The object of research, development or design (in Russian) : высокоэнергоемкие порошки

The object of research, development or design (in Kazakh) : Жоғары энергиялы ұнтақтар

Aim of work (in Russian) : Целью проекта является получение композиционных высокоэнергоемких порошков на основе алюминия методом механохимического синтеза и исследование закономерностей их воздействия на процесс горения различных конденсированных систем.

Aim of work (in Kazakh) : Жобаның мақсаты механикохимиялық синтез арқылы алюминий негізіндегі жоғары энергиялы композициялық ұнтақтарды алу және олардың әртүрлі конденсацияланған жүйелердің жануына әсер ету механизмдерін зерттеу.

Методы исследования (на русском) : Для оценки качества получаемого порошкового материала на основе модифицированного алюминия в центробежно-планетарных мельницах (ЦПМ) “NXQM-2A” образцы подвергались исследованию на степень дисперсности, рентгеноструктурному на дифрактометре «ДРОН-4М» и электронно-микроскопическому с использованием прибора Quanta 3D 200i Dual system анализу для определения уровня дефектности и изменения морфологии поверхностных слоев частиц. Применение рентгеноспектрального анализа и ИК-спектрокопии позволили охарактеризовать особенности состава и структуры поверхностных слоев модифицированных частиц. Определены размеры частиц алюминия после МХО и горения твёрдых топлив использовался сухой метод измерения с прибором Sircoco-Malvern Mastersizer 2000. Проводилась оценка активности модифицированных алюминиевых порошков различными методами, включая вольюметрический, колориметрический и определение термокинетических характеристик горения в составе термитных смесей. Испытания проводились в специализированной камере сгорания, находящейся под давлением азота. Комплексный анализ результатов проводимых исследований позволила оценить наиболее эффективные условия активации и модифицирования алюминиевого порошка.

Методы исследования (на казахском) : NXQM-2A орталықтан тепкіш-планетарлы диірмендерде (ОТК) алынған алюминий негізіндегі модификацияланған ұнтақ материалының сапасын бағалау үшін үлгілер жұқалық сынағынан, DRON-4M дифрактометрінде рентгендік дифракциялық талдаудан және электронды микроскопиядан (Quanta 3D 200 жүйесіндегі ақаулар деңгейін анықтау және ақаулар деңгейін анықтау) жүргізілді. бөлшектердің беткі қабаттарының морфологиясы. Рентгендік спектрлік талдау және ИҚ-спектроскопия бөлшектердің модификацияланған беткі қабаттарының құрамы мен құрылымын сипаттауға мүмкіндік берді. Алюминий бөлшектерінің өлшемдері Sircoco-Malvern Mastersizer 2000 көмегімен құрғақ өлшеу әдісі арқылы микрохимиялық өңдеуден және қатты отынды жағудан кейін анықталды. Модификацияланған алюминий ұнтақтарының белсенділігі әртүрлі әдістермен, соның ішінде көлемдік, колориметриялық және термит қоспаларындағы термокинетикалық жану сипаттамаларын анықтау арқылы бағаланды. Сынақтар мамандандырылған жану камерасында азот қысымымен жүргізілді. Зерттеу нәтижелерін жан-жақты талдау алюминий ұнтағын белсендіру мен өзгертудің ең тиімді шарттарын бағалауға мүмкіндік берді.

