RU2767493C1 - Pyrotechnic mixture for heater of thermal chemical current source - Google Patents
Pyrotechnic mixture for heater of thermal chemical current source Download PDFInfo
- Publication number
- RU2767493C1 RU2767493C1 RU2019135451A RU2019135451A RU2767493C1 RU 2767493 C1 RU2767493 C1 RU 2767493C1 RU 2019135451 A RU2019135451 A RU 2019135451A RU 2019135451 A RU2019135451 A RU 2019135451A RU 2767493 C1 RU2767493 C1 RU 2767493C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pyrotechnic
- heater
- thermal chemical
- molybdenum
- chemical current
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 13
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 11
- AXZAYXJCENRGIM-UHFFFAOYSA-J dipotassium;tetrabromoplatinum(2-) Chemical compound [K+].[K+].[Br-].[Br-].[Br-].[Br-].[Pt+2] AXZAYXJCENRGIM-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims abstract description 8
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910001487 potassium perchlorate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- -1 molybdenum olefin Chemical class 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000007580 dry-mixing Methods 0.000 description 1
- 238000006735 epoxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B29/00—Compositions containing an inorganic oxygen-halogen salt, e.g. chlorate, perchlorate
- C06B29/02—Compositions containing an inorganic oxygen-halogen salt, e.g. chlorate, perchlorate of an alkali metal
- C06B29/04—Compositions containing an inorganic oxygen-halogen salt, e.g. chlorate, perchlorate of an alkali metal with an inorganic non-explosive or an inorganic non-thermic component
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B33/00—Compositions containing particulate metal, alloy, boron, silicon, selenium or tellurium with at least one oxygen supplying material which is either a metal oxide or a salt, organic or inorganic, capable of yielding a metal oxide
- C06B33/06—Compositions containing particulate metal, alloy, boron, silicon, selenium or tellurium with at least one oxygen supplying material which is either a metal oxide or a salt, organic or inorganic, capable of yielding a metal oxide the material being an inorganic oxygen-halogen salt
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/30—Deferred-action cells
- H01M6/36—Deferred-action cells containing electrolyte and made operational by physical means, e.g. thermal cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Primary Cells (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к малогазовым средствам обогрева тепловой батареи, а именно к пиротехническим нагревателям, используемым для разогрева тепловых химических источников тока.The invention relates to low-gas means of heating a thermal battery, namely to pyrotechnic heaters used to heat thermal chemical current sources.
Известна пиротехническая смесь для нагревателя тепловых батарей из порошков железа и перхлората калия с содержанием железа 84-90 масс. % (Патент США N4044192, кл. 429-112, 1977). Пиротехнические нагреватели, изготовленные прессованием такой смеси, имеют форму круглых пластин (у нас - тепловая таблетка) с диаметром, равным диаметру электрохимического элемента.Known pyrotechnic mixture for a heater of thermal batteries from powders of iron and potassium perchlorate with an iron content of 84-90 wt. % (US Patent N4044192, class 429-112, 1977). Pyrotechnic heaters made by pressing such a mixture are in the form of round plates (we have a thermal tablet) with a diameter equal to the diameter of the electrochemical element.
Недостатком состава пиротехнической смеси является скорость горения до 9 см/с при критической толщине 0,9 мм тепловой таблетки, что ограничивает время активации теплового химического источника тока.The disadvantage of the composition of the pyrotechnic mixture is the burning rate up to 9 cm/s at a critical thickness of 0.9 mm thermal tablets, which limits the activation time of the thermal chemical current source.
Известна пиротехническая смесь для нагревателя теплового химического источника тока (Патент RU №2091917, МПК Н01М 6/36, опубликовано 27.09.1997 принята за прототип), содержащая железо и перхлорат калия, содержащая, масс. %: молибден 5-15, перхлорат калия 10-18, железо 67-85, дающая возможность увеличить скорость горения до 29 см/с при толщине тепловой таблетки менее 0,2 мм.Known pyrotechnic mixture for a heater of a thermal chemical current source (Patent RU No. 2091917, IPC H01M 6/36, published on September 27, 1997 adopted as a prototype), containing iron and potassium perchlorate, containing, wt. %: molybdenum 5-15, potassium perchlorate 10-18, iron 67-85, which makes it possible to increase the burning rate to 29 cm / s with a thermal tablet thickness of less than 0.2 mm.
