Прогнозная оценка выхода детонационных наноалмазов на основе характеристик углеродсодержащих взрывчатых веществ
https://doi.org/10.17277/jamt.2024.04.pp.244-256
Аннотация
Дана прогнозная оценка выхода детонационных наноалмазов (ДНА) в зависимости от значения кислородного баланса, длины зоны и времени химической реакции взрывчатых веществ (ВВ). Определены зависимости основных характеристик ВВ друг от друга. Показано, что практически любой параметр ВВ (например, скорость детонации) может быть использован для расчета других их характеристик, а также выхода ДНА при их синтезе. Впервые определен выход ДНА из безводородного бензотрифуроксана (1,88 мас. %). Такие наноалмазы по данным Института гидродинамики им. М. А. Лаврентьева (Россия, Новосибирск) имеют сферическую форму (диаметр ~100 нм) из-за очень высокой температуры (4300 К) и давления 36 ГПа. По элементному составу ВВ рассчитаны тепловой эффект сгорания, тепловой эффект взрыва, удельная мощность ВВ и все остальные характеристики, включая выход ДНА. Прогнозная оценка не исключает необходимость проведения экспериментальных работ, но определяет их целесообразность.
Об авторах
В. Ю. ДолматовРоссия
Долматов Валерий Юрьевич, доктор технических
наук, начальник научно-исследовательской лаборатории
Советский пр., 33-а, Санкт-Петербург, 192076
Д. В. Руденко
Россия
Руденко Дмитрий Владимирович, кандидат экономических наук, директор, главный конструктор
Советский пр., 33-а, Санкт-Петербург, 192076
Е. Д. Эйдельман
Россия
Эйдельман Евгений Давидович, доктор физико-математических наук, профессор
ул. Профессора Попова, 14, лит. А, Санкт-Петербург, 197022
М. А. Блинова
Россия
Блинова Мария Алексеевна, инженер-исследователь третьей категории
Советский пр., 33-а, Санкт-Петербург, 192076; Московский пр., 24-26/49, лит. А, Санкт-Петербург, 190013
Список литературы
1. Danilenko VV. Synthesis and sintering of diamond by explosion. Moscow: Energoatom; 2003. 271 p. (In Russ.)
2. Babushkin AYu, Lyamkin AI. About diamond formation at detonation synthesis. Vestnik KrasGU. Fizikomatematicheskiye nauki. 2003;(3):89-96. (In Russ.)
3. Kolomiichuk VI, Malkov IYu. Investigation of the synthesis of an ultrafine diamond phase under conditions of detonation of mixed compositions. Fizika goreniya i vzryva =Combustion, Explosion, and Shock Waves.1993;29(1):120-128. (In Russ.)
4. Frenklach M, Kematick R, Huang D, Howard W, et al. Homogeneous nucleation of diamond powder in the gas phase. Journal of Applied Physics. 1989;66(1):395- 399. DOI:10.1063/1.343890
5. Breusov ON. To the question about the mechanism of dynamic synthesis of diamond from organic substances. Chemical Physics. 2002;21(11):110-115.
6. Tolochko BP, Titov VM, Chernyshev AP. Physicochemical model of formation of diamond particles at shock-wave impact on adamantine. NanoCarbon and NanoDiamond 2006 Join International Conference September. St.-Petersburg: Abstract; 2006. p. 9. (In Russ.)
7. Danilenko VV. Explosion: physics, technique, technology. Moscow: Energoatomizdat; 2010. 784 p. (In Russ.)
8. Babushkin VV, Lemyakin AI, Staver AM. Features of obtaining ultradisperse carbon-based material from explosives. V All-Union Meeting on Detonation: Collection of Reports, Krasnoyarsk – August 5-12, 1991. Chernogolovka: Intech Publ. house; 1991. V. 1. pp. 81-83. (In Russ.)
9. Vyskubenko BA, Danilenko VV, Lin EE, Mazanov VA, et al. Influence of scale factors on the size and yield of diamonds during detonation synthesis. Fizika goreniya i vzryva = Combustion, Explosion, and Shock Waves. 1992;28(2):108-109. (In Russ.)
10. Arnault J-C. Nanodiamonds, advanced material analysis, properties and applications: Elsevier; 2017. 476 p.
11. Oleinik GS, Bochechka AA. To the mechanism of formation of nanosized diamond particles of detonation synthesis obtained from the decomposition products of explosives. Sverkhtverdye Materialy = Journal of Superhard Materials. 2008;3(173):3-30. (In Russ.)
12. Anisichkin VF. On the mechanism of carbon release during detonation decomposition of substances. Fizika goreniya i vzryva = Combustion, Explosion, and Shock Waves. 1994;30(5):100-106. (In Russ.)
13. Batsanov SS. Features of solid-phase transformations initiated by shock waves. Uspekhi Khimii = Russian Chemical Reviews. 2006;75(7):673-686. (In Russ.)
14. Lin EE. On the cluster mechanism of diamond synthesis from various solid forms of carbon. Fizika Tverdogo Tela = Physics of the Solid State. 2000;42(10):1893-1898. (In Russ.)
15. Danilenko VV. Features of carbon condensation in detonation wave and optimal synthesis of nanodiamonds. Sverkhtverdye Materialy = Journal of Superhard Materials. 2006;(5):9-24. (In Russ.)
16. Anisichkin VF. The phenomenon of resonant solid-phase coalescence of small diamond particles in explosion products. Khimicheskaya Fizika = Russian Journal of Physical Chemistry B. 1993;12(5):605-608 (In Russ.)
17. Dolmatov VYu. Assessment of applicability of explosive charges for synthesis of detonation nanodiamonds. Journal of Superhard Materials. 2016;38(5):373-376. DOI:10.3103/S1063457616050099
18. Zhukov BP. Energy condensed systems: brief encyclopedic word. Moscow: Janus-K; 1999. 595 p. (In Russ.)
19. Dolmatov V. Specific power of explosive and its effect on nanodiamonds. Universal Journal of Carbon Research. 2023;66-71. DOI:10.37256/ujcr.1220233919
20. Loboiko BG, Lubyatinsky SN. Reaction zones of detonating solid explosives. Combustion, Explosion and Shock Waves. 2000;36(6):716-733. DOI:10.1023/A: 1002898505288
21. All-Russian conference "Explosion in a physical experiment". On the possibility of determining the size of the detonation wave zone by indirect methods. Available from: http://conf.nsc.ru/explosion/ru/scientific_program [25 September 2024]
22. Dolmatov VYu, Ozerin AN, Eidelman ED, Kozlov AS, et al. Predictive estimate of the calorific value of substances with negative oxygen balance depending on the value of oxygen balance. Journal of Advanced Materials and Technologies. 2022;7(2):122-134. DOI:10.17277/jamt.2022.02.pp.122-134
Рецензия
Для цитирования:
Долматов В.Ю., Руденко Д.В., Эйдельман Е.Д., Блинова М.А. Прогнозная оценка выхода детонационных наноалмазов на основе характеристик углеродсодержащих взрывчатых веществ. Journal of Advanced Materials and Technologies. 2024;9(4):244-256. https://doi.org/10.17277/jamt.2024.04.pp.244-256
For citation:
Dolmatov V.Yu., Rudenko D.V., Eidelman E.D., Blinova M.A. Predictive estimation of detonation nanodiamond yield based on the characteristics of carbon-containing explosives. Journal of Advanced Materials and Technologies. 2024;9(4):244-256. https://doi.org/10.17277/jamt.2024.04.pp.244-256
JATS XML















