B GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
B QUC PHÒNG
VIN KHOA HC VÀ CÔNG NGH QUÂN S
LÊ DUY BÌNH
NGHIÊN CU ẢNH HƯNG CA MT S PH GIA, XÚC TÁC
CHÁY ĐẾN QUY LUT TỐC ĐỘ CHÁY CA THUC PHÓNG
KEO BALLISTIC TRÊN NN NC-NG-DG VÀ NC-NG-DINA
Chuyên ngành: K thut hóa hc
Mã s: 9 52 03 01
TÓM TT LUN ÁN TIẾN SĨ K THUT
Hà Ni - 2018
Công trình được hoàn thành ti:
Vin Khoa hc và Công ngh quân s, B Quc phòng
Người hướng dn khoa hc:
1. TS Phm Văn Toại
2. GS. TS Nguyn Vit Bc
Phn bin 1: PGS. TS Phan Đức Nhân
Hc vin K thut Quân s
Phn bin 2: PGS. TS Nguyn Công Hòe
Vin Thuc phóng Thuc n, Tng cc CNQP
Phn bin 3: PGS. TS Chu Chiến Hu
Vin Khoa hc và Công ngh Quân s
Lun án đưc bo v ti Hội đồng đánh g lun án cp Vin hp ti:
Vin Khoa hc và Công ngh quân s
Vào hi: 8 gi 30 phút, ngày tháng năm 2018.
Có th tìm hiu lun án ti:
- Thư viện Vin Khoa hc và Công ngh quân s
- Thư viện Quc gia Vit Nam.
1
M ĐẦU
Tính cp thiết ca lun án: Nghiên cu la chn h c tác cháy để
đảm bo tốc độ cháy đạt yêu cầu theo quy định gim thiu s ph thuc
ca tốc độ cháy o áp sut vấn đề đang đưc các nhà khoa hc k thut
quan tâm. Đến nay, phn ln các nghiên cu ch yếu đề cập đến quy lut tc
độ cháy ca thuc phóng hai gc năng lượng [42], [63]. Đối vi thuc phóng
ba gc năng ợng ít được tiếp cn. Xúc tác cháy cho thuốc phóng keo
ballistic rất phong phú đa dạng. Vic xác lp h c tác cháy tối ưu cho
tng h nn vi thành phn c th vẫn còn đối tượng nghiên cu mi.
Thuốc phóng ba gc trên nn nitro xenlulo (NC)-nitro glyxerin (NG)-
dietylen glycol dinitrat (DG) [ký hiu NC-NG-DG] nitro xenlulo (NC)-
nitro glyxerin (NG)-dietanol nitroamin dinitrat (DINA) [ký hiu NC-NG-
DINA] khác vi thuc phóng hai gc cha thêm cu t th ba tương
ứngng có chức nănga dẻo và mangng lượng DG, DINA. Do đó, việc
nghiên cu la chn các loi xúc tác cháy cũng như tìm ra tỷ l tối ưu của nó
cho h thuc phóng này cn thiết.
Mc tiêu ca lun án: Nghiên cứu, đánh giá hiệu quxúc tác cháy
thông qua các quy luật tốc độ cháy bề mặt cháy của thuốc phóng keo
ballistic chứa 3 gốc năng lượng trên nền NC-NG-DG NC-NG-DINA,
qua đó, lựa chọn loại xúc tác cháy hiệu quả cho thuốc phóng RNDSI-5K
(TPHT-5K) cho đạn chống tăng chống giáp phản ứng nổ ĐCT-7 và đề xuất,
lựa chọn xúc tác cháy triển vọng thay thế hệ xúc tác cháy đang sử dụng
trong thuốc phóng NDSI-2K cho đạn chống tăng PG-9 hiện nay.
Ni dung nghiên cu ca lun án:
- Nghiên cu ảnh hưởng ca mt s ph gia, xúc tác cháy đến tốc độ
cháy ca thuc phóng keo ballistic 3 gốc năng lượng trên nn NC-NG-DG
và NC-NG-DINA.