Недостатком данного состава является низкая скорость горения, 6-9 см/с при толщине 0,7-0,9 мм, которая необходима для обеспечения требуемого тепловыделения в тепловых батареях повышенной мощности.The disadvantage of this composition is the low burning rate, 6-9 cm/s with a thickness of 0.7-0.9 mm, which is necessary to ensure the required heat release in heat batteries of increased power.
Современный уровень техники в области пиротехнических смесей тепловых химических источников тока не содержит технических решений, позволяющих достигать скорости горения свыше 10 см/с при толщине тепловой таблетки 0,7-0,9 мм, что ограничивает время активации и работы тепловой батареи.The current level of technology in the field of pyrotechnic mixtures of thermal chemical current sources does not contain technical solutions that allow achieving a burning rate of more than 10 cm/s with a thermal pellet thickness of 0.7-0.9 mm, which limits the activation and operation time of the thermal battery.
Задачей настоящего изобретения является разработка состава пиротехнической смеси, обеспечивающей снижение времени активации тепловой батареи при требуемом уровне времени работы.The objective of the present invention is to develop a composition of the pyrotechnic mixture, providing a reduction in the activation time of a thermal battery at the required level of operating time.
Техническим результатом изобретения является повышение скорости горения пиротехнической смеси до уровня более 10 см/с при толщине пиротехнического нагревателя 0,86-0,91 мм.The technical result of the invention is to increase the burning rate of the pyrotechnic mixture to a level of more than 10 cm/s with a pyrotechnic heater thickness of 0.86-0.91 mm.
Указанный технический результат достигается составом предлагаемой пиротехнической смеси. Пиротехническая смесь для нагревателя теплового химического источника тока содержит, масс. %: железо 67-85, перхлорат калия 10-18, молибден 5-15, причем средний размер частиц порошка молибдена составляет 1,9-2,0 мкм.The specified technical result is achieved by the composition of the proposed pyrotechnic mixture. The pyrotechnic mixture for the heater of the thermal chemical current source contains, wt. %: iron 67-85, potassium perchlorate 10-18, molybdenum 5-15, and the average particle size of molybdenum powder is 1.9-2.0 microns.
Порошки молибдена широко применяются в различных областях техники. Известен промышленно производимый порошок молибденовый восстановленный со средним размером частиц 2-4,5 мкм, применяемый для производства спеченных и деформируемых полуфабрикатов и изделий, а также в качестве катализатора, например, комплексного высокоэффективного молибденового катализатора эпоксидирования олефинов в производстве полипропилена (http://www.polema.net/molibden-poroshok.html). Учитывая каталитическую роль молибдена в процессе окисления (горения) порошка железа перхлоратом калия, снижение среднего размера частиц молибдена является эффективным способом увеличения скорости горения, поскольку при этом увеличивается поверхность контакта частиц порошка железа, кристаллитов окислителя и катализирующего этот процесс молибдена. Кроме того увеличение дисперсности молибденового порошка значительно увеличивает его каталитическую активность, снижает температуру воспламенения смеси, что приводит к снижению времени активации теплового химического источника тока. Достижение среднего размера 1,9-2,0 мкм происходит при размоле крупносерийного порошка молибдена со средним размером частиц 3-6 мкм на планетарной мельнице с последующим отделением фракции 1,9-2.0 мкм на ситах. Достижение скорости горения более 10 см/с при толщине пиротехнического нагревателя 0,86-0,91 мм позволяет сочетать быструю активацию теплового химического источника тока с большим количеством тепла, выделяющимся при горении нагревателя, что увеличивает время работы тепловой батареи.Molybdenum powders are widely used in various fields of technology. Known industrially produced reduced molybdenum powder with an average particle size of 2-4.5 μm, used for the production of sintered and deformable semi-finished products and products, as well as a catalyst, for example, a complex high-performance molybdenum olefin epoxidation catalyst in the production of polypropylene (http://www. .polema.net/molibden-poroshok.html). Given the catalytic role of molybdenum in the process of oxidation (combustion) of iron powder with potassium perchlorate, reducing the average particle size of molybdenum is an effective way to increase the combustion rate, since this increases the contact surface of iron powder particles, oxidizer crystallites, and molybdenum catalyzing this process. In addition, an increase in the dispersion of the molybdenum powder significantly increases its catalytic activity, reduces the ignition temperature of the mixture, which leads to a decrease in the activation time of the thermal chemical current source. Achieving an average size of 1.9-2.0 microns occurs when grinding a large-scale molybdenum powder with an average particle size of 3-6 microns on a planetary mill, followed by separation of a fraction of 1.9-2.0 microns on sieves. Achieving a burning rate of more than 10 cm / s with a pyrotechnic heater thickness of 0.86-0.91 mm allows you to combine the rapid activation of a thermal chemical current source with a large amount of heat released during the combustion of the heater, which increases the operating time of the thermal battery.
