RU2555872C1

RU2555872C1 - Staroverov(s explosive 21 (versions)

Info

Publication number: RU2555872C1
Application number: RU2014127442/05A
Authority: RU
Inventors: Николай Евгеньевич Староверов
Original assignee: Николай Евгеньевич Староверов
Priority date: 2014-07-04
Filing date: 2014-07-04
Publication date: 2015-07-10

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: invention relates to explosive substances, in particular to mixed explosive and its versions. Explosive contains silicon borohydride and one of the following compounds: water-free ammonium nitrate, ammonium dinitramide, nitrogen pentoxide, boron nitrate, and beryllium nitrate or nitrogen hexoxide. To balance reaction third component - disilane can be added. Components are taken in specified ratio. All versions of explosive ensure high speed of fragments and pressure of shock wave due to high reaction power and obtaining released gases with small average molecular weight - hydrogen and water. Regulation of reaction speed can be provided due to variation of composition components and their ratio.

EFFECT: group of inventions is directed at extension of technical means arsenal.

7 cl

Description

Изобретение относится к смесевым взрывчатым веществам, далее ВВ (пора вводить отдельный подкласс - ВВ с выделением водорода или преимущественно водорода).The invention relates to mixed explosives, then explosives (it is time to introduce a separate subclass - explosives with the release of hydrogen or mainly hydrogen).

Известны ВВ, выделяющие водород, см., например, мои пат. №№2486436, 2486437 «Заряд Староверова - 7 и 10», состоящие из взрывоопасной смеси веществ. Они имеют хорошее тепловыделение, но не максимальное.Explosive hydrogen is known, see, for example, my US Pat. No. 2486436, 2486437 "Staroverov's charge - 7 and 10", consisting of an explosive mixture of substances. They have good heat dissipation, but not the maximum.

Большинство ВВ содержит связанный азот, который при горении выделяется и в свободном виде. Его можно заставить экзотермически реагировать с целью повышения тепловыделения взрыва с мелкодисперсным (желательно, наноразмеров) бором или его горючими соединениями.Most explosives contain bound nitrogen, which is released during combustion and in free form. It can be made to exothermically react in order to increase the heat release of the explosion with finely dispersed (preferably nanoscale) boron or its combustible compounds.

На этом и основана идея данного изобретения.This is the basis of the idea of this invention.

Задача и технический результат изобретения - повышение скорости осколков и давления ударной волны. Не только за счет повышения энергетики реакции, но и за счет получения выделяющихся газов с малым средним молекулярным весом - водорода и воды.The objective and technical result of the invention is to increase the speed of the fragments and the pressure of the shock wave. Not only by increasing the energy of the reaction, but also due to the production of gases with low average molecular weight - hydrogen and water.

Свободный азот и, особенно, «тяжелый» CO2 нежелательны. А также - регулирование скорости реакции. А также - расширение арсенала технических средств.Free nitrogen and especially “heavy” CO2 are undesirable. And also - regulation of the reaction rate. And also - the expansion of the arsenal of technical means.

Например, если ВВ содержит бораны и/или боргидриды, то при температуре 800-1200 градусов С происходит реакция образования нитрида бора:For example, if the explosive contains boranes and / or borohydrides, then at a temperature of 800-1200 degrees C, the reaction of formation of boron nitride occurs:

То есть на единицу добавленного бора получается добавочное тепловыделение 23,37 кДж/г. Такая добавка улучшит тепловыделение любого ВВ.That is, an additional heat release of 23.37 kJ / g is obtained per unit of added boron. Such an additive will improve the heat release of any explosive.

Понятно, что количество атомов бора и азота должно относиться как 1:1+-20% (не считая тех случаев, когда бор используется и в качестве основного горючего).It is clear that the number of boron and nitrogen atoms should be related as 1: 1 + -20% (not counting those cases when boron is also used as the main fuel).

