1612727554-7422b28b59adffe5b22446310d759047 (828458), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Таким образом вы видим, что на основании лишь одного суммарного теплового эффекта удара не представляется возможным объяснить процесс возникновения взрыва. Тайлор и Уиль высказались против теплового механизма возбуждения взрыва, полагая, что прн ударе может происходить непосредственная активация молекул без промежуточной тепловой стадии. Представления этих исследователей о механизме возбуждения взрыва при ударе для случая твердых кристаллических ВВ были развиты в предложенной ими трибохимической гипотезе. Механизм процесса, согласно этой гипотезе, заключается в следующем. Под влиянием удара на поверхности и гранях отдельных кристаллов возникают нормальные и тенгенциальные напряжения, в результате чего осуществляется весьма сильное трение между взаимно смещающимися поверхностями частиц, а на поверхностях трения образуются высокоактивированные молекулы в количестве значительно большем, чем это следует из максвелловского закона распределения.
Таким образом, согласно этой гипотезе, определяющей причиной возбуждения взрыва под действием удара является трнбохимнческая реакция, возникающая на поверхностях трения кристаллов взрывчатого вещества. Следует также указать, что явления, возникающие во взрывчатом веществе под действием удара, конечно, не ограничиваются только трением, а носят значительно более сложный характер (дробление кристаллов, пласгнческое течение вещества, сжатие воздушных включений и т.
д.). Выше уже отмечалось, что одним из параметров, определяющих состояние ВВ в момент удара, является возникающее в нем напряжение — о „. Однако в действительности напряжения не Распределяются во взрывчатом веществе равномерно, а вследствие неоднородности его физической структуры (внутренние полости, неправильная форма, беспорядочное расположение 48 ч»вствитвльность вв к внашннм воздействиям [гл. и кристаллов и т.
п.) на отдельных локализованных участках могут возникать «пики» повышенных напряжений, которые вместе с тем при определенных условиях будут являться и очагами максимальных местных разогревов. Естественно, что эти очаги, или «горячие точки» в то же время должны являться наиболее вероятными центрами возникновения взрыва. Инициирование взрыва при этом будет достигнуто лишь в том случае, если температура «горячей точки» окажется достаточной для воспламенения ВВ прн времени задержки, не превосходящем продолжительность удара. Предположение о возможности возникновения взрыва при ударе под непосредственным влиянием локальных разогревов впервые было высказано Харитоном, а Беляевым была впервые экспериментально доказана способность ВВ к тепловому инициированию под влиянием весьма кратковременных (« = 10" гек) местных разогревов.
Для получения такого рода местных разогревов в небольших объемах порядка нескольких кубических микронов Беляевым были использованы тонкие платиновые проволоки (6 = 2 — 5 р), проходящие через ВВ, которые разогревались током конденсаторного разряда. Этот способ оказался удобным в том отношении, что прн помощи его можно было получить при незначительной общей затрате энергии весьма большие ее концентрации. Продолжительность нагрева микрообъемов ВВ при этом оказалась не выше 10» — 1О ' сея. Опыты Беляева показали, что при атмосферном давлении такое высокочувствительное ВВ, как хлористый азот, детонирует лишь при местном разогреве локального объема до температуры порядка нескольких тысяч градусов, а для нитроглицерина детонация не наступает даже при таких условиях опыта, при которых осуществляется своеобразный «взрыв» проволоки, сопровождающийся повышением ее температуры до 20 000'.
Однако в этих условиях опыта температуры местных разогревов самих ВВ в действительности лишь немного превышали температуры их испарения вследствие того, что подводимая энергия должна была быть поглощена процессом испарения. В связи с этим были проведены дополнительные исследования под давлением в сто атмосфер. Увеличение давления приводит к повышению температуры кипения, а следовательно, должно одновременно привести и к повышению максимальной температуры местных разогревов и тем самым способствовать развитию химической реакции во взрывчатом веществе. Результаты этих опытов показали следующее: 1.
При давлении в 100 атмосфер хлористый азот детонирует при значительно меньшем (в 10 — 15 раз) тепловом импульсе, чем при атмосферном давлении. Минимальная энергия, необходимая для возбуждения его детонации, в данных условиях опыта к 101 возвюадение взеывл пеи галек и тевнии 49 составляла всего 9,6 10-т кол. Эта энергия может вызвать разогрев проволоки максимум на 170'. 2. Нитроглицерин при атмосферном давлении, даже не вспы-, хивавший от сильнейших тепловых импульсов, энергия которых доходила до 100 кал, вспыхивал под давлением 100 агм от импульса порядка 1О-з кал, однако регулярного его взрыва добиться не удавалось. Приближенный расчет показывает, что при критических условиях удара, при которых происходит взрыв нитроглицерина, в слое, в котором возникают местные разогревы, развивается давление свыше 10000 агм.
