Comparative studies of the pulse of explosive transformation of nanothermites

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A technique for tensometric determination of the pulse of fast-burning pyrotechnic compositions has been developed. The valus of specific impulse of nanoscale compositions CuO/Al, MoO3/Al, Bi2O3/Al (nanothermites) as well as primary explosives (lead azide and lead trinitroresorcinate) were determined. The shock-wave nature of the process of explosive transformation of nanothermites is demonstrated.

About the authors

Dmitry I. Patrikeev

D. I. Mendeleev Russian University of Chemical Technology

Author for correspondence.
Email: pdm31@yandex.ru

(b. 1990) — research scientist

Russian Federation, 9 Miusskaya Sq., Moscow 125047

Vasily I. Kolesov

D. I. Mendeleev Russian University of Chemical Technology

Email: Kolesov2116@mail.ru

(b. 1965) — Candidate of Science in chemistry, associate professor

Russian Federation, 9 Miusskaya Sq., Moscow 125047

Viacheslav Y. Egorshev

D. I. Mendeleev Russian University of Chemical Technology

Email: egorshev@yahoo.com

(b. 1959) — senior lecturer (until 2021)

Russian Federation, 9 Miusskaya Sq., Moscow 125047

References

  1. Dolgoborodov, A. Yu., V. G. Kirilenko, A. N. Streletskii, et al. 2018. Mekhanoaktivirovannyy termitnyy sostav Al/CuO [Mechanoactivated thermite composition Al/CuO]. Goren. Vzryv (Mosk.) — Combustion and Explosion 11(3):117–124.
  2. Rashkovskiy, S. A., and A. Yu. Dolgoborodov. 2019. Low-gas detonation in low-density mechanically activated powder mixtures. Tech. Phys. 64:767–775.
  3. Ananev, S. Yu., L. I. Grishin, A. Yu. Dolgoborodov, and B. D. Yankovskii. 2020 Shock-wave initiation of a thermite mixture of Al + CuO. Combust. Explo. Shock Waves 56:220–230.
  4. Pantoya, M. L., and J. J. Granier. 2005. Combustion behavior of highly energetic thermites: Nano versus micron composites. Propell. Explos. Pyrot. 30(1):53–62.
  5. Egorshev, V. Y., V. P. Sinditskii, and K. K. Yartsev. 2013. Combustion of high-density CuO/Al nanothermites at elevated pressures. 10th Autumn Seminar (International) on Propellants, Explosives and Pyrotechnics Proceedings. Chengdu, China. 273–283.
  6. Kolesov, V. I., and D. I. Patrkeev. 2017. Gorenie nanotermitov v vakuume [Combustion of nanothermites at subatmospheric pressure]. Goren. Vzryv (Mosk.) — Combustion and Explosion 10(1):69–72.
  7. Sanders, V. E., B. W. Asay, T. J. Foley, B. C. Tappan, A. N. Pacheco, and S. F. Son. 2007. Reaction propagation of four nanoscale energetic composites (Al/MoO3, Al/WO3, Al/CuO, and Bi2O-3). J. Propul. Power 23(4):707–714.
  8. Son, S. F., B. W. Asay, T. J. Foley, R. A. Yetter, M. H. Wu, and G. A. Risha. 2007. Combustion of nanoscale Al/MoO thermite in microchannels. J. Propul. Power 23(4):715–721.
  9. Shende, R., S. Subramanian, S. Hasan, et al. 2008. Nanoenergetic composites of CuO nanorods, nanowires, and Al-nanoparticles. Propell. Explos. Pyrot. 33:122–130.
  10. Bagal, L. I. 1975. Khimiya i tehnologiya initsiiruyushchikh vzryvchatykh veshchestv [Chemistry and technology of initiating explosives]. Moscow: Mashinostroenie. 456 p.
  11. Belov, G. B. 1998. Thermodynamic analysis of combustion products at high temperature and pressure. Propell. Explos. Pyrot. 23:86–89.
  12. Clay, S. S., E. R. Kristofer, R. Thiruvengadathan, J. H. Jackson, M. S. Sean, J. T. Robert, K. Gangopadhyay, and S. Gangopadhyay. 2014. Effect of nitrocellulose gasifying binder on thrust performance and high- launch tolerance of miniaturized nanothermite thrusters. Propell. Explos. Pyrot. 39(3)374–382.
  13. Staley, C. S., K. E. Raymond, R. Thiruvengadathan, S. J. Apperson, K. Gangopadhyay, S. M. Swaszek, R. J. Taylor, and S. Gangopadhyay. 2013. Fast-impulse nanothermite solid-propellant miniaturized thrusters. J. Propul. Power 29(6):1400–1409. doi: 10.2514/1.B34962.
  14. Apperson, S. J., A. V. Bezmelnitsyn, R. Thiruvengadathan, et al. 2009. Characterization of nanothermite material for solid-fuel microthruster applications. J. Propul.Power 25(5):1086–1091.
  15. Dai, Ji, Fei Wang, Chengbo Ru, Jianbing Xu, Chengai Wang, Wei Zhang, Yinghua Ye, and Ruiqi Shen. 2018. Ammonium perchlorate as an effective addition for enhancing the combustion and propulsion performance of Al/CuO nanothermites. J. Phys. Chem. C 122(18):10240–10247. doi: 10.1021/acs.jpcc.8b01514.
  16. Lee, J., K. Kim, and S. Kwon. 2010. Design, fabrication, and testing of MEMS solid propellant thruster array chip on glass wafer. Sensor. Actuat. A — Phys. 157:126–134.
  17. Puszynski, J. A., C. J. Bulian, and J. J. Swiatkiewicz. 2007. processing and ignition characteristics of aluminum–bismuth trioxide nanothermite system. J. Propul. Power 23(4):698–706.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».