Реакция образования нитрида бора лучше идет в присутствии восстановителей - угля, сажи, графита, графена, водорода. В некоторых реакциях происходит выделение углерода, поэтому в добавочных количествах восстановителя они не нуждаются, в других случаях рекомендуется добавлять мелкодисперсного угля, графита, сажи или графена в количестве 0,0001-1% (оптимально 0,01-0,1%). Присутствие водорода в продуктах реакции уменьшает или даже исключает потребность в углероде.The reaction of formation of boron nitride is better in the presence of reducing agents - coal, soot, graphite, graphene, hydrogen. In some reactions, carbon is released, therefore, they do not need additional amounts of a reducing agent; in other cases, it is recommended to add finely divided coal, graphite, soot, or graphene in an amount of 0.0001-1% (optimally 0.01-0.1%). The presence of hydrogen in the reaction products reduces or even eliminates the need for carbon.

Рассмотрим реакции с соединениями кремния и наиболее распространенными окислителями, содержащими связанный азот и не содержащими хлора и углерода.Consider reactions with silicon compounds and the most common oxidizing agents containing bound nitrogen and free of chlorine and carbon.

Кремний находится на пятом месте по тепловыделению реакции с кислородом - 15,06 кДж/г-смеси. Но он обладает другим достоинством - это один из наиболее широко распространенных в природе элементов, и его оксид совершенно не токсичен.Silicon is in fifth place in terms of heat release from the reaction with oxygen - 15.06 kJ / g-mixture. But it has another advantage - it is one of the most widely distributed elements in nature, and its oxide is completely non-toxic.

Могут использоваться боргидрид кремния и силан с разными окислителями. Так как моносилан - это газ, и храниться он может только в герметичной и достаточно прочной таре, то применяться он может только в гибридных двигателях. Удобнее, хотя и с меньшим содержанием водорода, использовать дисилан - легко сжижающийся газ, имеющий к тому же бóльшую плотность.Silicon borohydride and silane with different oxidizing agents can be used. Since monosilane is a gas, and it can only be stored in airtight and sufficiently strong containers, it can only be used in hybrid engines. It is more convenient, although with a lower hydrogen content, to use disilane, an easily liquefied gas, which also has a higher density.

Соотношение компонентов: боргидрид кремния - 28,23%+-10%, нитрат аммония безводного - 51,68%+-15%, дисилан - 20,09+-10% (здесь и далее - масс. %).The ratio of components: silicon borohydride - 28.23% + - 10%, anhydrous ammonium nitrate - 51.68% + - 15%, disilane - 20.09 + -10% (hereinafter - wt.%).

Соотношение компонентов: боргидрид кремния - 36,04%+-10%, динитрамид аммония - 51,14%+-15%, дисилан - 12,82+-10%.The ratio of components: silicon borohydride - 36.04% + - 10%, ammonium dinitramide - 51.14% + - 15%, disilane - 12.82 + -10%.

Соотношение компонентов: боргидрид кремния - 20,44%+-10%, пятиокись азота - 50,48%+-15%, дисилан - 29,08+-10%.The ratio of components: silicon borohydride - 20.44% + - 10%, nitrogen pentoxide - 50.48% + - 15%, disilane - 29.08 + -10%.

Соотношение компонентов: боргидрид кремния - 11,98%+-10%, нитрат бора - 53,93%+-15%, дисилан - 34,09%+-10%.The ratio of components: silicon borohydride - 11.98% + - 10%, boron nitrate - 53.93% + - 15%, disilane - 34.09% + - 10%.

Соотношение компонентов: боргидрид кремния - 17,19%+-10%, нитрат бериллия - 52,25%+-15%, дисилан - 30,56+-10%.The ratio of components: silicon borohydride - 17.19% + - 10%, beryllium nitrate - 52.25% + - 15%, disilane - 30.56 + -10%.

С недавно открытым веществом N3O6 возможна реакция:With the recently discovered substance N3O6, a reaction is possible:

Соотношение компонентов: боргидрид кремния - 23,97%+-10%, шестиокись азота - 50,45%+-15%, дисилан - 25,58+-10%.The ratio of components: silicon borohydride - 23.97% + - 10%, nitrogen dioxide - 50.45% + - 15%, disilane - 25.58 + -10%.

Однако все перечисленные реакции боргидрида кремния возможны и без добавки дисилана, например:However, all of the listed reactions of silicon borohydride are possible without the addition of disilane, for example:

Соотношение компонентов: боргидрид кремния - 46,84%+-15%, динитрамид аммония - 53,16%+-15%.The ratio of components: silicon borohydride - 46.84% + - 15%, ammonium dinitramide - 53.16% + - 15%.