3. У летучих ВВ местный разогрев сам по себе ие может вызвать взрыва. Необходимо сочетание местного разогрева с относительно высоким давлением, что выполняется при достаточно сильном ударе по взрывчатому веществу. Возможность теплового инициирования «горячими точками» при ударе была непосредственно доказана при изучении чувствительности жидких, пластических и расплавленных твердых взрывчатых веществ Боуденом, Иоффе и их сотрудниками. Они показали, что чувствительность подобных ВВ к удару заметно повышается при наличии в них небольших пузырьков воздуха или другого газа.
Так, например, энергия удара для нитроглицерина, содержащего пузырьки воздуха радиусом 5 ° 10» см, необходимая для получения 100% взрывов, равна 400 гсм, при отсутствии же пузырьков в нитроглицерине для получения регулярных взрывов потребовалась энергия удара порядка 1О' — 10«гсм. Инициирование взрывчатого вещества в первом случзе происходит вследствие адиабатического сжатия газа, находящегося в пузырьке. Температура при этом резко возрастает.
Во втором случае взрыв, по-видимому, вызывается вязкостным нагревом жидкости при быстром истечении из зазора между соударяющимися поверхностями. Оказалось, что количество газа, способное ВВ сенсибилизировать (повысить его чувствительность), очень мало — порядка 3 10 м г и что количество тепла, выделяемого при сжатии воздуха в одном пузырьке, составляет всего лишь 10 ' кал. Минимальная степень сжатия газа, необходимая для возбуждения взрыва, при этом составляла рг/р~ -'" 20. С повышением же начального давления газовых включений чувствительность нитроглицерина соответственно уменьшается вследствие уменьшения степени сжатия газа.
Опыты производились в замкнутом сосуде, где р, могло изменяться от ! до 100 атмосфер. В опытах по возбуждению взрыва жидких и твердых ВВ трением указанными авторами было установлено, что условия взрыва определяются локальными разогревами, возникающими в ВВ при скольжении тел. Максимальная температура 50 чэвствительность вв к внешним воздействиям 1гл. и разогрева ограничена температурой плавления соответствующего тела. Опыты, произведенные с металлами и сплавами с различной температурой плавления, показали, что большие нагрузки н скорости скольжения не могут сами по себе вызвать взрыв нитроглицерина, если только локальная температура не достигает 480 — 500' С.
К аналогичным выводам о роли тепловых эффектов при возникновении взрыва под влиянием сильных механических деформаций ВВ приходит также Бриджмен. Им было проведеносразличными взрывчатыми веществами два вида испытаний. При первом испытании ВВ подвергалось гидростатическому давлению в 50000 кг/см', приложенному так, что оно производило сильную деформацию испытуемого объекта под комбинированным действием высокого давления и сдвига (порядка 60 радиан). При втором испытании ВВ подвергалось давлению в 100000 кг/смх, но при сравнительно небольшой деформации, связанной со сдвигом.
На основании своих опытов Бриджмен делает общее заключение о том, что сдвиг сам по себе, если он не сопровождается высокой температурой, не может вызвать детонацию. Для большинства вторичных ВВ трение между кристаллами, или между кристаллами и поверхностями металлов, само по себе не может служить причиной возникновения взрыва, так как быстрое разложение ВВ происходит при температурах, превосходящих температуру их плавления. В то же время максимальный подъем температуры в этих условиях не может превосходить точку плавления самого ВВ. Боуден и сотрудники, однако, показали, что в процессе трения могут образоваться достаточно интенсивные очаги разогрева, необходимые для обеспечения взрыва этих ВВ при условии введения в их состав достаточно высокоплавких примесей. В отличие от вторичных иннциирующие ВВ даже в чистом виде более или менее легко взрываются в условиях трения, так как взрыв их при нагреве всегда происходит в твердом виде.
Эти авторы путем фоторегистрации установили, что для большинства ВВ как при ударе, так и трении взрыв начинается как относительно медленное горение, скорость которого увеличивается до нескольких сотен м/сек и быстро переходит затем в детонацию с малой скоростью порядка 2000 м/сек. У инициирующих ВВ типа Ров взрыв всегда возникает в детонационной форме. Боуден и Иоффе приходят к обобщающему выводу, что инициирование большинства жидких, пластичных и твердых ВВ при ударе н трении всегда связано с возникновением в ВВ локаль- $10! возвуясдвниа ва»ывл пен палев я тпвняи б! ных разогревов в виде «горячих точек» конечных размеров (гя — — 10 ' — 10 з см), котоРые выполнЯют Роль начальных центров термического воспламенения.
«Горячие точки» могут образоваться вследствие одной из следующих причин: а) адиабатического сжатия небольших количеств газов или паров, заключенных в полостях, имеюшихся во взрывчатом вешестве, или возникающих в нем в момент удара, б) трения твердых частичек — преимущественно в присутствии высокоплавких примесей и в) вязкого нагревания при быстром истечении взрывчатого вешества (при достаточно больших энергиях удара), Нельзя, конечно, согласиться с некоторыми исследователями (Гарнер н др.), по мнению которых детонация взрывчатых веществ может возникнуть в результате активации отдельных обособленных молекул.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
