5 µm đến 14 µm Một lượng thuốc sinh khói đốt cháy buồng thử nghiệm cho đám khói tạo thành nằm vị trí đối diện với ống kính thu tín hiệu c a máy Khi đó, cường độ phân bố phổ phát xạ hồng ngoại xác định phần mềm tích hợp thiết bị Sơ đồ thử nghiệm xác định đặc tính phát xạ c a hỗn hợp khói thể hình [5, 6] Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Hóa học - Vật liệu, - 2020 55 Hóa học Kỹ thuật mơi trường Hình Sơ đồ thử nghiệm xác định đặc tính phát xạ hồng ngoại III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Tính tốn dự đoán số đặc trưng lượng thuốc hỏa thuật tạo khói Để đảm bảo hiệu tạo khói cao th chất oxi hóa hexacloetan (C2Cl6) tính toán đảm bảo lượng clo sinh phân h y phản ứng hết với chất cháy Zn, Al, Mg tức giá trị cân clo phản ứng xảy sau: C2Cl6 → 3Cl2 + 2C; ZnO → Zn + O; Zn + Cl2 → ZnCl2; Al + 1,5Cl2 → AlCl3; Mg + Cl2 → MgCl2 Qua tham khảo tài liệu [2] hàm lượng kim loại chứa thuốc tạo khói, nhóm tác giả lựa chọn đơn thuốc có hàm lượng thành phần thay đổi sau: Al-Mg từ % đến 18 %, Hexacloetan từ 59 % đến 73 %, Kẽm oxit từ % đến 28 %, NC % Kết tính đặc trưng lượng theo phần mềm RealW3P thể bảng Từ kết tính tốn bảng 1, cân oxi c a hỗn hợp âm (Kb) (từ - 12,85 đến - 20,57) điều phù hợp với thuốc hỏa thuật sử dụng cháy môi trường khơng khí (ln chứa lượng oxi định) [7, 9] Khi hàm lượng Al-Mg tăng, nhiệt lượng cháy tăng gần tuyến tính (từ 678 đến 1127 Kcal/kg), hợp kim Al-Mg chất cháy có lượng cao Ngoài ra, tăng hàm lượng Al-Mg, lượng sản phẩm khí giảm (từ 302,35 xuống 293,96 l/kg), hàm lượng ZnO giảm (từ 28 % xuống %) n n lượng oxi hỗn hợp giảm, sản phẩm cháy tạo có nhiều cacbon rắn Bảng Kết tính tốn dự đốn đặc trưng lượng thuốc tạo khói Tên mẫu Al-Mg/C2Cl6/ ZnO (%) Kb Vspc (l/kg) Qc (Kcal/kg) M8 8/59/28 -12,85 302,35 678 M10 10/61/24 -13,65 300,27 759 M12 12/64/19 -16,24 297,51 920 M14 14/67/14 -17,11 298,94 959 M16 16/70/9 -19,70 295,89 1107 M18 18/73/4 -20,57 293,96 1127 Kết tính tốn thành phần số mol sản phẩm cháy thể bảng TT 56 Bảng Kết tính tốn thành phần số mol sản phẩm cháy thuốc tạo khói Sản phẩm cháy (mol/kg) Sản phẩm cháy M8 M10 M12 M14 M16 M18 AlCl2 (ion) 0,2108 0,4681 0,6621 1,0695 1,3575 AlCl3 (r) 1,4620 1,5116 1,6256 1,4406 1,3793 C(r) 1,5358 1,5234 3,0392 3,2377 4,6960 4,8954 N V Tính, N T Tồn, H X Thảo, “Ảnh hưởng số yếu tố … kẽm oxit.” Nghiên cứu khoa học công nghệ 10 11 Cl(k) CO(k) HCl(k) MgCl2(r) N2(k) Zn(r) ZnCl(ion) ZnCl2(r) 0,0439 4,3013 1,6425 1,7940 0,8575 0,5177 0,0943 2,8283 0,1161 4,7549 1,4088 2,2399 0,2134 0,5740 0,1232 2,2515 0,4894 3,1958 1,6623 2,6761 0,8491 0,6655 0,1777 1,4912 0,8226 3,5264 1,4111 3,1122 