Уникальные научные установки

Научно-исследовательский комплекс «Взрывная камера (ВК)».

 

УНУ создана в 2008 году.

Данная УНУ была разработана в рамках мероприятия 1.3 ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 гг.»

Адрес: 192076, г. Санкт-Петербург, Советский пр., д. 33А.

Руководитель работ: Долматов Валерий Юрьевич тел. +7 (812) 244-73-56

Сведения о результативности за 2015 год (данные мотниторинга):

Участие в мониторинге	Число организаций-пользователей, ед.	Число публикаций, ед.	Загрузка в интерфейсах внешних организаций-пользователей
нет	1	7	0

 

Базовая организация:

Федеральное Государственное Унитарное Предприятие «Специальное конструкторско-технологическое бюро «Технолог».

Информация об УНУ

Использование УНУ позволяет проводить исследования, направленные на получение детонационных наноалмазов, динамических поликристаллических шлиф- и микропорошков алмазов, наноразмерных люминофоров и сверхтвёрдых нанопорошков на основе редкоземельных металлов.

Процесс детонации ведётся во взрывной камере ёмкостью ~2 м³ в неокислительной среде. Процесс управления камерой и собственно подрывом ведётся дистанционно. Совокупность взрывной камеры, технологической обвязки, установок улова токсичных газов, системы формования бронировки (оболочки) зарядов ВВ является уникальным не только в РФ, но и в мире, что делает данный исследовательский комплекс уникальным объектом инфраструктуры науки. Данная установка эффективно используется при выполнении НИР, ОКР и ОТР, выполняемых в рамках федеральных целевых и ведомственных научно-технических программ. Использование данной УНУ позволяет проводить исследования, в максимальной степени приближенные к промышленным технологическим процессам.

Описание УНУ, назначение, главные преимущества.

1. Существует три основных способа детонационного синтеза наноалмазов:
   1. B среде собственных продуктов детонации или в среде инертных газов;
   2. Водяной оболочке вокруг заряда взрывчатого вещества (BB);
   3. B ледяной бронировке заряда.

 

Синтез позволяет получить первичный углеродный материал — алмазосодержащую шихту (АШ). В состав АШ входят собственно детонационные наноалмазы (ДНА), графитообразные структуры и техногенные загрязнения (металлы и их производные).

Выход АШ и ДНА зависит от состава заряда, формы заряда, соотношения массы заряда и объёма камеры, среды подрыва‚ места инициирования и способа охлаждения продуктов детонации (ПД).

Максимальный выход АШ и ДНА наблюдается для составов октогена или гексогена с тротилом.

2. Основным узлом установки для синтеза ДНА является взрывная камера (BK), оснащенная люками для загрузки заряда ВВ и выгрузки АШ и системой инициирования подрыва заряда BB.
3. Принцип работы ВК основан на получении алмазной шихты путем подрыва заряда углеродосодержащего ВВ во внутреннем объёме камеры.

Управление работой ВК ведётся с пульта управления.

Через загрузочный люк заряд ВВ размещается внутри камеры и с помощью системы инициирования производится его подрыв.

После подрыва‚ камера некоторое время (5 минут) выдерживается в герметичном состоянии, необходимом для осаждения ПД. Затем газообразные продукты детонации отводятся через клапан из внутреннего объёма ВК, а АШ через нижний люк сбрасывается в сборную ёмкость. Сброс продуктов взрыва осуществляется до полного выравнивания давления во внутреннем объеме камеры.

4. Существующее оснащение технологического процесса

Конструкция BK является определяющей в синтезе ДНА. При детонации BB в среднем развивается температура до 4000 ^оК и давление до 30 ГПа.

В данной УНУ использована цилиндрическая камера объёмом 2 м³ с вертикальной осью.

Во время работы ВК заполнена продуктами предыдущего взрыва.

BK оснащена двумя люками для загрузки заряда BB и выгрузки полученной АШ. Конструкции запорных устройств люков — замковые (поворотный байонетный), с гидравлическими приводами.

Заряд BB размещается внутри камеры на специальной подвеске (крюке) или на рабочем столе вручную или с использованием манипулятора.

