Механоактивированные энергетические композиты на основе бора

Название НИОКТР	Механоактивированные энергетические композиты на основе бора
Аннотация	Проект направлен на решение фундаментальной задачи – изучение структурных изменений и повышения реакционной способности твердых веществ в результате механохимической активации. Целью работы является исследование процесса механоактивации бора и энергетических смесей на его основе для увеличения скоростей энерговыделения и полноты реагирования. Объектами исследования будут бор с добавками металлов и фторопласта и его смеси с перхлоратом аммония. В ходе выполнения проекта планируется решить ряд задач: изучить эволюцию структуры веществ в зависимости от условий активации; исследовать изменение реакционной способности при медленном нагреве; изучить макрокинетику протекания реакции в механоактивированных смесях при тепловых и ударно-волновых воздействиях методами физики горения и взрыва. Актуальность исследований определяется возросшим в последнее время интересом к новым энергетическим материалам с повышенными характеристиками энерговыделения. В частотности существенно активизировались исследования топливных составов на основе бора. Бор (B) является одним из наиболее перспективных горючих материалов благодаря высокой теплоте сгорания (объемная 136,4 кДжсм-3, массовая 58,3 кДжг-1). Однако плохая воспламеняемость и полнота реагирования частиц B существенно ограничивают его использование в качестве компонента взрывчатых и топливных составов. Считается, что одной из причин являются низкая температура плавления (~723 К) и высокая температура кипения (~2316 К) оксида бора, образующегося на поверхности частиц, что затрудняет окисление. К настоящему времени выполнено большое количество исследований по интенсификации горения B за счет различных добавок, модификации поверхности и уменьшения размера частиц. Обзор различных методов можно найти в ряде работ, (см., например, [Ягодников Д. А. Горение порошкообразных металлов в газодисперсных средах. — М.: МГТУ, 2018; W-Q. Pang, R.A. Yetter, L.T. De Luca, V. Zarko, et al. Boron-based composite energetic materials (B-CEMs): Preparation, combustion and applications (2022) Prog Energy Combust Sci. 93, 101038]). Особенно активно работы ведутся в исследовательских центрах США и Китая. Одним из новых способов получения быстрогорящих составов окислитель-горючее является предварительная механоактивация (МА). Повышение реакционной способности при МА происходит как вследствие образования новых поверхностей, так и образования различных дефектов кристаллической структуры. При совместной обработке реакционноспособных смесей помимо диспергирования и активирования происходит образование точек контакта реагентов с частичным протеканием реакции. Цикл работ, проведенный в ФИЦ ХФ РАН, показал перспективность МА для получения быстрогорящих механоактивированных композитов на основе алюминия. [Dolgoborodov A, Yankovsky B, Ananev S, et al. Explosive Burning of a Mechanically Activated Al and CuO Thermite Mixture (2022) Energies 15(2) 489; А.Ю. Долгобородов, Т.И. Бородина, В.Г. Кириленко и др. Развитие метода механоактивации термитных смесей (2024) Горение и взрыв 17(1) 105]. В данном проекте предлагается использовать метод механоактивации для модификации порошков B и его смесей с окислителями. При этом ожидается получение синергетического эффекта от использования механоактивации для получения композита с высокой поверхностью контакта окислитель-горючее и одновременной модификации поверхности частиц В небольшими добавками. В качестве модифицирующих добавок будут использованы металлы (Me: Al, Mg, Ti, Zr) и фторопласт (ПТФЭ). На основе модифицированных порошков B+Me+ПТФЭ будут получены механоактивированные составы с перхлоратом аммония. На каждой стадии планируется исследование структуры материалов и изменение реакционной способности. Научная новизна исследования заключается в комплексном подходе за счет использования механоактивации совместно с модификацией поверхности B добавками. Для составов с набольшей реакционной способностью будут проведены исследования процессов горения и детонации.
Доступ к ОКОГУ исполнителя	False
Количество связанных РИД	0
Количество завершенных ИКРБС	0
Сумма бюджета	3000.0
Дата начала	2024-12-28
Дата окончания	2026-12-31
Номер контракта	25-23-00013
Дата контракта	2024-12-28
Количество отчетов	2
УДК	544.4 544.47 544.342 544.45 544.454
Количество просмотров	3
Руководитель работы	Долгобородов Александр Юрьевич
Руководитель организации	Иванов Владислав Сергеевич
Исполнитель	ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР ХИМИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ИМ. Н.Н. СЕМЕНОВА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
Заказчик	Российский научный фонд
Федеральная программа	Отсутствует
Госпрограмма	—
Основание НИОКТР	Грант
Последний статус	2025-12-16 19:30:26 UTC, 2025-12-16 19:30:26 UTC
ОКПД	Услуги государственные в области фундаментальных исследований
Отраслевой сегмент	—
Минздрав	—
Межгосударственная целевая программа	—
Ключевые слова	механоактивация; наночастицы; горение; алюминий; взрыв; бор; перхлорат аммония
Соисполнители	—
Типы НИОКТР	Фундаментальное исследование
Приоритетные направления	—
Критические технологии	—
Рубрикатор	31.15.27 - Кинетика. Гомогенный катализ. Горение. Взрывы
OECD	—
OESR	Физическая химия
Приоритеты научно-технического развития	д) противодействие техногенным, биогенным, социокультурным угрозам, терроризму и экстремистской идеологии, деструктивному иностранному информационно-психологическому воздействию, а также киберугрозам и иным источникам опасности для общества, экономики и государства, укрепление обороноспособности и национальной безопасности страны в условиях роста гибридных угроз;
Регистрационные номера	—