0,2084 0,5507 0,1591 1,0102 1,2711 1,9670 1,1615 3,5170 0,8314 0,5216 0,1310 0,4530 1,5805 2,2977 1,3602 3,9205 0,1988 0,2655 0,0628 0,1631 Từ số liệu bảng cho thấy, sản phẩm cháy thống k điều kiện phản ứng, tức nhiệt độ áp suất cao, sản phẩm cháy bao gồm hợp chất bền hợp chất ion Tuy nhi n, sản phẩm mong muốn sản phẩm bền điều kiện sử dụng, sản phẩm cháy bền phản ứng tiếp chuyển thành chất bền hơn, n n thực tế hợp chất AlCl, AlCl2, MgCl…sẽ không tồn Trong sản phẩm cháy có tác dụng ngụy trang mà nhóm tác giả quan tâm là: - Cacbon (rắn): Là chất có khả ngụy trang tốt, hàm lượng Al-Mg cao (từ % l n đến 18 %) th hàm lượng cacbon tăng (từ 1,54 mol/kg đến 4,90 mol/kg) làm cho khói có màu đen - Chất tạo khói ZnCl2: Lượng ZnCl2 tạo thành giảm từ 2,8 mol/kg xuống 0,16 mol/kg hàm lượng Al-Mg tăng từ % l n 18 % Điều làm giảm khả ngụy trang vùng ánh sáng nh n thấy, hồng ngoại tia laze Như vậy, qua phần mềm tính tốn tr n giúp định hướng cho tr nh chế tạo thuốc tạo khói đảm bảo yếu tố như: lượng cacbon rắn, ZnCl2 tạo vừa đ để đảm bảo khả ngụy trang, đồng thời phải có đặc trưng lượng, tốc độ cháy phù hợp với thuốc tạo khói Điều nghi n cứu cụ thể ảnh hư ng c a thành phần đến số thông số tiến hành chế tạo thực tế phịng thí nghiệm 3.2 Ảnh hưởng thành phần thuốc tạo khói đến số đặc trưng lượng Với thành phần tính tốn bảng hàm lượng chất kết dính NC-3 5% (đảm bảo độ kết dính cho sản phẩm), tiến hành xác định đặc trưng lượng thực nghiệm, kết đưa bảng Mẫu M8 M10 M12 M14 M16 M18 Bảng Ảnh hưởng thành phần thuốc tạo khói đến đặc trưng lượng Đặc trưng lượng Qc, Kcal/kg Vspc, l/kg Tbc, oC Tính Tính tốn Thực nghiệm Thực nghiệm Thực nghiệm toán 678 679 302,35 112,45 500,1 759 768 300,27 107,52 500,6 920 845 297,51 102,59 502,5 959 939 298,94 100,35 504,7 1107 1002 295,89 98,56 505,4 1127 1150 293,96 97,66 505,5 Đối với nhiệt lượng cháy: Nhiệt lượng cháy tăng từ 679 Kcal/kg đến 1150 Kcal/kg theo chiều tăng hàm lượng Al-Mg, điều hồn tồn phù hợp với lý thuyết, mẫu số M16 M18 có nhiệt lượng cháy tương ứng 1002 Kcal/kg, 1150 Kcal/kg cao so với y u cầu kỹ thuật c a chất tạo khói (400 ÷ 1000 Kcal/kg) [7], điều ảnh hư ng khơng tốt đến q tr nh tạo khói, b i v nhiệt lượng cháy cao dẫn đến nhiệt độ c a sản phẩm cháy tăng tạo lửa mạnh làm cho lượng khói bị giảm chóng bị tan Tạp chí Nghiên cứu KH&CN qn sự, Số Đặc san Viện Hóa học - Vật liệu, - 2020 57 Hóa học Kỹ thuật mơi trường Ngoài ra, mẫu M8 hàm lượng kim loại thấp n n khó mồi cháy tin cậy làm thí nghiệm Đối với thể tích khí sinh ra: Khi tăng hàm lượng hợp kim Al-Mg (8 % đến 18 %) th thể tích sản phẩm khí giảm không nhiều (302,35 l/kg xuống 