Ударно-волновые свойства эмульсионной матрицы при различной концентрации стеклянных микросфер

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Проведены исследования ударно-волновых свойств образцов эмульсионных взрывчатых веществ на основе аммиачной селитры с различной (от 0 до 4 вес. %) концентрацией в них полых стеклянных микросфер. Ударные волны в исследуемых образцах создавались алюминиевыми пластинами, разогнанными продуктами взрыва до скоростей от 0.6 до 5 км/с. Волновые профили скорости измерены с использованием лазерного доплеровского интерферометра VISAR на границе с водяным окном, либо при выходе ударной волны на свободную поверхность. Получены ударные адиабаты исследованных составов. Сделана оценка зависимости скорости звука от давления в эмульсионной матрице. При низких давлениях в смеси эмульсионной матрицы с микросферами наблюдается формирование двухволновой конфигурации. Показано, что с увеличением концентрации стеклянных микросфер порог возбуждения взрывчатого превращения резко снижается и при 4%-ном содержании его величина становится менее 1.1 ГПа.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. Н. Зубарева

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: zan@ficp.ac.ru
Россия, Черноголовка

В. В. Лавров

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук; Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук

Email: zan@ficp.ac.ru
Россия, Черноголовка; Москва

А. В. Уткин

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук

Email: zan@ficp.ac.ru
Россия, Черноголовка

Список литературы

  1. Budov V.V. // Glass Ceram. 1994. V. 51. № 7-8. P. 230.
  2. Острик А.В., Потапенко А.И. // Конструкции из композитных материалов. 2001. № 1. С. 48.
  3. Ефремов В.П., Потапенко А.И., Фортов В.Е. // Вопросы атомной науки и техники. Сер. «Плазменная электроника и новые методы ускорения». 2000. Т. 2. № 1. С. 152.
  4. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. 2-ое изд. М.: Наука, 1976.
  5. Зубарева А.Н., Уткин А.В., Лавров В.В. // Физика горения и взрыва. 2018. Т. 54. № 5. С. 35. https://doi.org/10.15372/FGV20180505
  6. Зиборов В.C., Канель Г.И., Ростилов Т.А. // Там же. 2020. Т. 56. № 2. С. 124. https://doi.org/10.15372/FGV20200215
  7. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. В 10 т. Т. VI. Гидродинамика. 3-е изд., перераб. М.: Наука, 1986.
  8. Yoshida M., Iida M., Tanaka K. et al. // Proc. 8th Sympos. Intern. on Detonation. Albuquerque, NM (USA). 1985. P. 993.
  9. Lee J., Sandstrom F.W., Graig B.G., Persson P.A. // Proc. 9th Sympos. Intern. on Detonation. Portland, Oregon (USA). 1989. P. 573.
  10. Сильвестров В.В., Пластинин А.В., Караханов С.М., Зыков В.В. // Физика горения и взрыва. 2008. Т. 44. № 3. С. 121.
  11. Юношев А.С., Сильвестров В.В., Пластинин А.В., Рафейчик С.И. // Там же. 2017. Т. 53. № 2. С. 91. https://doi.org/10.15372/FGV20170211
  12. Воскобойников И.М., Афанасенков А.Н., Богомолов В.М. // Там же. 1967 Т. 3. № 4. С. 585.
  13. Woolfolk R.W., Cowperthwaite M., Shaw R. // Thermochim. Acta. 1973. V. 5. № 4. P. 409.
  14. Сильвестров В.В., Юношев А.С., Пластинин А.В., Рафейчик С.И. // Физика горения и взрыва. 2014. Т. 50. № 4. С. 110.
  15. Сильвестров В.В., Юношев А.С., Пластинин А.В. // Там же. № 6. С. 105.
  16. Физика взрыва. В 2 т. / Под ред. Орленко Л.П. Изд. 3-е, испр. М.: Физматлит, 2002. Т. 1.
  17. Канель Г.И., Разоренов С.В., Уткин А.В., Фортов В.Е. Ударно-волновые явления в конденсированных средах. М.: Янус-К, 1996.
  18. Мочалова В.М., Уткин А.В., Гаранин В.А., Торунов С.И. // Физика горения и взрыва. 2009. Т. 45. № 3. С. 95.
  19. Мочалова В.М., Уткин А.В., Ананьин А.В. // Там же. 2007. Т. 43. № 5. С. 90.
  20. Колесников С.А., Уткин А.В. // Там же. № 6. С. 97.
  21. Гафаров Б.Р., Уткин А.В., Разоренов С.В. и др. // ПМТФ (Новосибирск). 1999. Т. 40. № 3. С. 161.
  22. Жарков В.Н., Калинин В.А. Уравнения состояния твердых тел при высоких давлениях и температурах. М.: Наука, 1968.
  23. Дремин А.Н., Карпухин И.А. // ПМТФ (Новосибирск). 1960. № 3. С. 184.
  24. Будов В.В. // Пробл. прочности. 1991. № 5. С. 68.
  25. Herrmann W. // J. Appl. Phys. 1969. V. 40. № 6. P. 2490.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема экспериментов: 1 — ударник, 2 — экран, 3 — образец, 4 — водяное окно, 5 — фольга из Al толщиной 7– 400 мкм, либо пластина из ПММА толщиной 1 мм, на которую наклеивалась алюминиевая фольга толщиной 7 мкм, 6 — поляризационный датчик.

