Особенности взрывного разложения нитевидных кристаллов азида свинца, выращенных в электрическом поле

РЕФЕРАТ 2 ВВЕДЕНИЕ 4 1. КРИСТАЛИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА, ОПТИЧЕСКИЕ И ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЗИДА СВИНЦА 6 2. НИТЕВИДНЫЕ КРИСТАЛЛЫ АЗИДОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ И ИХ ДИСЛОКАЦИОННАЯ СТРУКТУРА 9 2.1. Способы выращивания и механизм роста нитевидных кристаллов ?-PbN6 9 2.2. Дислокационная структура нитевидных кристаллов ? - азида свинца 13 2.3. Механические свойства нитевидных кристаллов ?-PbN6 15 3. ОСОБЕННОСТИ РАЗЛОЖЕНИЯ НИТЕВИДНЫХ КРИСТАЛЛОВ АЗИДОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ 17 3.1. Топография распределения продуктов разложения 18 3.2. Влияние напряженно-деформированного состояния и плотности дислокаций на электрополевое разложение НК ? -PbN6 23 3.3. Основные закономерности разложения НК ATM в электрическом поле. Постановка задачи 24 4. ОСОБЕННОСТИ ВЗРЫВНОГО РАЗЛОЖЕНИЯ НК АЗИДА СВИНЦА, ВЫРАЩЕННЫХ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ 36 ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 42 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 43

1. Крашенинин, В.И. Моделирование дефектной структуры в кристаллах азида серебра. / В.И Крашенинин, Е.Г. Газенаур, Л.В. Кузьмина, В.И. Гасанова // Вестник ТГУ. Приложение. – 2006. – №19. – С.103–104. 2. Крашенинин, В. И. Управление медленным и взрывным разложением азида серебра бесконтактным электрическим полем / В. И Крашенинин, Е. Г. Газенаур, Л. В. Кузьмина, А. П. Родзевич // Бутлеровские сообщения. - 2010. -Т. 23. - №14. – С. 66-72. 3. Крашенинин, В. И. Способы управления стабильностью азида серебра. / В.И. Крашенинин, Л.В. Кузьмина, Е.Г. Газенаур, О.В. Целыковская // Ползуновский Вестник. – 2009. – №3. – С. 48-51. 4. Rodzevich, A.P. The Technology of Production and Treatment of Materials in the Electric Field. / A.P. Rodzevich. E.G. Gazenaur, G.M. Belokurov Applied Mechanics and Materials. 2014. Vol. 682. pp. 206-209. doi: 10.4028/www.scientific.net/AMM.682.206. ISSN: 1662-7482 5. Родзевич, А.Р. О технологии контроля физико-химических свойств материалов путем их обработки в электрическом поле. / А.Р. Родзевич, Е.Г. Газенаур, В.И. Крашенинин // Инновационные технологии и экономика в машиностроении: сборник трудов. – Томск: Изд-во ТПУ, 2012. – Т. 1. – С. 323-324. 6. Газенаур, Е. Г. Способ получения нитевидных кристаллов азида серебра / патент Рос. Федерация: (19) RU (11) №2 404 296 (13) С 1 / Е. Г. Газенаур, Н. М. Федорова, Л. В. Кузьмина, В. И. Крашенинин. – №2009125883/05; 06.07.2009; 20.11.10, Бюл. №32. – 9 с. 7. Choi B.G.S., Boutin, Н.Р. Neutron Diffraction Study of PbN6, / B.G.S. Choi., H.P. Boutin // Acta Cryst. - 1969. - Vol. B25. - P. 982-987. 8. Milles, F.D. The Formatiom and Characteristics of Crystals of Lead Azide and of Some Other Initiating Explosives / F.D. Milles // J.Chem. Soc. - 1931,- P. 2532. 9. Pfefferkorn, G. Zur Struktur von Bleiazid / G. Pfefferkorn // Z.Natur-forsch. - 1948. - Vol.3. - P. 364. 10. Azaroff, L.V. Structural Investigation of Leid Azide / L.V. Azaroff // Z. fur Kristallographic. - 1956. - Bd. 107. - S. 362-369. 11. Hattori, K. McCrone W. Lead Azide PbN6 (Forml), (Form2) / K. Hattori, W. McCrone//Anal. Chem. - 1956. - VoL28, №11. P. 1791-1793. 12. Lamnevik, S., Soderguist R. // FOA 1 Report A-1105 -F 110. -1963. - Research Institute of National Defense, Stockholm, Sweden. 