293,96 l/kg) Kết thực nghiệm thấp so nhiều với tính tốn, điều q tr nh tính tốn lý thuyết có đề cập đến tạo thành gốc tự tồn dạng khí (gốc Cl, AlCl, MgCl, H …) nhiệt độ cao nước trạng thái hơi, thể tích sản phẩm cháy cao, cịn tiến hành thực nghiệm th tr nh đo tiến hành sau làm nguội sản phẩm cháy nhiệt độ phòng, gốc tự sinh thể khí, sau chúng khơng bền kết hợp với làm giảm thể tích sản phẩm cháy, nước trạng thái lỏng Nhiệt độ bùng cháy: Tiến hành đo nhiệt độ bùng cháy mẫu tr n thiết bị DT-1000 với tốc độ gia nhiệt °C/phút Kết thể bảng cho thấy, nhiệt độ bùng cháy c a mẫu không thay đổi nhiểu, nằm khoảng từ 500,1 đến 505,5 °C, điều tr nh phân h y ch yếu phụ thuộc vào hexacloetan (hexacloetan bắt đầu thăng hoa 185 °C phân h y nhiệt độ cao 4000C, hợp kim Al-Mg bị nóng chảy 490 °C) Như vậy, nhiệt độ bùng cháy c a thuốc tạo khói mức trung b nh dễ dàng mồi cháy loại thuốc thông thường như: thuốc đen, thuốc phóng thơng thường Tóm lại, qua khảo sát đặc trưng lượng c a thuốc tạo khói cho thấy, để đảm bảo ngụy trang tốt th khối lượng Cr ZnCl2 r tạo thành đốt cháy phải đ lớn nhiệt lượng cháy không vượt 1000 Kcal/kg Tuy nhi n, để áp dụng vào thực tế mẫu thuốc phải nén mật độ xác định vừa đảm bảo độ bền học c a sản phẩm, tốc độ cháy, đồng thời phải mồi cháy tin cậy Do vậy, nghi n cứu tiếp theo, nhóm tác giả tập trung vào mẫu M10, M12, M14 M16 3.3 Ảnh hưởng số yếu tố đến khả hấp thụ tia laze Tiến hành cố định công suất nguồn phát laze 20 mW, khối lượng mẫu thuốc cần đốt cháy 0,2g/2,16 cm3 (0,92 g/m3), kết đo 04 mẫu (M10, M12, M14, M16) biểu diễn tr n h nh Hình Sự thay đổi khả hấp thụ laze thay đổi thành phần thuốc tạo khói Từ kết tr n h nh cho thấy số nhận xét: Với mẫu cho quy luật tương đối giống chia thành giai đoạn: giai đoạn khoảng thời gian từ s đến s hấp thụ tia laze lớn nhất, sau chuyển sang giai đoạn th tr nh hấp thụ lại giảm mạnh chuyển sang giai đoạn hấp thụ tia laze tăng l n đạt đến mức ổn định Điều giải thích sau: mồi cháy th tr nh xảy gần đồng thời toàn khối lượng mẫu tạo đám 58 N V Tính, N T Tồn, H X Thảo, “Ảnh hưởng số yếu tố … kẽm oxit.” Nghiên cứu khoa học cơng nghệ khói có mật độ cao chuyển động l n gặp hấp thụ tia laze truyền qua mức độ cao, sau đám khói tiếp tục chuyển động l n gặp bề mặt c a hộp mica, đồng thời tr nh hấp thụ tia laze lại giảm xuống mật độ khói giảm nhiều Khi đám khói tiếp xúc với bề mặt hộp mica th có tượng tỏa hai b n chuyển động xuống tạo đám khói có mật độ đồng hộp mica lúc hấp thụ tia laze gần đạt trạng thái ổn định khoảng thời gian dài Với mẫu có thành phần khác th khả hấp thụ tia laze khác nhau, mẫu M14 có khả hấp thụ laze cao (84,2 %) đạt trạng thái ổn định, M12 (80,2 %), M10 (75,3 %) M16 (64,5 %) Điều giải thích sau: Theo kết thực nghiệm mẫu M16 có lượng sản phẩm khí sinh dùng để phân tán hạt khói bị giảm, cịn theo tính tốn lượng ZnCl2 giảm nhiều (0,45 mol/kg) n n khả hấp thụ tia laze bị giảm, lượng cacbon tạo thành cao (4,69 mol/kg), mẫu M10 lượng ZnCl2 có cao (2,52 mol/kg) lượng cacbon lại giảm (1,52 mol/kg) Đối với mẫu M14 có hàm lượng cacbon 3,23 mol/kg, ZnCl2 1,01 mol/kg, với lượng sản phẩm khí 100,35 l/kg đảm bảo phân tán hạt khói khơng gian n n khả hấp thụ laze cao Tiếp theo, nhóm tác giả lựa chọn mẫu M14 để đánh giá khả phát xạ hồng ngoại tốc độ cháy 3.4 Đánh giá khả phát xạ hồng ngoại Khói c a hỗn hợp thuốc hỏa thuật tr n không hấp thụ tán xạ tia laze b i phần tử khói (cacbon rắn, ZnCl2), mà cịn tạo lượng nhiệt lớn tách từ phản ứng cháy c a bột Al-Mg, lửa h nh thành l n mục ti u nhiệt giả hoạt động giống thành phần phát xạ hồng ngoại chuy n dụng Sự phân bố phổ hồng ngoại c a hỗn hợp khói tr n s mẫu M14 xác định thể tr n h nh Hình Phổ phát xạ hồng ngoại mẫu thuốc hỏa thuật sinh khói M14 Qua phổ phát xạ c a mẫu thuốc tạo khói M14 cháy cho thấy, chúng phát xạ mạnh vùng bước sóng 2,5 đến 5,0 µm với lượng phát xạ đạt 20,2 W/cm2/Sr (Năng lượng phát xạ tính dựa tr n phần mềm tích hợp với thiết bị đo, nguy n lý tính diện tích phổ phát xạ dải bước sóng từ 2.5 đến 5.0 µm) Do vậy, ngồi khả hấp thụ tán xạ tia laze, hỗn hợp cịn đóng vai trị việc tạo mục ti u giả (nghi trang mô buồng động ống xả c a xe bọc thép) chống lại t n lửa dẫn đường hồng ngoại 3.5 Ảnh hưởng cỡ hạt chất cháy mật độ nén ép đến tốc độ cháy Đối với thuốc tạo khói thường có tốc độ cháy thấp so với loại thuốc hỏa thuật, thường nằm khoảng từ 0,5 – 2,0 mm/s [7, 8] Tốc độ cháy c a thuốc tạo khói phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: Kích thước hạt nguy n liệu (ch yếu c a chất cháy chất oxi hóa), tỉ lệ cấu tử, mật độ nén thuốc, yếu tố mơi trường Nhóm tác giả Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Hóa học - Vật liệu, - 2020 59 Hóa học Kỹ thuật môi trường nghi n cứu hư ng c a kích thước hạt chất cháy hợp kim Al-Mg mật độ nén ép đến tốc độ cháy, nguy n liệu ban đầu chất oxi hóa hexacloetan bột kẽm oxit dạng bột mịn Đối với mẫu M14, tiến hành sàng phân loại 03 kích thước hạt hợp kim Al-Mg ( 32 àm; 32ữ63 àm v 63ữ100 àm), với kích thước hạt tiến hành nén ép mật độ khác từ 1,4 g/cm3 đến 1,9 g/cm3 Kết xác định tốc độ cháy thể bảng h nh Bảng Ảnh hưởng cỡ hạt chất cháy mật độ nén ép đến tốc độ cháy Tốc độ cháy cỡ hạt, mật độ nén khác nhau, mm/s TT Mật độ ≤ 32àm (32ữ63)àm (63ữ100)àm Mt 1,4 g/cm3 