A high-temperature equation of state (EoS) for the fcc phase of solid lead and liquid lead was developed herein using experimental data on thermodynamic properties, volumetric thermal expansion, compressibility, temperature-dependent bulk modulus, and sound velocity from ultrasonic measurements and melting curve. The whole totality of experimental data was optimized using the temperature-dependent Murnaghan EoS over a pressure range of 0–130 kbar. The temperature dependences of thermodynamic and thermophysical parameters were described herein using an expanded Einstein model. The resultant EoS describes well the whole set of available experimental data within measurement uncertainties of individual parameters.
High-temperature equations of state for solid and liquid aluminum were constructed herein using experimental data on thermodynamic properties, thermal expansion, compressibility, bulk modulus and sound velocity measurements, supplemented with phase diagram data (melting curve). The entire set of experimental data was optimized using the temperature-dependent Tait equation over a pressure range of up to 800 kbar and over a temperature range from 20 K to the melting point for solid aluminum and to 3800 K for liquid aluminum. The temperature dependence of thermodynamic and thermophysical parameters was described by an expanded Einstein model. The resultant equations of state describe well the totality of experimental data within measurement errors of individual variables.
Синтезированное в ИПХЭТ СО РАН низкочувствительное высокоэнергетическое вещество 1-метил-3-нитро-1,2,4-триазол (1Ме-3Н) рассматривается как перспективная добавка, способная увеличить силу взрыва нанотермитных композиций. В работе приведены результаты исследования силы взрыва (F) нанотермитной композиции CuO/Al/1Me-3H в зависимости от содержания 1Ме-3Н. Исследован ряд составов различной рецептурной компоновки: I – соотношение компонентов тройной смеси CuO/Al/1Me-3H соответствовало максимальной расчетной теплоте взрыва композиции (Q) при заданном содержании 1Ме-3Н; II – соотношение компонентов тройной смеси соответствовало максимальному расчётному значению давления (P), развиваемому при горении композиции в замкнутом объеме; III –соотношение компонентов базовой нанотермитной пары CuO/Al (79/21 % масс.), соответствующее максимальному расчетному значению Q, оставалось постоянным в тройной смеси; IV – соотношение компонентов базовой нанотермитной пары CuO/Al (76/24 % масс.), соответствующее максимальному расчетному значению P, оставалось постоянным в тройной смеси. Для всех типов компоновки выявлен экстремальный характер зависимости силы взрыва от содержания 1Ме-3Н, при этом максимальные значения F наблюдаются при содержании добавки 5 % для компоновки I (F = 107 %), 10 % для компоновки II (F = 128 %), 25 % для компоновки III (F = 151 %) и 30 % для компоновки IV (F = 147 %). The low-sensitivity high-energy substance 1-methyl-3-nitro-1,2,4-triazole (1Me-3H), synthesized at the IPCET SB RAS, is considered as a promising additive capable of increasing the explosion force of nanotermitic compositions. The paper presents the results of a study of the explosion force (F) of the nanothermic composition CuO / Al / 1Me-3H, depending on the content of 1Me-3H. A number of compositions of various prescription configurations were investigated: I - the ratio of the components of the ternary mixture CuO/Al/1Me-3H corresponded to the maximum calculated heat of explosion of the composition (Q) at a given content of 1Me-3H; II - the ratio of the components of the ternary mixture corresponded to the maximum calculated value of the pressure (P) developed during the combustion of the composition in a closed volume; III — the ratio of the components of the base nanothermite pair CuO/Al (79/21 %), corresponding to the maximum calculated value of Q, remained constant in the ternary mixture; IV - the ratio of the components of the base nanothermite pair CuO / Al (76/24 %), corresponding to the maximum calculated value of P, remained constant in the ternary mixture. For all types of prescription configurations, an extreme nature of the dependence of the force explosion on the content of 1Me-3H was revealed, while the maximum values of F are observed at an additive content of 5% for configuration I (F = 107%), 10% for configuration II (F = 128%), 25% for configuration III (F = 151%) and 30% for configuration IV (F = 147%).