13. Lamnevik, S., Soderguist R. // FOA 1 Report A-l174 F 110. - 1964. - Research Institute of National Defense, Stockholm, Sweden. 14. Бережкова, Б.А. Нитевидные кристаллы: монография / Б.А. Бережкова. - М.: Наука, 1969. - 260 с. 15. Аммер, С.А. Нитевидные кристаллы: Сборник статей / С.А. Аммер, В.С. Постников. - Воронеж: ВПИ, 1974. -212 с. 16. Нитевидные кристаллы для новой техники: сб. статей / А.М. Беликова, А.А. Щетинина, Е.И. Гиваргизова, А.И. Дрожина, И.В. Сидельникова. - Воронеж: ВПИ, 1979. - 232 с. 17. Гиваргизов, Е.И. Рост нитевидных и пластинчатых кристаллов из пара: монография / Е.И. Гиваргизов. - М.: Наука., 1977. - 304 с. 18. Бартон, В. Рост кристаллов и равновесная структура их поверхности / В. Бартон Н. Кабрера, Ф. Франк // Элементарные процессы роста кристаллов. М.: ИЛ., 1959. С. 11-109. 19. Разработка технологии получения нитевидных кристаллов азидов тяжелых металлов с регулируемой концентрацией линейных дефектов и исследование их некоторых физико-химических свойств // Отчет о НИР Новокузнецк: Сиб. мет. ин-т; Руководитель Ф.И. Иванов. - № гос. регистр. 74014756. - Новокузнецк. 1977. - 85 с. 20. Иванов, Ф.И.. Исследование дислокационной структуры в нитевидных кристаллах азида свинца / Л.Б. Зуев, М.А. Лукин. Г.В. Назарова // Физика полупроводников и микроэлектроника. - 1977. -№ 4. - С.45-48. 21. О выращивании нитевидных кристаллов азидов серебра и свинца / Ф.И. Иванов, Л.Б Зуев, М.А. Лукин. В.Д. Мальцев // Кристаллография. Т.28, № 1.-С. 194-195. 22. Tauler, G.W. Spontaneous During Crystal Growth of Lead Azide / G W. Tauler, A.T Thomas // J. Cryst. Growth. - 1968. - Vol. 34. - P.391-394. 23. Fox, P.G. Spontaneous Explosions in Solutions / P.G. Fox, J.M. Jenkins, G.W.C. Taylor / Explosivstoffe. - 1976.-№ 8. - P. 181-184. 24. Eshelby, J.D. The Twist in Crystal Whiskers Containing a Dislocalion / J.D. Eshelby // Phil. Mag. - 1958. - Vol. 3. - P. 440-444. 25. Зуев, Л.Б. Закручивание и дислокационная структура нитевидных кристаллов / Л.Б. Зуев, В.Д. Мальцев, В.Н. Березовский // Кристаллография. - 1974. - Т. 19, № 3. - С. 662-663. 26. Прямое наблюдение несовершенств в кристаллах / Под ред. Д. Ньюкирк„ Д.М. Верник. - М.: Металлургия, 1964. - 384 с. 27. Амелинкс, С. Методы прямого наблюдения дислокаций: монография / С. Амелинкс - М.: Мир, 1968. -440 с. 28. Пшеничное, Ю.П. Выявление тонкой структуры кристаллов: монография / Ю.П. Пшеничное. - М.: Металлургия, 1974. - 528 с„ прилож. - 71 с. 29. Костин, Н.Д. Физика щелочногаллоидных кристаллов / Н.Д. Костин, С.В. Лубинец. К.С. Александров // Сб. трудов 2 Всесоюз. совещ. по физике ЩГК. - Рига: РГУ. - 1962. - С. 459-464. 30. Дистлер, Т.П. Декорирование поверхности твердых тел: монография / Г.И. Дистлер, В.П. Власов, Ю.М. Герасимов и др. - М.: Наука, 1975.-112 с. 31. Иванов, Ф.И. Механические свойства нитевидных кристаллов ?- PbN6 и AgN3 / Ф.И. Иванов, М.А. Лукин, Н.А. Урбан, К.В. Чмелева // Вестник Кемеровского государственного университета. - 2010. - №1 (41). -С. 14-20. 32. Ландау, Л.Д. Теория упругости: учеб, пособие / Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. - М.: Наука. 1987. - 248 с. 33. Сухушин, Ю.Н. Разложение азидов тяжелых металлов в сильном электрическом поле. Топография и некоторые макроскопические закономерности разложения монокристаллов PbN6, AgN3 и T1N3 / Ю.Н. Сухушин, Ю.А. Захаров, Ф.И. Иванов // Хим. высок, энергий. - 1973. - Т. 7, № 3. - С. 261-268. 34. Сухушин, Ю.