Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 1. 3 januari 1956 - Explosioners initiering och tillväxt, av F P Bowden - Ingen silikatutfällning vid blekning av textilier - Flytande svavel i värmeisolerade pråmar - En talenergidriven radiosändare
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
4
TEKNISK TIDSKRIFT
Explosioners initiering
och tillväxt
F P Bowden, Sc.D. FRS, Cambridge
662.21
Vid Research Laboratory for the Physics and Chemistry
of Surfaces studeras bland annat initiering av fasta
sprängämnen och explosionens utbredning i sådana. Här
redogöres för en del nyare forskningsresultat.
Initiering genom stöt eller friktion
Tidigare undersökningar (Tekn. T. 1949 s. 791) har visat,
att initieringen av fasta sprängämnen genom stöt eller
friktion vanligen är av termiskt ursprung. Vid slag eller
gnidning överförs mekanisk energi i värme, koncentrerat i små
värmekärnor. Dessa har en storlek av 10"B—10"3 cm, kort
varaktighet (ca 10~5 s) och en temperatur, som hos många
sprängämnen kan uppgå till 500°C.
De kan bildas på fyra olika sätt, nämligen genom
adiabatisk kompression av små inneslutna gasbubblor, mycket
lokal plastisk deformation, friktion på sprängämnets
begränsningsytor, på främmande partiklar eller genom
inter-kristallin friktion mellan sprängämnets egna partiklar och
genom viskös upphettning av sprängämnet, då detta
pressas ut mellan två sammanstötande ytor (förekommer
endast under extrema förhållanden).
De två första uppkomstsätten är de viktigaste. Av
speciellt intresse är en undersökning av A Yuill1, som visat,
att även en mycket obetydlig stöt av ett hårt, vasst föremål
mot det fasta sprängämnets yta kan ge en lokal
temperaturstegring i den plastiskt deformerade kontaktpunkten,
som är tillräcklig för att utlösa explosionen.
Bestrålning av sprängämnen med snabba partiklar
Ett antal högexplosiva kristaller (t.ex. bly-, silver- och
kadmiumazid, jodkväve och silveracetylid) har utsatts för
elektron- och neutronstrålar samt strålning från
klyvningsprodukter2. En kraftig elektronstråle bringade alla
undersökta kristaller att explodera. Detta kunde förklaras som
en termisk effekt, bestående i uppvärmning av hela
kristallerna.
Klyvningsprodukter visade sig kunna initiera kvävejodid
till skillnad från övriga ämnen, i vilka man inom
kristallerna konstaterade intressanta förändringar, vilka
påverkade deras slutliga värmesönderdelning. De exploderade
emellertid ej. Undersökningen visar också, att aktivering
av en liten grupp närbelägna molekyler i allmänhet icke
utlöser en explosion.
Kristallstorlekens inverkan på explosionen har även
studerats. Det visade sig, att om man värmer upp
kristallerna, exploderar de endast under förutsättning att deras
storlek överskrider ett av bl.a. temperaturen beroende kritiskt
värde, vilket under de tillämpade försöksbetingelserna
uppgick till några tusendels millimeter.
Arbetet stöder den tidigare på friktions- och
stötexperi-ment grundade slutsatsen att värmekärnorna måste vara
stora i jämförelse med molekylerna (10"B—10~3 cm i
diameter) för att en explosion skall utlösas. Ljus- och
elektronmikroskopiska undersökningar antyder att
värmesönderfallet företrädesvis äger rum i anslutning till
dislokatio-ner i kristallernas mosaikstruktur.
Bestrålning av sprängämnen med ultraviolett ljus
Azider kan initieras av ultraviolett ljus3, förutsatt att
energin hos det absorberade ljuset överstiger ett kritiskt värde.
Bearbetning av föredrag på KTH den 26 september 1955.
Ljus avgivet av explosionen själv förmår icke ge upphov
till ytterligare explosioner. Även här finns det tecken, som
tyder på att anledningen till explosionens uppkomst är
bildningen av värmekärnor i form av ett "hett skikt" med
en tjocklek av ca 0,001 mm.
Kärnbildning i silverazid
Vid en undersökning av aziders långsamma sönderfall
har man låtit strålen i ett elektronmikroskop uppdela
sil-verazidkristaller i kväve och metalliskt silver4. Sönderfallet
var tillräckligt långsamt för att man skulle kunna
fotografera dess olika stadier. Detta ger en möjlighet att
tydligt följa bildningen av silverkärnor. Diffraktionsbilder
visar, att två former av silver uppstår, den ena med hög
ordningsgrad, den andra med låg. Dessa former kan
identifieras i elektronmikroskopet.
Silverformen med låg ordningsgrad tycks utskiljas i
gränserna för en understruktur i kristallen, medan den ordnade
silverformen existerar som diskreta kärnor av
storleksordningen 0,1 X 0,1 X 0,05 [A och troligen bildas nära ytan
av silverazidkristallen. Kärnorna består endast vid slutet
av sönderfallet av normalt metalliskt silver.
Ingenting antyder att det på ett tidigt stadium skulle
bildas ett litet korn, som sedan växer. Snarare är kärnan
ett område dit silver diffunderar varvid ett ytcentrerat
ku-biskt gitter med större parameter än hos normalt silver
byggs upp. Härvid används silveratomernas platser i
sil-veraziden som bas för uppbyggnaden. I det sista stadiet
sker en kollaps till normalt silver. Under sönderfallet
tycks en kärnas storlek inte ändras, men dess täthet
växer.
övergång från explosion till detonation
I en opublicerad undersökning har A D Yoffe & B L
Evans studerat explosionens tillväxt i mycket små
en-kristaller och dess slutliga övergång till detonation.
Därvid har de använt dels snabba elektroniska metoder, dels
ultrarapidfilmning genom mikroskop enligt en speciell
metod5. Filmer upptagna vid dessa experiment visar
kristallstorlekens inflytande på förbränningshastigheten och på
tidpunkten för initieringen.
Litteratur
1. Bowden, F P: The development of combustion and explosion in
liquids and solids. Fourth symposium (international) ön combustion.
Baltimore 1953 s. 161—172.
2. Bowden, F P & Singh, K: Irradiation of explosives with
high-speed particles and the influence of crystal size ön explosion. Proc.
roy. Soc. A 227 (1954) s. 22—37.
3. Courtney-Pratt, J S & Bogers, G T: Irradiation of explosives
by light and by flying fragments. Nature 175 (1955) s. 632—633.
4. Sawkill, J: Nucleation in silver azide: an investigation by
elec-tron microscopy and diffraction. Proc. roy. Soc. A 229 (1955) s. 135
—141
5. Courtney-Pratt, J S: Some new methods of fast photography
and their application to combustion processes. Fourth symposium
(international) ön combustion. Baltimore 1953 s. 508—526. Fast
mul-tiple frame photography. J. phot. Sci. 1 (1953) s. 21.
6. Bowden, F P & Yoffe, A D: The initiation and growth of
explosion in liquids and solids. Cambridge 1952.
Ingen silikatutfällning vid blekning av textilier
uppstår, om man gör vätesuperoxidbadet alkaliskt med fosfat.
Silikatfällningen är besvärlig därför att den minskar tygets
slitstyrka och försvårar dess färgning.
Flytande svavel i värmeisolerade pråmar
transporteras uppför Mississippi. Svavlet förträngs ur marken med
hett vatten.
En talenergidriven radiosändare utexperimenterad i
USA och med en räckvidd av ca 200 m innehåller en enda
transistor som får sin drivspänning från en likriktad del
av talsignalen.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>