- Thiết lp quy luật thay đổi tốc độ cháy theo áp sut vào các ph gia,
xúc tác cháy ca thuc phóng keo ballistic 3 gốc năng lượng trên nn NC-
NG-DG và NC-NG-DINA.
- Nghiên cu b mt cháy ca thuc phóng keo ballistic 3 gốc năng
ng trên nn NC-NG-DG và NC-NG-DINA ti các áp sut khác nhau.
- ng dng thiết kế đơn thành phần thuc phóng keo ballistic 3 gc
năng lượng RNDSI-5K (TPHT-5K) cho đạn chống tăng chống giáp phn
ng n ĐCT-7 đ xut la chn xúc tác cháy thay thế h xúc tác cháy
đang sử dng trong thuc phóng NDSI-2K cho đạn chống tăng PG-9.
Ý nghĩa khoa học, thc tin ca lun án: Kết qu nghiên cu ca
luận án ý nghĩa khoa học mang li giá tr thc tiễn trong lĩnh vực
quân s, nhằm làm hơn bản cht của quá trình cháy đối vi thuc phóng
2
keo ballistic nói chung thuc phóng keo ballistic cha 3 gốc năng lượng
trên nn NC-NG-DG và NC-NG-DINA nói riêng. Qua đó, cho chúng ta cái
nhìn ph quát hơn về chế xúc tác cháy cũng như ng ng dng, la
chn hoc thay thế xúc tác cháy hiu qu cho quá trình nghiên cu, thiết kế
và chế to thuc phóng keo ballistic.
Phƣơng pháp nghiên cu: Phương pháp tính toán thiết kế đơn thành
phn; phương pháp tạo mu thuc phóng; phương pháp to b mt dp cháy;
pơng pháp đo tốc độ cháy theo tiêu chun 06 TCN 888:2001; phương pháp
kim tra b mt dp cháy và thành phn sn phm cháy bng chp nh SEM
kết hp EDX; phương pháp xác định c ch tiêu hóa ca mu thuc
phóng; phương pháp xác định các thông s thut phóng thông qua th
nghiệm (đốt thi thuc phóng trong động cơ) trên các thiết b chuyên dng;
pơng pháp xác định c thông s trong phương trình quy luật tốc độ cháy
trên phn mềm Origin 8.0; phương pháp đánh giá sai số, x lý s liu.
B cc ca lun án: Ngoài phn m đầu và kết lun, lun án gm ba
chương và danh mc tài liu tham kho.
Chương 1. Tng quan: pn tích đánh giá tình hình nghiên cu trong,
ngoài nước vc vn đ liên quan, các ni dung cn gii quyết ca lun án.
Chương 2. Đối tượng phương pháp nghiên cứu: trình bày đối
ng nghiên cứu, các phương pháp nghiên cứu, x s liu.
Chương 3. Kết qu và tho lun: trình bày, đánh gtho lun các kết
qu nghiên cu đạt được.