Н. Общие закономерности разложения твердых веществ в электрическом поле / Ю.Н. Сухушин, Ю.А. Захаров // Сб. Кинетика и механизм химических реакций в твердом теле. - Черноголовка: Хим. физика, 1981. С. 152-161. 35. Крашенинин, В.И. Пластическая деформация и некоторые аспекты твердофазных реакций в нитевидных кристаллах азида серебра / В.И. Крашенинин, Ф.И. Иванов, Л.В. Кузьмина, В.Ю. Захаров // Известия вузов. Черная металлургия. 36. Иванов, Ф.И. Об электроимпульсном инициировании детонации в поликристаллических взрывчатых веществах, обладающих пьезоэлек-трическими свойствами / Ф.И. Иванов, М.А. Лукин, В.Д. Сарычев, Л.Б. Зуев // Мат. 1 Всесоюз. симп, по макроскоп. кинетике и хим. газодинамике. - Алма-Ата: Хим. физика. 1984. - Т.2, Ч. 1. - С. 17-18. 37. Иванов, Ф.И. Об электрической природе инициирования детонации азида свинца при механическом воздействии / Ф.И. Иванов, В.Д. Сарычев. Н.А. Урбан // Физ. горения и взрыва. — 1988. - № 3. - С. 98-101. 38. Вершинин, Ю.Н. Электрический пробой твердых диэлектриков: монография / Ю.Н. Вершинин. - Новосибирск: Наука, 1968. -212 с. 39. Tang, Т.В. Dielectric Breakdown by Electrically Induced Chemical Decomposition / T.B. Tang, M.M. Chaudri // Nature. 1979. - Vol. 282, № 5734.-P. 54-55. 40. Иванов, Ф.И. К вопросу инициирования детонации азида свинца в предпробивном электрическом поле / Ф.И. Иванов, Л.Б. Зуев, М.А. Лукин, Н.А. Урбан // Физ. горения и взрыва. - 1984. - Вып. 3. - С. 86-89. 41. Иванов, Ф.И. Светоиндуцируемая зарядовая гетерогенность в нитевидных кристаллах ?-азида свинца / Ф.И. Иванов // Тез. докл. 6 Междунар. конф. «Радиационные гетерогенные процессы»; КемГУ, Кемерово, 29 мая-1 июня 1995.- Кемерово, 1995.-С. 172-173. 42. Шалимова, К.В. Физика полупроводников: учеб, пособие / К.В. Шалимова. М.: Энергия, 1976. 416 с. 43. Иванов, Ф.И. Напряженно-деформированные и зарядовые со-стояния нитевидных кристаллов Р-азида свинца / Ф.И. Иванов - Изв. вузов. Черная металлургия. - 1996. - Т. 2. - С. 62-68. 44. Иванов, Ф.И. Исследование свойств сегнетоэлектрических НК KNO3 и PbN6 методом индуцируемого изгиба / Ф.И.Иванов, И.С. Лобова, Г.В. Назарова / Тез. 12 Всесоюз. конф. «Физика сегнетоэлектриков»; РостГУ, Ростов на Дону, 26-29 сент. 1989 г. - Ростов на Дону, 1989. - Т.2. - С. 71. 45. Иванов, Ф.И. Исследование сегнетоэлектрических свойств кристаллов нитрата калия и азида свинца методом индуцируемого изгиба / Ф.И. Иванов. И.С. Лобова, Г.В. Назарова // Изв. АН СССР, Сер. физ. - 1990.-Т. 54, №6. С. 1180-1183. 46. Крашенинин, В.И.. Инжекционные токи в некоторых азидах тяжелых металлов / В.И. Крашенинин, Ю.Н. Сухушин, Ю.А. Захаров // Изв. АН СССР, Неорг. материалы. 1987. Т. 23, № I. - С. 1567-1569. 47. Крашенинин, В.И. Электрополевое разложение азида серебра: влияние поперечного электрического и магнитного полей / В.И. Крашенинин, Л.В. Кузьмина, В.Ю. Захаров, А.Ю. Сталинин // Химич, физика. - 1996.-Т. 14, №4.-С. 126-135. 48. Субанов, С.Д. Электроимпульсное возбуждение физико-химических процессов в азидах тяжелых металлов: автореф. дисс. ... канд. физ.-мат. наук / КемГУ. - Кемерово, 1986. — 23 с. 49. Милнес, А. Примеси с глубокими уровнями в полупроводниках: монография /А. Милне. - М.:Мир, 1977. - 562 с. 50. Бонч-Бруевич, В.Л. Доменная электрическая неустойчивость в полупроводниках: монография / В.Л. Бонч-Бруевич, И.П. Звягин, А.Г. Миронов. - М.: Наука, 1972.-414 с. 51. Фок, М.В. Обобщение и экспериментальная проверка теории ионизационных доменов / М.В. Фок, Э.