Khảo sát cơ tính, đặc trưng năng lượng và định tính một số thành phần trong vỏ đạn có khả năng cháy

Vỏ đạn cháy được là loại vật liệu mới, chưa được nghiên cứu đầy đủ ở nước ta. Để có thể đưa ra định hướng cho các nghiên cứu tiếp theo, nhóm tác giả đã tiến hành khảo sát một số chỉ tiêu chính mẫu vỏ đạn cháy được của nước ngoài, các chỉ tiêu khảo sát bao gồm: cơ tính, nhiệt lượng cháy, nhiệt độ bùng cháy, định tính một số thành phần vỏ đạn cháy được.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Khảo sát cơ tính, đặc trưng năng lượng và định tính một số thành phần trong vỏ đạn có khả năng cháyNghiên cứu khoa học công nghệ Khảo sát cơ tính, đặc trưng năng lượng và định tính một số thành phần trong vỏ đạn có khả năng cháy Phạm Văn Khương1, 2, Nguyễn Mạnh Tường1, Hoàng Thế Vũ2, Lê Phú Soàn2, Đỗ Thanh Hưng2, Đỗ Đức Trí2*, Trịnh Đắc Hoành11 Viện Hóa học – Vật Liệu, Viện Khoa học và Công nghệ quân sự;2 Viện Thuốc phóng Thuốc nổ, Tổng cục Công nghiệp Quốc phòng.* Email: ddtriipe@gmail.comNhận bài: 14/6/2023; Hoàn thiện: 14/11/2023; Chấp nhận đăng: 12/12/2023; Xuất bản: 25/12/2023.DOI: https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.92.2023.71-78 TÓM TẮT Bài báo trình bày một số kết quả khảo sát cơ tính, đặc trưng năng lượng và định tính một sốthành phần mẫu vật liệu vỏ đạn cháy được của nước ngoài. Kết quả cho thấy, vật liệu khảo sátcó mật độ khoảng 1,40 g/cm3, mô đun đàn hồi Young trong khoảng từ 1300 - 2000 N/mm2, độbền kéo của vật liệu dao động trong khoảng 15,4 - 34,2 Mpa (tùy các hướng và các vị trí khácnhau), độ giãn dài không nhỏ hơn 2%, nhiệt lượng không nhỏ hơn 550 kcal/kg, nhiệt độ bùngcháy không nhỏ hơn 180 oC, trong thành phần có chứa phần vật liệu gia cường không tan trongacetone, phần các chất tan trong acetone là trinitrotoluene và nitroxenlulo.Từ khóa: Vỏ đạn cháy được; Cơ tính; Đặc trưng năng lượng; Định tính thành phần. 1. MỞ ĐẦU Đạn bắn trên xe tăng hiện đại sử dụng vỏ đạn cấu tạo từ phần đế kim loại và phần thân bằngvật liệu mang năng lượng (vỏ đạn cháy được) [4, 5, 7]. Sử dụng phần vỏ đạn cháy được để gópthêm năng lượng đẩy đầu đạn đem đến nhiều lợi ích [8]. Việc thay thế vỏ kim loại bằng vật liệucompozit làm giảm khối lượng tổng thể của phát bắn và giảm áp lực cho hệ thống vận tải, phầnkhí thuốc tích tụ lại sau khi bắn sẽ giảm đi đáng kể, do phần đế ngắn hơn [8]. Một phát bắn trênxe tăng bao gồm 02 liều phóng: liều chính, liều phụ [6]. Mỗi liều phóng lại bao gồm nhiều chitiết vỏ đạn cháy được, tuy nhiên, đối với từng liều phóng các chi tiết có chung đơn thành phần,tính chất. Theo tác giả A.N. Krestovsky Độ bền kéo không nhỏ hơn 9,807 N/mm2 (100 kg/cm2),modun đàn hồi Young không nhỏ hơn 490,3 N/mm2 (5000 kg/cm2), Biến dạng tương đối theochiều dài khi đứt không nhỏ hơn 3%, nhiệt độ bùng cháy không nhỏ hơn 170 oC [9]. Vỏ đạn cháy được là loại vật liệu mới, chưa được nghiên cứu đầy đủ ở nước ta. Để có thể đưara định hướng cho các nghiên cứu tiếp theo, nhóm tác giả đã tiến hành khảo sát một số chỉ tiêuchính mẫu vỏ đạn cháy được của nước ngoài, các chỉ tiêu khảo sát bao gồm: cơ tính, nhiệt lượngcháy, nhiệt độ bùng cháy, định tính một số thành phần vỏ đạn cháy được. 