Скачать (244KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Профили скорости границы эмульсионная матрица/вода. Стрелками отмечены моменты прихода волны разрежения. Цифровые обозначения соответствуют номерам экспериментов в табл. 1. Кривые 3′ и 5′ — профили скорости на границе раздела экран/вода в отсутствие образца.

Скачать (350KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Ударная адиабата (кривая 1) и лагранжева скорость звука (кривая 2) эмульсионной матрицы. Экспериментальные данные взяты из работ: [14] — ▲; [15] —▼; [5] — ○, ●; данная работа — □, ■.

Скачать (398KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Профили скорости границы ЭВВ/вода для смеси эмульсионной матрицы с 1 вес. % микросфер. Цифровые обозначения соответствуют номерам экспериментов в табл. 2. Кривые 1 ′, 2′, 3′ и 5′ — профили скорости на границе раздела экран/вода.

Скачать (481KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Профили скорости границы ЭВВ/вода для смеси эмульсионной матрицы с 3 вес. % микросфер. Цифровые обозначения соответствуют номерам экспериментов в табл. 3. Кривые 1′, 2′, 3′ — профили скорости на границе раздела экран/вода.

Скачать (460KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Профили скорости границы ЭВВ/вода для смеси эмульсионной матрицы с 4 вес. % микросфер. Цифровые обозначения соответствуют номерам экспериментов в табл. 4. Кривые 1′ и 2′ — профили скорости на границе раздела экран/вода.

Скачать (379KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Профили скорости для образцов эмульсионной матрицы (1) и матриц различной толщины с содержанием 3 вес. % микросфер: толщина образца 4 мм (2) и 8 мм (3). Цифровые обозначения соответствуют номерам экспериментов в табл. 5. Стрелками отмечены моменты начала разрушения микросфер.

Скачать (457KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Профили скорости для образцов эмульсионной матрицы (1) и матриц различной толщины с содержанием 4 вес. % микросфер: толщина образца 4 мм (4) и 8 мм (5). Цифровые обозначения соответствуют номерам экспериментов в табл. 5. Стрелками отмечены моменты начала разрушения микросфер.

Скачать (806KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Ударные адиабаты эмульсионной матрицы и ЭВВ с различной концентрацией микросфер (в вес. %): 0 (■), 1 (●), 3 (▼), 4 (▲). Светлый треугольник — параметры химпика в случае стационарной детонации при содержании 3 вес. % микросфер [5, 18]. Сплошные, штриховая и точечная линии — расчет.

Скачать (400KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025