Взрывная камера состоит из следующих частей:

• корпус камеры;
• люк выгрузки;
• пульт управления;
• рама опорная;
• площадка обслуживания;
• гермоввод;
• система вентиляции;
• емкость АШ;
• вентилятор обдува камеры;
• клапан запорный;
• клапан для сброса давления;
• люк загрузочный верхний;
• подъёмник люка.

Камера снабжена гермовводом для подключения к заряду проводов от устройства инициирования взрыва.

Камера снабжена крюком, расположенным в верхней точке внутри сферы, для подвески заряда BB.

Подвеска заряда ВВ производится вручную оператором.

Камера снабжена устройством для охлаждения воздухом наружной поверхности корпуса.

Характеристики заряда:

1. Тип заряда ТГ50/50 (литой).
2. Максимальная масса ВВ, не более 2 кг.
3. Macca водяной оболочки — 10 кг.

Основные направления научных исследований, проводимых с использованием УНУ.

Исследование процессов синтеза детонационных наноалмазов (ДНА), поликристаллических алмазных субмикро-, микро- и шлифпорошков (динамический синтез, из графита), процессов образования модифицированных и допированных ДНА, процессов получения сверхтвёрдых нанопорошков оксидов, нитридов, карбидов, силицидов редкоземельных металлов; дробление люминофоров до наноразмера; наработка опытных и опытно-промышленных образцов.

Наиболее значимые результаты исследований.

Исследован процесс и разработана промышленная технология детонационного синтеза ДНА в восстановительной среде, модификации и допирования Дна в процессе детонационного образования (взрыва) с использованием синтезированных элементорганических соединений (бор, фосфор) и ВВ, содержащих необходимые для модификации элементы (бор, фосфор).

Перечень объектов в составе УНУ

УНУ «Взрывная камера» включает в себя:

• склад первичного хранения ВВ;
• участок подготовки и хранения зарядов ВВ;
• участок подрыва зарядов ВВ во взрывной камере;
• участок первичной обработки алмазной шихты (АШ, полупродукт детонационного синтеза), её нормирования и подготовки к транспортировке.

Рабочий объём взрывной камеры 2 м³.

Рисунок 1. — Взрывная камера ФГУП «СКТБ «Технолог» («Альфа – 2М»),

объемом 2,14 м³ (г. Санкт-Петербург, Россия)

 

 

Таблица 1.

Основные технические характеристики взрывной камеры с рабочим объемом ~2 м³

Наименование параметра		Нормируемое значение
1	Тип камеры	Цилиндрическая вертикальная с днищами из полусфер
2	Внутренний диаметр полусфер, мм, не менее	1290
3	Толщина стенки полусфер, мм, не менее	40
4	Внутренний диаметр цилиндрической части, мм, не менее	1275
5	Толщина стенки цилиндрической части, мм, не менее	60
6	Высота внутренней части корпуса камеры, мм, не более	1910
7	Внутренний объем камеры, м3, не более	2
8	Максимальная масса заряда ВВ в тротиловом эквиваленте, кг, не более	2
9	Рекомендуемая масса заряда ТГ, кг	0,5-1,0
10	Система инициирования	Электрическая высоковольтная
11	Привод подачи заряда в камеру, открытия и закрытия рабочих люков	Гидравлический
12	Рабочее давление гидропривода, МПа	3,0-6,3
13	Дегазация камеры	Принудительная
14	Удаление продуктов взрыва	Пневматическое
15	Допустимая рабочая температура наружных поверхностей камеры, °С, не более	80

 

Услуги

Для подачи заявки на оказание услуги щёлкните по её наименованию.

Наименование	Приоритетные направления
Совместные исследовательские работы с целью разработки экологически чистых и экономически обоснованных процессов детонационного синтеза новых вариантов ДНА, алмазных поликристаллов (из графита) (новые варианты синтеза), люминофоров, сверхтвёрдых нанокристаллов на основе редкоземельных элементов.	Индустрия наносистем

Заявка на оказание услуги

В случае опубликования результатов работ обязуюсь в публикации указать, что результат получен посредством использования оборудования УНУ, а также учесть в списке авторов публикации сотрудников УНУ, выполнивших работы