В. Девятых, Е.Ю. Львова // Тр. Физ. ин-та им. П.Н. Лебедева АН СССР. 1977. - Т .97. - С. 3-21. 52. Тагер, А.С. Лавинно-пролетные диоды и их применение в технике СВЧ: монография / А.С. Тагер, В.М. Вальд-Перлов. М.: Сов. радио. - 1968.-480 с. 53. Крашенинин, В.И. Инжекционные токи и разложение азидов тяжелых металлов в постоянном электрическом поле: дис. ... канд. физ.-мат. наук / КемГУ. Кемерово, 1985. - 156 с. 54. Чукова, Ю.Н. Электрические и оптические свойства электролюминесцентных конденсаторов на основе ZnS-Cu / Ю.П. Чукова , Тр. Физ. ин-та им. П.Н.Лебедева. АН СССР. - 1966. - Т. 37. С. 149-161. 55. Шечков, Г.Т. Изучение сокристаллизации и типа смещенных кристаллов в системе Pb(Cu)N6 / Г.Т. Шечков, Ю.А. Захаров, Т.К. Гонтарь // ТПИ. Томск, 1976. 10 с. - Деп. ВИНИТИ, № 3409-76. 56. Шечков, Г.Т. Термостабильность и некоторые физико- химические свойства азидов свинца и серебра и смешанных кристаллов на их основе: дис. ... канд. хим. наук / ТГУ. - Томск, 1975. 198 с. 57. Головин, Ю.И. Динамика и микромеханизмы ранних стадий внедрения жесткого индектора при микроидентировании кристаллов / Ю.И. Головин, А.И. Тюрин // Кристаллография. - 1995. - Т. 40, № 5. - С. 884- 888. 58. Александров, Е.И. Инициирование азида свинца лазерным излучением / Е.И. Александров, А.Г. Вознюк // Физ. горения и взрыва. 1978,- Т. 14,№4. - С. 86-91. 59. Александров, Е.И. Исследование влияния длительности возбуждающего импульса на чувствительность азида свинца к действию лазерного излучения / Е.И. Александров, Е.П. Ципилев // Физ. горения и взрыва. - 1984. Т. 20, №6.-С. 104-109.

1. КРИСТАЛИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА, ОПТИЧЕСКИЕ И ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЗИДА СВИНЦА У азида свинца (PbN6) известны четыре полиморфные модификации, из них наиболее изучена лишь структура a-фазы, которая при кристаллизации образует орторомбическую пространственную группу Pcmn с 12 молекулами в элементарной ячейке. Структурный анализ элементарной ячейки a-PbN6 устанавливает присутствие четырех различных азидных групп (1), (2), (3) и (4) (рисунок 1.1) [1]. Азидная группа (1) координационно связана с четырьмя атомами Рb, по два с каждого конца. Она имеет зеркальную плоскость, перпендикулярную оси азидной группы, которая проходит через центральный атом азота, следовательно, так же, как и по расстояниям N-N. Ось азидной I группы (1) - главным образом линейная, и эта группа обладает структурой, довольно близкой к структуре линейного и симметричного азида с ионной связью. Азидная группа (2) также окружена четырьмя атомами синица, но координационная связь асимметричная. Связи Pb-N с одним конечным атомом азота повернуты вокруг оси азидной группы на 90о по отношению к паре связей Pb-N в другом конце. Кроме того, связи Pb-N с одним конечным атомом азота намного короче, чем связи с другим, конечным атомом азота. Такая асимметричность длины связей в координации азидной группы корреллирована с расстояниями N-N по оси азидной 1 группы таким образом, что конечный атом азота с более короткой связью Pb N имеет большее расстояние N-N, и наоборот. Структура азидной группы (3) подобна структуре азидной группы (2). Исключение составляет небольшая разница в параметрах. Однако, в противоположность результатам, представленным на рисунке 1.1, данные более позднего анализа, полученные методом дифракции нейтронов, указывают на то, что азидная группа (3) более симметрична, чем азидная группа (2) [1].