4,65 4,08 2,40 Mật độ 1,5 g/cm 4,17 3,64 2,27 Mật độ 1,6 g/cm3 3,57 3,03 1,94 Mật độ 1,8 g/cm3 3,17 2,63 1,64 Mật độ 1,9 g/cm 2,82 2,25 1,53 5,0 4,65 4,5 Tốc độ cháy (mm/s) 4,08 4,0 4,17 3,64 3,57 3,5 2,5 3,17 3,03 3,0 2,63 2,4 2,27 2,82 2,25 1,94 2,0 1,64 1,5 1,53 C ht < 32àm C ht (32ữ63)àm C hạt > 63µm 1,0 0,5 0,0 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 Mật độ nén ép (g/cm3) Hình Đồ thị ảnh hưởng cỡ hạt Al-Mg mật độ nén đến tốc độ cháy thuốc tạo khói Từ kết bảng h nh cho thấy, tăng dần kích thước hạt c a chất cháy Al-Mg, tốc độ cháy c a thuốc tạo khói có xu hướng giảm dần mật độ, ví dụ mật độ 1,9 g/cm3, khoảng cỡ hạt tăng từ 32 µm đến 100 µm th tốc độ cháy giảm từ 2,82 mm/s xuống 1,53 mm/s Điều giải thích tăng kích thước hạt Al-Mg, dẫn đến làm giảm diện tích bề mặt ri ng c a hạt kim loại n n tiếp xúc chất cháy chất oxi hóa bị giảm đi, phản ứng oxi hóa khử diễn chậm tốc độ cháy nhỏ Khi tăng mật độ nén th tốc độ cháy thấp khoảng cỡ hạt, vớ d khong c ht (63ữ100)àm, mt nộn tng từ 1,4 g/cm3 đến 1,9 g/cm3 th tốc độ cháy giảm từ 2,40 mm/s xuống 1,53 mm/s Nguy n nhân tăng mật độ nén làm giảm khả xuất khí cháy vào thành phần c a thuốc tạo khói n n dẫn đến làm chậm tr nh nung nóng bén lửa sâu vào khối thuốc Tuy nhi n, để đảm bảo tốc độ cháy theo y u cầu kỹ thuật c a thuốc tạo khói th lựa chọn khoảng cỡ hạt c a cht chỏy Al-Mg l (63ữ100)àm v mt nén ép 1,8 g/cm3 phù hợp đảm bảo khối thuốc nén đ độ bền học, đặc biệt có tốc độ cháy ổn định IV KẾT LUẬN Kết nghi n cứu bước đầu chứng minh khả chế tạo hỗn thuốc tạo khói Phịng thí nghiệm đáp ứng yêu cầu kỹ thuật (nhiệt lượng cháy, thể tích khí 60 N V Tính, N T Tồn, H X Thảo, “Ảnh hưởng số yếu tố … kẽm oxit.” Nghiên cứu khoa học công nghệ cháy, tốc độ cháy) khả hấp thụ tia laze 1,06 µm đạt 84,2 % với 0,2 g/0,216 m3 (tức với m3 khơng khí chứa 0,92 g thuốc tạo khói) có thành phần tối ưu Al-Mg 14%, C2Cl6 67%, ZnO 14% nitroxenlulo (NC-3) 5% Bên cạnh đó, vi kớch thc ht Al-Mg t (63ữ100)àm v mt nén ép 1,8 g/cm3 phù hợp đảm bảo khối thuốc có tốc độ cháy ổn định (1,64 mm/s) hỗn hợp sử dụng với khả nghi trang chống lại tên lửa dẫn đường hồng ngoại dải bước sóng 2,5 µm đến 5,0 µm TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] G B Pulpea, "Aspects regarding the development of pyrotechnic obscurant systems for visible and infrared protection of military vehicles", in International Conference Knowledge-Based Organization: Sciendo (2015) [2] Μ В (2014), Современная пиротехника, Mocква [3] S Cudziło, "Studies of IR-Screening Smoke Clouds", Propellants Explos Pyrotech., Vol 26, No (2001), pp 12-16 [4] R Fischer et