Чувствительность к удару энергетических систем на основе нанопористого кремния и окислителя: влияние содержания водорода и удельной поверхности

摘要

С помощью модифицированной методики Веллера—Венцельберга (оценки чувствительности к удару инициирующих взрывчатых веществ) исследована чувствительность к удару энергетических систем на основе нанопористого кремния, полученного электрохимическим травлением пластин монокристаллического кремния в HF-содержащем электролите, и перхлората кальция. Показано, что чувствительность к удару таких систем определяется не только наличием водорода, который накапливается на поверхности пористого кремния при его получении, но и влиянием других факторов, включая удельную поверхность пористого кремния. Методами ТГА и измерения объема газа и МС определены состав, количество выделяющегося газа, скорость газовыделения при неизотермическом и изотермическом прокаливании пористого кремния в интервале температур 60—120 °С. Выделяющийся газ практически полностью состоит из водорода, а его содержание в исследованных образцах пористого кремния достигало -3.8 мас.%. Рассчитанная энергия активации процесса газовыделения водорода в вакууме составила 103.7±3.3 кДж·моль~(-1). Установлена зависимость чувствительности энергетической композиции на основе пористого кремния к удару и теплоты сгорания пористого кремния в кислороде от содержания в нем водорода. С уменьшением содержания водорода в пористом кремнии и его удельной поверхности чувствительность к удару энергетической системы снижается.