УДК 535.343.4,
543.421/.422
ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ ТЕРМИЧЕСКОГО
РАЗЛОЖЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СПЕКТРОСКОПИИ ВЫСОКОГО
РАЗРЕШЕНИЯ ТЕРАГЕРЦЕВОГО ЧАСТОТНОГО ДИАПАЗОНА
В. Л. Вакс1,2,
Е. Г. Домрачева1,2, Г. А. Соегова1, А. А. Яблоков1,2,
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.