Пример использования пиротехнической смеси.An example of using a pyrotechnic mixture.
Для сравнительных испытаний пиротехнической смеси были изготовлены пиротехнические нагреватели в виде тепловых таблеток толщиной и составом, приведенными в таблицах 1, 2, 3.For comparative tests of the pyrotechnic mixture, pyrotechnic heaters were made in the form of thermal tablets with a thickness and composition shown in tables 1, 2, 3.
Компоненты пиротехнической смеси подвергали сухому смешиванию, из полученной смеси изготавливали пиротехнические нагреватели толщинами, указанными в таблицах 1, 2, 3 и определяли скорость горения на установке определения времени горения тепловых таблеток.The components of the pyrotechnic mixture were subjected to dry mixing, pyrotechnic heaters were made from the resulting mixture with the thicknesses indicated in tables 1, 2, 3, and the burning rate was determined at the installation for determining the burning time of thermal pellets.
В таблице 1 приведены составы пиротехнических смесей с порошком молибдена, имеющим средний размер частиц 4 мкм и их скорости горения.Table 1 shows the compositions of pyrotechnic mixtures with molybdenum powder having an average particle size of 4 μm and their burning rates.
В таблице 2 приведены составы пиротехнических смесей с порошком молибдена, имеющим средний размер частиц 2 мкм и их скорости горенияTable 2 shows the compositions of pyrotechnic mixtures with molybdenum powder having an average particle size of 2 μm and their burning rates
В таблице 3 приведены составы пиротехнических смесей с порошками молибдена с различным средним размером частиц и их скорости горения.Table 3 shows the compositions of pyrotechnic mixtures with molybdenum powders with different average particle sizes and their burning rates.
Как видно из приведенных таблиц пиротехническая смесь с содержанием, масс. %: молибден - 15, перхлорат калия - 14, железо - 71 позволяет достигать скорости горения 16,9-17,7 см/с при толщине пиротехнического нагревателя 0,86-0,91 мм, что превышает лучший вариант прототипа в 1,88-1,96 раза. Испытания данного состава в тепловом химическом источнике тока показали, что время активации снижается в 2,22-2,27 раза при том же времени работы, что и для прототипа.As can be seen from the tables below, a pyrotechnic mixture with a content, wt. %: molybdenum - 15, potassium perchlorate - 14, iron - 71 makes it possible to achieve a burning rate of 16.9-17.7 cm / s with a pyrotechnic heater thickness of 0.86-0.91 mm, which exceeds the best version of the prototype by 1.88 -1.96 times. Tests of this composition in a thermal chemical current source showed that the activation time is reduced by 2.22-2.27 times with the same operating time as for the prototype.