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU2.1. Đối tượng nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Vật liệu vỏ đạn cháy được của nước ngoài. - Phạm vi nghiên cứu: Cơ tính, đặc trưng năng lượng và xác định định tính một số thành phầnmẫu vật liệu vỏ đạn cháy được của nước ngoài.2.2. Phương pháp nghiên cứu2.2.1. Phương pháp đo các chỉ tiêu cơ tính của vật liệu - Độ bền cơ lý được đo trên thiết bị đo độ bền kéo nén M350-10CT. Dùng dao cắt chuyêndụng để cắt các tấm vật liệu thành 5 mẫu với kích thước theo GOST 11262-2017. Tiến hành đokích thước mẫu (bề dày, bề ngang) của mẫu tại 03 vị trí, xác định giá trị nhỏ nhất. Lắp mẫu lênTạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, 92 (2023), 71-78 71 Hóa học & Môi trườngthiết bị sao cho trục của mẫu và các mấu giữ tạo thành một đường thẳng đứng. Tiến hành nhậpcác thông số kích thước của mẫu gồm: giá trị bề dày nhỏ nhất, giá trị bề ngang nhỏ nhất. Cài đặttốc độ kéo 30 mm/phút. Nhiệt độ môi trường 25 oC, độ ẩm 70%. Nhấn nút đo, máy sẽ tự độngtiến hành đo, tính toán và đưa ra các kết quả. Ghi lại kết quả đo và tính toán giá trị trung bình của5 lần đo.2.2.2. Phương pháp đo các đặc trưng năng lượng của vật liệu - Phương pháp xác định nhiệt lượng cháy được thực hiện theo TCVN/QS 889: 2019; - Phương pháp xác định nhiệt độ bùng cháy: Cấp 0,3 g mẫu vào thiết bị DT-400 (R&PGmbH), gia nhiệt theo các tốc độ 5 K/phút và 20 K/phút, xác định bằng mắt thường thời điểmmẫu bùng cháy.2.2.3. Phương pháp tách chiết các thành phần2.2.3.1. Tách các thành phần tan trong acetone bằng phương pháp chiết Soxhlet Mẫu được cắt nhỏ thành từng miếng với kích thước 5 mm x 5 mm. Rửa sạch các thiết bị,dụng cụ thủy tinh, tráng bằng acetone, sấy khô trong tủ sấy ở 105 °C và sau khi lấy ra được giữtrong bình hút ẩm. Cân khoảng 5 gam mẫu đã cắt nhỏ rồi cho vào túi giữ mẫu và đặt vào ốngchiết. Đặt ống chiết vào bộ chiết soxhlet. Cấp acetone vào khoảng 2/3 bình cầu. Đặt bình cầu lênthiết bị gia nhiệt, điều chỉnh nhiệt độ để acetone sôi vừa phải. Tiến hành quá trình chiết xuấttrong 6 giờ. Để tránh tổn thất dung môi, dung môi trong bình cầu không được sôi mạnh, đảm bảokhoảng 5 - 6 chu trình trong 1 giờ. Khi ngừng chiết tháo bộ ngưng tụ ra khỏi bộ chiết và để mẫunguội bớt, thu dung môi sau khi chưng cất. Phần còn lại trong túi giữ mẫu, sấy ở nhiệt độ 90 - 95°C trong 1 giờ, lấy ra để nguội ở bình hút ẩm và cân, sấy đến khi khối lượng mẫu sau 2 lần cânkhông lệch quá quá 0,001 gam. Đối với mẫu phục vụ đo các chỉ tiêu của giấy gia cường, không cắt nhỏ, cắt thành các tấm hìnhvuông khổ 15 cm, ngâm rửa nhiều lần trong acetone cho đến khi tan hết các thành phần khác.2.2.3.2. Kết tủa các chất tan trong acetone bằng nước lạnh 100 ml dung dịch các chất tan trong acetone được cấp vào bình cầu 2 lít, lắp máy khuấy, bậtkhuấy, tốc độ 1000 v/phút, cấp từ từ 1000 ml nước lạnh vào, khuấy 15 phút cho kết tủa hết chấttan. Đem hỗn hợp đi lọc và sấy khô trong môi trường chân không, nhiệt độ 45 oC.2.2.3.3. Tách chiết các chất ...