NI DUNG CA LUN ÁN
Chƣơng 1. TNG QUAN
Đã phân tích, đánh giá tình hình nghiên cu trong ngoài c v
cơ chế cháy ca thuc phóng keo ballistic; s phân hy nhit ca các cu t
thành phn; ảnh hưởng ca các thành phần đến tốc độ cháy; vai trò tác
dng ca xúc tác cháy đến quá trình cháy ca thuc phóng và s ph thuc
ca tốc độ cháy theo áp sut [u(p)] vào các ph gia, xúc tác cháy. Kết qu
cho thy, s cháy ca thuc phóng quá trình hóa din ra rt phc tp gm
nhiều giai đon kc nhau. Xúc c cháy được đưa vào thành phn ca thuc
phóng vi vai trò m gim/tăng ng ng hot hóa ca h, qua đó thúc đẩy
nhanh/chm tốc độ ca c phn ng cháy. Tác dng ca c c cháy còn
đưc th hin như tác nhân lan truyn nhiệt, qua đó làm tăng nhiệt độ
cháy ban đầu ca thuốc phóng cũng như tăng khả năng dẫn nhit trong
vùng sn phm cháy. Ngoài ra, cũng tác nhân hi t, tăng cường
khung muội, qua đó làm tăng độ bn ca khung mui theo áp sut. Hàm
u(p) ngoài ph thuc vào bn cht, thành phn nn còn ph thuc phc tp
3
vào ph gia, xúc tác cháy áp suất nơi diễn ra quá trình cháy. Mi h
thuc phóng kc nhau có các loi c c cháy ti ưu không ging nhau. Do
đó, vic nghiên cu ảnh hưng ca các ph gia, c tác cháy đến quy lut tc
độ cháy b mt sn phm cháy, t đó la chn hc c cy hiu qu vn
n là hướng nghiên cu mi choc loi thuốc phóng khác nhau, trong đó
thuc phóng ba gốc năng ng trên nn NC-NG-DG NC-NG-DINA.
Chƣơng 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tƣợng nghiên cu
- Đối ng nghiên cu: mu thuc phóng trên nn NC-NG-DG
NC-NG-DINA vi các cht xúc tác cháy (PbO, CoO, Co3O4, Ckt, chì
xalixilat, đồng xalixilat, đồng chì phtalat, spinen), ph gia ổn định cháy
CaCO3, ph gia to khung mui (DNT, Ckt).
- Phm vi nghn cu: c vấn đề liên quan đến tc độ cháy, b mt
cháy và thành phn sn phm cháy ti c áp sut khác nhau, các quy lut tc
độ cháy, hiu qu xúcc cháy theo áp sut vào các ca ph gia, xúcc cháy.
2.2. Thiết b, máy móc và nguyên liu, hóa cht
2.2.1. Thiết b, máy móc chính: Thiết b trn (nu) thuc phóng; thiết b
lọc hút nước khi bán thành phm; thiết b cán keo hóa thuc phóng; thiết
b nén ép định hình (chế tạo trong nước); thiết b đo tốc độ cháy; thiết b
kính hiển vi điện t quét SEM, EDX; thiết b đo đạc, th nghiệm xác định
các thông s thut phóng.
2.2.2. Nguyên liu, a cht chính: Nitro xenlulo s 3 (NC s 3) vi hàm
ợng nitơ = 11,94 %, dietylen glycol dinitrat (DG), nitro glyxerin (NG)
dietanol nitroamin dinitrat (DINA), diphenyl amin (DPA), dinitro toluen
(DNT), xentralit s 2 (xent 2), vazơlin, canxi cacbonat (CaCO3), cacbon k
thut b mt riêng khong 10.200 cm2/g, đồng chì phtalat, chì xalixilat,
đồng xalixilat, spinen kích thưc ht 50 µm. Các nguyên liu, hóa cht
đã u đều đạt yêu cu k thut cho sn xut thuc phóng. Riêng chì oxit
(PbO) các vùng phân b kích thước ht nh hơn khoảng 20 µm đến nh
hơn 1 µm, coban oxit (CoO) khong 1 µm, coban (II, III) oxit kích
thước ht nano (Co3O4, nano) coban (II, III) oxit kích thước ht nh
hơn 10 µm (Co3O4, ≤10µm). Các hóa chất này, được cung cp bi hãng
Sigma-Aldrich (Đức), là loi tinh khiết PA.
2. 3. Phƣơng pháp nghiên cu, thc nghim
2.3.1. Phương pháp tính toán thiết kế đơn thành phần:
Trong quá trình tính toán, thiết kế đơn thành phần thuc phóng trên
nn NC-NG-DG NC-NG-DINA ngoài vic phi đảm bảo được các yếu
t như: nhiệt lượng cháy (Qv), kh năng hóa dẻo keo hóa thuc phóng,
tính lưu biến, mật độ, t trng, độ bền cơ lý và đ bn hóa hc của nó,…thì