РАЗРЫВ СВЯЗЕЙ ПРИ УДАРНОМ СЖАТИИ

ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ.

 

Зубков¹ П.И., Лукьянчиков¹Л.А., Тен¹К.А.,

Бохонов² Б.Б., Павлюхин² Ю.Т., Толочко² Б.П.

¹ИГиЛ СО РАН, Новосибирск

²ИХТТиМ СО РАН, Новосибирск

 

            Направление деструкции ударно сжатых органических веществ и дальнейшее его превращение определяется разрывом межатомных связей С-Н и С-С. Род разрыва связей имеет в связи с этим первостепенное значение. Особое значение этот вопрос приобретает при детонации конденсированных взрывчатых веществ, поскольку интенсивности инициирующей ударной волны не достаточно для разрушения исходных молекул на составные атомы. В детонационных волнах род разрыва связей определяет, по крайней мере, в начальный момент времени направление химических реакций.

            Вопросу о преимущественном разрыве связей С-Н по отношению к связям С-С посвящен настоящий доклад.

            Качественные соображения и оценки показывают, что, если находиться на точке зрения столкновения молекул атомами, то на связь С-Н, ввиду малости массы атома Н по сравнению с массой атома С, приходится энергия в несколько раз (» 4) превосходящая энергию, приходящуюся на связь С-С. В результате при ударном сжатии преимущественно будут разрываться связи С-Н.

            Данные соображения были проверены экспериментально на адамантане (С₁₀Н₁₆) и ферроцене [(С₅Н₅)₂Fe]. В адамантане структура атомов углерода совпадает со структурой углерода в алмазе.

            В экспериментах адамантан или ферроцен нагружались детонационной волной конденсированного взрывчатого вещества. Начальный размер кристаллов адамантана и ферроцена не превосходил 300 мкм. Вся сборка помещалась в ледяную оболочку и взрывалась в герметичной взрывной камере. Твердая фаза продуктов извлекалась методом осаждения и испарения воды при комнатной температуре. Ее исследование проводилось на электронном микроскопе в режимах электронно-оптическом и дифракционном.

            Оказалось, что обе смеси содержат углерод в алмазной фазе. Средний размер кристаллов алмаза » 5 нм. Кристаллы алмаза со слабой разориентацией собраны в конгломераты размером до 100 мкм и больше.

            Существенные отличия полученных алмазов от взрывных и практическое совпадение размеров конгломератов с размерами начальных частиц позволяет сделать вывод о том, что полученные алмазы возникли из углерода адамантана и ферроцена.

            Таким образом, мы полагаем, что при ударном нагружении адамантана и ферроцена были разорваны преимущественно С-Н связи.

            В сохраненных твердых продуктах детонации смеси ферроцена с гексогеном обнаружены наночастицы железа.

 

            Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования, грант Е02-3,4-118 и РФФИ, грант № 04-07-17548.