Может пойти побочная реакция образования воды из водорода, но при таких температурах гидрид кремния или сам кремний будут реагировать с водяными парами и разлагать воду обратно до водорода.A side reaction may occur of the formation of water from hydrogen, but at such temperatures, silicon hydride or silicon itself will react with water vapor and decompose the water back to hydrogen.

Может пойти побочная реакция образования оксида бора, но в присутствии вышеназванных восстановителей он будет реагировать с азотом с образованием нитрида бора.A side reaction of the formation of boron oxide may occur, but in the presence of the above-mentioned reducing agents, it will react with nitrogen to form boron nitride.

Комбинируя различные составы, можно в некоторых пределах регулировать скорость реакции.By combining various formulations, it is possible to control the reaction rate within certain limits.

Все перечисленные водородовыделяющие ВВ значительно повысят обороноспособность нашей страны.All of these hydrogen-emitting explosives will significantly increase the defense capability of our country.

Claims

1. Взрывчатое вещество, отличающееся тем, что имеет следующий состав: боргидрид кремния - 28,23+10 мас.%, нитрат аммония безводный - 51,68+15 мас.%, дисилан - 20,09+10 мас.%. 1. Explosive, characterized in that it has the following composition: silicon borohydride - 28.23 + 10 wt.%, Anhydrous ammonium nitrate - 51.68 + 15 wt.%, Disilane - 20.09 + 10 wt.%.

2. Взрывчатое вещество, отличающееся тем, что имеет следующий состав: боргидрид кремния - 36,04+10 мас.%, динитрамид аммония - 51,14+15 мас.%, дисилан - 12,82+10 мас.%.2. Explosive, characterized in that it has the following composition: silicon borohydride - 36.04 + 10 wt.%, Ammonium dinitramide - 51.14 + 15 wt.%, Disilane - 12.82 + 10 wt.%.

3. Взрывчатое вещество, отличающееся тем, что имеет следующий состав: боргидрид кремния - 20,44+10 мас.%, пятиокись азота - 50,48+15 мас.%, дисилан - 29,08+10 мас.%.3. Explosive, characterized in that it has the following composition: silicon borohydride - 20.44 + 10 wt.%, Nitrogen pentoxide - 50.48 + 15 wt.%, Disilane - 29.08 + 10 wt.%.

4. Взрывчатое вещество, отличающееся тем, что имеет следующий состав: боргидрид кремния - 11,98+10 мас.%, нитрат бора - 53,93+15 мас.%, дисилан - 34,09+10 мас.%.4. Explosive, characterized in that it has the following composition: silicon borohydride - 11.98 + 10 wt.%, Boron nitrate - 53.93 + 15 wt.%, Disilane - 34.09 + 10 wt.%.

5. Взрывчатое вещество, отличающееся тем, что имеет следующий состав: боргидрид кремния - 17,19+10 мас.%, нитрат бериллия - 52,25+15 мас.%, дисилан - 30,56+10 мас.%.5. Explosive, characterized in that it has the following composition: silicon borohydride - 17.19 + 10 wt.%, Beryllium nitrate - 52.25 + 15 wt.%, Disilane - 30.56 + 10 wt.%.

6. Взрывчатое вещество, отличающееся тем, что имеет следующий состав: боргидрид кремния - 23,97+10 мас.%, шестиокись азота - 50,45+15 мас.%, дисилан - 25,58+10 мас.%.6. Explosive, characterized in that it has the following composition: silicon borohydride - 23.97 + 10 wt.%, Nitrogen dioxide - 50.45 + 15 wt.%, Disilane - 25.58 + 10 wt.%.

7. Взрывчатое вещество, отличающееся тем, что имеет следующий состав: боргидрид кремния - 46,84+15 мас.%, динитрамид аммония - 53,16+15 мас.%. 7. Explosive, characterized in that it has the following composition: silicon borohydride - 46.84 + 15 wt.%, Ammonium dinitramide - 53.16 + 15 wt.%.