УДК 535.343.4, 543.421/.422

ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ ТЕРМИЧЕСКОГО РАЗЛОЖЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СПЕКТРОСКОПИИ ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ ТЕРАГЕРЦЕВОГО ЧАСТОТНОГО ДИАПАЗОНА

 

В. Л. Вакс^1,2, Е. Г. Домрачева^1,2, Г. А. Соегова¹, А. А. Яблоков^1,2, И. А. Лукьяненко³, Ю. В. Шейков³

¹Нижегородский государственный университет им. Н.И.Лобачевского

²Институт физики микроструктур РАН

³ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», Институт физики взрыва

 

Статья поступила в редакцию 15 января 2016 г., после доработки – 8 февраля 2016 г.

 

Аннотация. В настоящее время актуальной проблемой является исследование кинетики химических реакций для решения задач физики взрыва, определения параметров роста hi-tech структур и др. Кинетика процессов термического разложения энергетических материалов (на примере нитрата аммония) и детектирование продуктов разложения, как при комнатной температуре, так и при их нагреве в линейном и изотермическом режимах, а также исследование стадийности процессов разложения были изучены с использованием метода терагерцевой спектроскопии высокого разрешения. Зарегистрированы линии поглощения аммиака, закиси азота, азотной кислоты. Определены время и температура выхода каждого из продуктов разложения, а также порядок реакции. Показана перспективность применения метода терагерцевой спектроскопии высокого разрешения для исследования кинетики термического разложения энергетических материалов, определения стадийности процесса и построения достоверных кинетических моделей.

Ключевые слова: терагерцовый диапазон частот, нестационарная спектроскопия высокого разрешения, энергетические материалы, кинетика термического разложения, нитрат аммония.

Abstract. Nowadays studying the kinetics of chemical reactions is very important for solving problems of detonation physics, growth of hi-tech structures, etc. With using the high precise THz spectroscopy the kinetics of thermal decomposing the high energy materials (by the example of ammonium nitrate) and detecting the decomposition products both at room temperature and at heating in linear and isothermic modes as well as staging of decomposition processes have been studied. The absorption lines of ammonium, nitrous oxide and nitric acid have been registered. The yield time and yield temperature of the decomposition products as well as the number of reaction have been determined. The prospective of using the high precise THz spectroscopy for studying the kinetics of thermal decomposing the high energy substances, determining the process staging and developing the reliable kinetic models has been shown.

Key words: terahertz frequency range, high precise non-stationary spectroscopy, high energy substances, kinetics of thermal decomposition, ammonium nitrate.