Нанотермиты рассматриваются как перспективные энергонасыщенные материалы для создания пиротехнических изделий широкого спектра, ввиду их способности горения в тонких слоях, микрограммовых навесках. Однако из-за высокой чувствительности нанотермитов к электрической искре и трению, сильно осложняется их практическое использование, в связи с чем актуален поиск добавок, снижающих чувствительность, но сохраняющих приемлемые параметры взрывчатых характеристик нанотермитных композиций. В качестве таковых добавок целесообразно использовать высокоэнтальпийные вещества, отличающиеся низкой чувствительностью. Одним из таких веществ является 1-метил-3-нитро-1,2,4-триазол (1Ме-3Н). В работе представлены результаты исследования силы взрыва (F) нанотермитных систем на основе оксида олова и алюминия SnO2/Al, оксида вольфрам и алюминия WO3/Al в зависимости от содержания 1Ме-3Н. Исследован ряд составов разной рецептурной компоновки (I и II): в компоновке I – соотношение компонентов в нанотермитной композиции соответствовало максимальной расчетной теплоте взрыва (Q) при заданном содержании 1Ме-3Н; II – соотношение компонентов базовой нанотермитной пары остается неизменным в тройных смесях. В системе SnO2/Al/1Ме-3Н выявлен экстремальный характер зависимости силы взрыва F от концентрации 1Ме-3Н, при этом максимальные значения F наблюдаются при содержании добавки 10 % для обоих рецептурных компоновок: I – F = 163 %; II – F = 160 %. Для системы WO3/Al/1Ме-3Н обоих рассмотренных рецептурных компоновок наблюдается монотонное снижение силы взрыва с ростом содержания1Ме-3Н: при содержании добавки 15 % композиция теряет взрывчатые свойства (F=0 %). Нанотермитная система SnO2/Al/1Ме-3Н, как и ранее изученные CuO/Al/1Ме-3Н, Bi2O3/Al/1Ме-3Н, MoO3/Al/Ме-3Н проявляет экстремальный характер зависимости силы взрыва F от содержания 1Ме-3Н, подтверждая ранее принятые положения о механизме реакционного взаимодействия в нанотермитных композициях с органическими добавками, тогда как для композиции WO3/Al/1Ме-3Н, по-видимому, присущ отличный от принятого механизм горения, требующий дополнительных исследований. Nanothermites are considered as promising energy-saturated materials for the creation of pyrotechnic products of a wide range, due to their ability to burn in thin layers, microgram quantities. However, due to the high sensitivity of nanothermites to electric spark and friction, their use is very difficult, and therefore the search for additives that reduce sensitivity, but retain acceptable parameters of explosive characteristics of nanothermite compositions is relevant. As such additives, it is advisable to highly use enthalpy substances characterized by low sensitivity. One of these substances is 1-methyl-3-nitro-1,2,4-triazole (1Me-3H). The paper presents the results of a study of the explosion force (F) of nanothermite systems based on tin oxide and aluminum SnO2/Al, tungsten oxide and aluminum WO3/Al depending on the content of 1Me-3H. Several compositions of different prescription configuration (I and II) were studied: in the configuration, I - the ratio of components in the nanothermite composition corresponded to the maximum calculated heat of explosion (Q) at a given content of 1Me-3H; II - the ratio of the components of the base nanothermite pair remains unchanged in triple mixtures. In the SnO2/Al/1Me-3H system, the extreme nature of the dependence of the explosion force F on the concentration of 1Me-3H was revealed, while the maximum values of F were observed at an additive content of 10% for both prescription configuration: I - F = 163%; II - F = 160%. For the WO3/Al/1Me-3H system of both considered compounding arrangements, a monotonous decrease in the explosion force with an increase in the content is observed 1Me-3H: with an additive content of 15%, the composition loses explosive properties (F = 0%). The nanothermite system SnO2/Al/1Me-3H, as well as the previously studied CuO/Al/1Me-3H, Bi2O3/Al/1Me-3H, MoO3/Al/Me-3H, exhibits an extreme dependence of the explosion force F on the content of 1Me-3H, confirming the previously accepted provisions on the mechanism of reaction interaction in nanothermite compositions with organic additives, whereas the composition WO3/Al/1ME-3H, apparently, has a different combustion mechanism from the accepted one, requiring additional research.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.