al., "Absorption and scattering of 1.06 μm laser radiation from oceanic aerosols", Applied optics, Vol 48, No 36 (2009), pp 6990-6999 [5] E C Koch, "Review on pyrotechnic aerial infrared decoys", Propellants Explos Pyrotech., Vol 26, No (2001), pp 3-11 [6] E C Koch, "2006-2008 annual review on aerial infrared decoy flares", Propellants Explos Pyrotech.: An International Journal Dealing with Scientific & Technology Aspects of Energetic Materials, Vol 34, No (2009), pp 6-12 [7] Nguyễn Văn Tính, Trần Quang Phát (2006), Cơ sở hỏa thuật, Hà Nội, Học viện KTQS [8] D H Ellern (1968), Military and civilian Pyrotechnic, New York: Chemical Publishing company ABSTRACT THE EFFECT OF SEVERAL FACTORS ON THE COMBUSTION AND THE OBSCURANT CHARACTERISTICS OF SMOKE COMPOSITIONS BASED ON Mg-Al, HEXACHLOROETHANE AND ZINC OXID Smoke compositions are the pyrotechnic formulations that are an effective way to protect the armored vehicles from optical guide weapon seekers In this work, the combustion characteristics, the obscurant characteristics and the infrared emission characteristics of the smoke compositions are described The results show that the obscurant cloud made from the mixture of Mg-Al/C2Cl6/ZnO has a low transmittance, high extinction coefficient with 1.06 µm laser and strong infrared emission in the wavelength range of 2.5 to 5.0 µm In particular, the M14 formulation (includes 14% Mg-Al, 67% C2Cl6, 14% ZnO and 5% nitrocellulose) has the highest 1,06 mm laser absorption and scattering capabilities, high infrared emission energy in the range of 2,5 to 5,0 mm, and the combustion characteristics meet the requirements Keywords: Obscurant compositions; Decoy composition; Screening smoke; Combustion characteristics Nhận ngày 13 tháng năm 2020 Hoàn thiện ngày 31 tháng năm 2020 Chấp nhận đăng ngày 24 tháng năm 2020 Địa chỉ: 1Khoa Vũ khí/Học viện Kỹ thuật quân sự; Nhà máy Z113/TCCNQP *Email: tinhhp76@gmail.com Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Hóa học - Vật liệu, - 2020 61 ... tạo vừa đ để đảm bảo khả ngụy trang, đồng thời phải có đặc trưng lượng, tốc độ cháy phù hợp với thuốc tạo khói Điều nghi n cứu cụ thể ảnh hư ng c a thành phần đến số thông số tiến hành chế tạo thực... chất cháy hợp kim Al-Mg mật độ nén ép đến tốc độ cháy, nguy n liệu ban đầu chất oxi hóa hexacloetan bột kẽm oxit ln dạng bột mịn Đối với mẫu M14, tiến hành sàng phân loại 03 kích thước hạt hợp kim. .. hành nén ép mật độ khác từ 1,4 g/cm3 đến 1,9 g/cm3 Kết xác định tốc độ cháy thể bảng h nh Bảng Ảnh hưởng cỡ hạt chất cháy mật độ nén ép đến tốc độ cháy Tốc độ cháy cỡ hạt, mật độ nén khỏc nhau,