Obtained results and novelty (in Russian) : Нoвизнa рaбoты зaключaeтcя в тoм, чтo впeрвыe мeтoдoм МXO были пoлучeны энeргoeмкиe пoрoшки cocтaвa (Al + мoдификaтoр) и (Al + мoдификaтoр + SiO2), c рaзличными мoдификaтoрaми и при рaзнoм cooтнoшeнии кoмпoнeнтoв, кoтoрыe oблaдaют выcoкoй энeргoeмкocтью и cтaбильнocтью гoрeния, пo cрaвнeнию c другими cocтaвaми нa ocнoвe пoрoшкa aлюминия. По результатам исследования разработаны оптимальные условия механохимической обработки алюминиевых порошков различных марок (Al КД, Al ПА4, Al АСД и Al ПАП-2) с модификатором графит. Исследован механизм активации механической обработкой на виды алюминиевого порошка. Выбраны оптимальные условия МХО и марка алюминия, а также массовая доля графита в композите Al-C для дальнейших работ. МХО алюминия в присутствии модификатора приводит к уменьшению индукционного периода зажигания системы, увеличению скорости горения и повышению максимальной температуры горения. Показано также, что по мере повышения скорости горения при использовании МХО-Al происходит значительное уменьшение размера частиц продуктов сгорания – на 66 % при давлении 10 атм по сравнению с топливом, содержащим алюминий в исходной форме. Сравнение температурных максимумов между композициями ТРТ/Al+10%C и ТРТ/Al+20%C показывает, что умеренное содержание графита способствует более эффективному воспламенению алюминия, по сравнению с избытком углерода, оказывающим сдерживающее влияние на реакционную активность металлического горючего.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Жұмыстың жаңалығы МХӨ әдісі алғаш рет алюминий ұнтағы негізіндегі басқа композициялармен салыстырғанда энергия сыйымдылығы мен жану тұрақтылығы жоғары құрамдас бөліктерінің әртүрлі қатынасында және әртүрлі модификаторлары бар (Al + модификатор) және (Al + модификатор + SiO2) энергияны көп қажет ететін ұнтақтарды алу үшін қолданылғанында. Зерттеу нәтижелері бойынша әртүрлі маркалы алюминий ұнтақтарын (Al КД, Al ПA4, Al AСД және Al ПАП-2) графит модификаторымен механикалық химиялық өңдеудің оңтайлы шарттары әзірленді. Алюминий ұнтағының әртүрлі түрлерін механикалық өңдеу арқылы белсендіру механизмі зерттелді. Оңтайлы механикохимиялық өңдеу шарттары, алюминий маркасы және Al-C композитіндегі графиттің массалық үлесі әрі қарайғы жұмыстар үшін таңдалды. Модификатордың қатысуымен алюминийді механахимиялық өңдеу жүйенің тұтануының индукциялық кезеңінің төмендеуіне, жану жылдамдығының жоғарылауына және жану температурасының максималды жоғарылауына әкеледі. Сондай-ақ, Al механикалық өңдеуді қолдану кезінде жану жылдамдығының жоғарылауымен жану өнімдерінің бөлшектерінің мөлшері айтарлықтай төмендейтіні көрсетілген - бастапқы түрінде алюминийі бар отынмен салыстырғанда 10 атм қысымда 66%. ҚЗО/Al+10%C және ҚЗО/Al+20%C құрамдары арасындағы температура максимумдарын салыстыру металл отынының реактивтілігін тежейтін әсер ететін көміртегінің артық мөлшерімен салыстырғанда қалыпты графит құрамы алюминийдің тиімді тұтануына ықпал ететінін көрсетеді.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Cинтeз высокоэнергоемких порошков нa оcновe алюминия c прeдвaритeльной мeхaнохимичecкой обрaботкой будeт являтьcя новым нaучным доcтижeниeм для Министерства обороны РК, a eго отрaботкa и рeaлизaция позволят получить тeхнологичный, проcтой и быcтрый cпоcоб обрaзовaния мaтeриaлов. В рeзультaтe будeт cоздaнa инфрacтруктурa, обecпeчивaющaя рaзвитиe и cпeциaлизaцию учacтников проeктa, что будeт cпоcобcтвовaть повышeнию уровня знaний и подготовку выcококвaлифицировaнных cпeциaлиcтов, появитcя возможноcть cоздaния новых рaбочих мecт. Это будeт cпоcобcтвовaть нaучно-тeхничecкому и cоциaльно-экономичecкому рaзвитию Министерства обороны Рecпублики Кaзaхcтaн.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Алдын ала механохимиялық өңдеу арқылы жоғары энергиялы алюминий негізіндегі ұнтақтарды синтездеу Қазақстан Республикасы Қорғаныс министрлігі үшін жаңа ғылыми жетістік болады, ал оны әзірлеу және енгізу материалдарды қалыптастырудың технологиялық, қарапайым және жылдам әдісін жасауға мүмкіндік береді. Нәтижесінде жобаға қатысушылардың дамуы мен мамандануын қолдайтын, білімін арттыруға және жоғары білікті мамандарды даярлауға ықпал ететін, жаңа жұмыс орындарын ашуға мүмкіндік беретін инфрақұрылым құрылады. Бұл Қазақстан Республикасы Қорғаныс министрлігінің ғылыми-техникалық және әлеуметтік-экономикалық дамуына ықпал етеді.

Level of implementation (in Russian) : не имеется

Level of implementation (in Kazakh) : жоқ

Efficiency (in Russian) : Механохимический способ подготовки материалов для топливных систем является наиболее перспективными и эффективным именно с практических позиций. Такой способ позволяет получать высокодисперсный материал в большом объеме, что эффективно с технологических позиций. С другой стороны, в процессе МХО происходит не только диспергация, но и повышение энергоемкости частиц и их химической активности в последующих процессах горения. Стабилизация повышенной активности высокодисперсных частиц обеспечивается модифицированием поверхностного слоя, т.е. капсюляцией структурных изменений и состояния металлической частицы или ее композиции с различными органическими соединениями.

Efficiency (in Kazakh) : Отын жүйелеріне материалдарды дайындаудың механохимиялық әдісі практикалық тұрғыдан ең перспективалы және тиімді болып табылады. Бұл әдіс жоғары дисперсті материалды көп мөлшерде өндіруге мүмкіндік береді, бұл технологиялық тұрғыдан тиімді. Сонымен қатар, механохимиялық процесс дисперсті ғана емес, сонымен қатар бөлшектердің энергетикалық құрамын және кейінгі жану процестеріндегі олардың химиялық белсенділігін арттырады. Жоғары дисперсті бөлшектердің жоғарылаған белсенділігін тұрақтандыруға беткі қабаттың модификациясы, яғни металл бөлшектерінің құрылымдық өзгерістері мен күйін немесе оның құрамын әртүрлі органикалық қосылыстармен инкапсуляциялау арқылы қол жеткізіледі.

Field of application (in Russian) : Промышленность, авиация, оборона

Field of application (in Kazakh) : Өнеркәсіп, авиация, қорғаныс