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.
- Существует три основных способа детонационного синтеза наноалмазов:
- B среде собственных продуктов детонации или в среде инертных газов;
- Водяной оболочке вокруг заряда взрывчатого вещества (BB);
- 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.
- 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.
- 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.
- 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:
- Тип заряда ТГ50/50 (литой).
- Максимальная масса ВВ, не более 2 кг.
- 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