Таким образом, технический результат изобретения достигается за счет существенного признака, среднего размера частиц молибдена.Thus, the technical result of the invention is achieved due to the essential feature, the average particle size of molybdenum.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019135451A RU2767493C1 (en) | 2019-11-05 | 2019-11-05 | Pyrotechnic mixture for heater of thermal chemical current source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019135451A RU2767493C1 (en) | 2019-11-05 | 2019-11-05 | Pyrotechnic mixture for heater of thermal chemical current source |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2767493C1 true RU2767493C1 (en) | 2022-03-17 |
Family
ID=80737288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019135451A RU2767493C1 (en) | 2019-11-05 | 2019-11-05 | Pyrotechnic mixture for heater of thermal chemical current source |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2767493C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2091917C1 (en) * | 1984-06-21 | 1997-09-27 | Государственное научно-производственное предприятие "Квант" | Pyrotechnical mixture for heater of thermal chemical current source |
| US6749702B1 (en) * | 1996-05-14 | 2004-06-15 | Talley Defense Systems, Inc. | Low temperature autoignition composition |
| RU2450390C1 (en) * | 2011-05-12 | 2012-05-10 | Открытое акционерное общество "Энергия" | Method of manufacturing of pyrotechnical heater for thermal chemical current source |
| RU2483050C2 (en) * | 2011-07-26 | 2013-05-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" | Pyrotechnical composition |
-
2019
- 2019-11-05 RU RU2019135451A patent/RU2767493C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2091917C1 (en) * | 1984-06-21 | 1997-09-27 | Государственное научно-производственное предприятие "Квант" | Pyrotechnical mixture for heater of thermal chemical current source |
| US6749702B1 (en) * | 1996-05-14 | 2004-06-15 | Talley Defense Systems, Inc. | Low temperature autoignition composition |
| RU2450390C1 (en) * | 2011-05-12 | 2012-05-10 | Открытое акционерное общество "Энергия" | Method of manufacturing of pyrotechnical heater for thermal chemical current source |
| RU2483050C2 (en) * | 2011-07-26 | 2013-05-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" | Pyrotechnical composition |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Singh et al. | Studies of energetic compounds, part 29: effect of NTO and its salts on the combustion and condensed phase thermolysis of composite solid propellants, HTPB-AP | |
| Xu et al. | Enhancing the ignition and combustion performances of solid propellants incorporating Al particles inside oxidizers | |
| CN103113171B (en) | Titanium hydride-type high-energy composite explosive and preparation method thereof | |
| CN103272360A (en) | S-shaped aerosol extinguishing agent and preparation method thereof | |
| RU2007149499A (en) | HIGH-BURNING NUCLEAR FUEL TABLET AND METHOD FOR ITS MANUFACTURE (OPTIONS) | |
| CN103980073B (en) | A kind of preparation method of containing hydrogenated cerium high heat explosive | |
| CN102899122A (en) | A kind of Bi2O3/graphene oxide composite powder and its preparation method | |
| Gou et al. | Effect of Nano‐Copper Chromite on the Thermal Decomposition and Combustion of AP‐Based Solid Propellants | |
| RU2767493C1 (en) | Pyrotechnic mixture for heater of thermal chemical current source | |
| CN103333034A (en) | Nano nickel oxide coated modified boron fuel and preparation method thereof | |
| CN103007947A (en) | Cu2O-PbO/graphene oxide composite powder and preparation method thereof | |
| CN116891218B (en) | Oxygen candle capable of delaying start and stably releasing oxygen and preparation method thereof | |
| CN106699490A (en) | Safety airbag igniting powder composition and preparation method of safety airbag igniting powder composition | |
| Chen et al. | Study of polyethylene glycol modified boron particles and their combustion characteristics | |
| CN104557351B (en) | Composite firework type high-energy combustion agent | |
| Li et al. | Reaction process and temperature-resistant properties of B/KNO3/PVDF composites using thermal analysis | |
| CN104944423A (en) | High-energy-point gunpowder and preparation method | |
| CN108752154B (en) | A kind of composite gas generating agent with mash burning effect and preparation method thereof | |
| CN112028724B (en) | Preparation method of solid propellant containing bimetallic oxide burning rate agent | |
| Xu et al. | Combustion characteristics and mechanism of boron-based, fuel-rich propellants with agglomerated boron powder | |
| CN111331130B (en) | Preparation method of flower-like nano-manganese hydroxide-coated aluminum composites | |
| Hao et al. | Catalytic effect of mechanically ground nano-CuO on the thermal decomposition and combustion behaviour of AP/HTPB propellant | |
| CN108623424B (en) | Explosive added with high-activity Ti/2B nano powder material and preparation method thereof | |
| AU2013206583B2 (en) | Effective material for a pyrotechnic phantom target with high emissivity | |
| US3174881A (en) | Method for making porous contact masses |