Основные процессы и аппараты технологии промышленных взрывчатых веществ - Генералов М.Б.
ISBN 5-94628-130-5
Скачать (прямая ссылка):
Расплав индивидуального BB приготовляют путем его плавления, а расплавы смесевых BB готовят в виде суспензии твердых дисперсных компонентов в расплаве легкоплавкого ВВ.
Оболочки, корпуса или кристаллизационные формы заполняют расплавом или расплавом с твердой дисперсной фазой методами свободной заливки при атмосферном давлении или заливки под воздействием вибрации, при создании вакуума или давления (заливка под давлением). Затем расплав охлаждают для его кристаллизации и отверждения. Тепло при охлаждении и кристаллизации расплава отводится через теплопередающие стенки, поэтому процесс кристаллизации начинается на стенке, а затем граница фронта между твердой и жидкой фазами перемещается во внутренние слои расплава в направлении нормали к охлаждаемой поверхности.
Свойства расплавов, режимы заполнения оболочек и их охлаждение влияют на условия протекания процессов кристаллизации, затвердевания и сопровождающих их явлений. Все это в конечном итоге определяет свойства кристаллической структуры изделий, степень стру-
¦229 ктурной неоднородности, плотность и прочность изделий и другие параметры, от которых зависит требуемое качество изделий.
При изготовлении литых зарядов в качестве плавкого BB используют тринитротолуол (ТНТ). В смесевых составах промышленных взрывчатых материалов, которые в расплавленном состоянии представляют собой суспензии, THT является дисперсионной (плавкой, жидкой) средой; гексоген, алюминиевый порошок и другие неплавкие компоненты — дисперсной (твердой) фазой.
Выбор соотношения плавких и неплавких компонентов зависит от назначения композиции ВВ. При этом содержание плавкой фазы всегда должно быть больше определенного предела, обеспечивающего текучесть расплава. В некоторых составах в качестве плавкой фазы используют сплав THT с тетранитропентаэритритом (пентолит) [1].
Гексоген используется в качестве основного компонента в смесевых композициях BB на основе THT (смеси ТГ) и THT с алюминием (смеси ТГА) для литьевых зарядов фугасного и бризантного действия.
Более подробные сведения о литьевых зарядах ПВВ приведены в работах [1, 15].
Особенности кристаллизации переохлажденных расплавов. Процесс кристаллизации (затвердевания) из расплава сопровождается следующими стадиями: охлаждение расплава, зарождение кристаллов (образование зародышей) и рост кристаллов.
При постепенном охлаждении расплавов индивидуальных веществ температура Tв точке кристаллизации в идеале остается постоянной и равной температуре кристаллизации T1icp до тех пор, пока весь расплав не закристаллизуется. Дальнейший отвод тепла вызывает, естественно, понижение температуры. Такое поведение расплава наблюдается в тех случаях, когда при температуре кристаллизации в нем сразу появляются центры кристаллизации или когда в расплав при Ticp вводят готовые центры кристаллизации (затравки).
Однако на практике ход температурной кривой часто отступает от идеального из-за переохлаждения жидкой фазы ниже точки кристаллизации на величину АГкр. Если переохлаждение AT1icp невелико, то при появлении центров кристаллизации начинается процесс кристаллизации, и за счет выделяющейся теплоты температура вещества может повыситься до температуры кристаллизации Ticp. При сильном переохлаждении жидкой фазы количество выделившейся теплоты может оказаться недостаточным для повышения температуры до равновесного значения Tkp. Способность жидкости к переохлаждению связана с зарождением и ростом кристаллов (эти вопросы рассматриваются ниже). Как известно, при охлаждении расплавов аморфных веществ не происходит выделения теплоты фазового перехода, поэтому в этом случае температура системы монотонно изменяется со временем: увеличивается при нагревании и уменьшается при охлаждении.
¦230 Piic. 7.1. Кривая охлаждения тринитротолуола
При плавлении твердых тел получаются кривые, сходные с кривыми охлаждения. Однако существуют и различия между процессами плавления и затвердевания. Так, кристаллическую фазу практически невозможно перегреть; плавление всегда начинается при достижении температуры плавления. При охлаждении расплава процесс кристаллизации может происходить с переохлаждением и начаться ниже температуры плавления.
Рассмотрим эти особенности охлаждения на примере расплава THT (рис. 7.1).
Температура, при которой происходит переход вещества из жидкого в кристаллическое состояние, называется температурой кристаллизации Ткр. Температура обратного перехода из твердого в жидкое состояние называется температурой плавления Tnr Как правило, эти температуры для одного и того же кристаллического вещества совпадают, т. е. Tkp = Тш.
Температура кристаллизации постоянна и характерна для данного вещества при определенном давлении. Эта температура зависит от природы жидкой и возникающей твердой фазы. Так, температура кристаллизации (затвердевания) химически чистого THT при нормальном давлении равна 80, 85 °С.
Некоторые вещества могут образовывать несколько кристаллических фаз, имеющих различное строение (явление полиморфизма, см. гл. 2); плавление таких веществ может происходить при разных температурах. Так, сера моноклинной структуры плавится при 112,8 °С, а ромбической структуры при 119 °С.
