УДК 546.171.8: 544.032.52
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ФОТОХИМИЧЕСКОГО РАЗЛОЖЕНИЯ НИТЕВИДНЫХ КРИСТАЛЛОВ АЗИДОВ СЕРЕБРА И СВИНЦА
ФГБОУ ВПО «Кемеровский государственный университет»
кафедра химии твердого тела
*****@***ru
Проблема управления скоростью твердофазных химических реакций является одной из центральных проблем физики и химии твердого тела. Особое место в этой проблеме занимает изучение возможностей управления чувствительностью и стабильностью взрывчатых веществ, к которым и относятся объекты настоящего исследования. Применение современных производственных технологий, особенности штатных режимов работы и хранения таких систем часто предполагают достаточно жесткие внешние условия, поэтому разработка методов управления их реакционной способностью имеет как прикладное, так и фундаментальное значение.
Облучение УФ-светом (интенсивность освещения составляла 1,2×1015 квант/(см×с) и 1,9×1015 квант/(см×с) для азидов свинца и серебра соответственно) инициирует в кристаллах азидов тяжелых металлов пост-процессы разложения (сопровождаемые генерацией электронов и дырок [1]), скоростью которых, как показали результаты наших исследований, можно эффективно управлять. В настоящей работе представлены результаты экспериментальных исследований влияния сверхслабого (до 10-4 В/м) электрического поля на кинетику процессов, протекающих после УФ-облучения в нитевидных кристаллах азидов серебра и свинца.
Экспериментальные исследования показали значительное влияние энергетически слабого бесконтактного постоянного поперечного электрического поля на амплитуду и длительность процессов, протекающих в нитевидных кристаллах азидов серебра и свинца после УФ-облучения (на рисунках 1,2 представлены кривые зависимости относительного объема выделяющегося газообразного продукта (β) от времени после энергетического воздействия). Хранение облученных образцов в слабом поперечном бесконтактном электрическом поле независимо от полярности электрического поля ведет к затуханию реакции разложения. Подобные результаты получены и в случае использования для управления процессом фотохимического разложения продольного постоянного электрического поля.
Экспериментально обнаружено влияние слабого бесконтактного постоянного электрического поля, как на процесс образования промежуточного продукта разложения азидов [2] - с помощью поперечного бесконтактного поля удалось существенно уменьшить время формирования кластера промежуточного продукта (рис. 3), так и на количество накопленного промежуточного продукта - при хранении облученных УФ-светом образцов в электрическом поле напряженностью 101÷10-4 В/м его относительный объем существенно уменьшается (рис. 4). Кроме того, наблюдается корреляция между количеством накопления промежуточного продукта и относительным объемом конечного газообразного продукта разложения азидов. Уменьшение количества образующегося промежуточного продукта в присутствии слабого бесконтактного поля позволяет косвенно судить о влиянии слабого электрического поля, прежде всего, на стадию образования промежуточного продукта фотохимического разложения азидов.
Для наиболее наглядного представления наблюдаемого «гашения» реакции разложения, инициированной УФ-облучением, при любой конфигурации управляющего слабого электрического поля относительно кристалла, построен график зависимости амплитуды первых максимумов на кривой кинетики пост-процессов от значения напряженности электрического поля (для подтверждения достоверности результатов использовали также переменное постоянное электрическое поле частотой 50 Гц). Обобщенные результаты для образцов азида свинца представлены на рисунке 5.
Рис. 1. Кинетика пост-процессов, протекающих в нитевидных кристаллах азида серебра после УФ-облучения.
Рис. 2. Кинетика пост-процессов, протекающих в нитевидных кристаллах азида свинца после УФ-облучения.
Рис. 3. Зависимость относительного объема промежуточного продукта от времени хранения образца при различных напряженностях поперечного бесконтактного электрического поля (для азида серебра).
Рис. 4. Зависимость относительного объема промежуточного продукта от напряженности управляющего бесконтактного электрического поля. Прямая линия – количество выделяющегося промежуточного продукта в отсутствии поля.
Рис. 5. Зависимость амплитуды первых максимумов на кривой кинетики пост-процессов фотохимического разложения нитевидных кристаллов азида свинца от напряженности: 1. бесконтактного продольного; 2. бесконтактного поперечного; 3. переменного (частота 50 Гц) электрического поля; пунктирная линия - величина первого максимума на кривой пост-процессов разложения в отсутствии поля.
Таким образом, с учетом выше сказанного, слабое бесконтактное электрическое поле можно рассматривать как ингибитор твердофазной химической реакции в нитевидных кристаллах азидов серебра и свинца, а также как способ управления процессом разложения азидов тяжелых металлов.
Литература и источники
1. Крашенинин, В. И. О модели фотохимического разложения нитевидных кристаллов азида серебра и свинца / , , . - Вестник ТГУ, 2006.-№19. – 100-102 с.
2. Газенаур, Е. Г. О продуктах медленного разложения азидов свинца и серебра / , , . - Деп. в ВИНИТИ. 00. Кемерово, 2000. - 19 с.
Научный руководик. ф.-м. н., доцент, ФГБОУ ВПО «Кемеровский государственный университет»
