Ударно-волновые свойства эмульсионной матрицы при различной концентрации стеклянных микросфер

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт 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