Die Zuendung von Explosivstoffen, Pyrotechnika oder Treibstoffen durch elektrostatische Entladung (ESD) wird oftmals als abhaengig von den verschiedenen physikalischen Eigenschaften angesehen. Die vorliegende Arbeit zeigt, dass die ESD-Zuendung von Sekundaersprengstoffen in Pulverform in erster Linie von den chemischen Eigenschaften der Energietraeger abhaengt (d.h. von der Kinetik der Zersetzungsgeschwindigkeit der Materialien). Es wird die These aufgestellt, dass Zuendung dann eintritt, wenn ein Funken die Temperatur der Explosivstoffteilchen auf einen Punkt ansteigen laesst, wo die Reaktion thermisch weiterlaeuft. Die Sensibilisierung der ESD bei verschiedenen Explosivstoff-Serien wurde gemessen unter Verwendung eines beweglichen Nadeltest-Apparates bei leichter Abdeckung der Pulver mit einem Mylarband, um die Bildung und Zuendung einer Staubwolke zu verhindern. Fuer jeden Explosivstoff wurden zwei Parameter berechnet unter Verwendung eines allgemein gueltigen thermischen Zersetzungsgeschwindigkeits-Koeffizienten: (1) die kritischen Temperaturen nach der Frank-Kamenetskii-Formel fuer 20 mu m-Partikel jedes Explosivstoffs (2) die Temperaturen bei denen der Geschwindigkeitskoeffizient in etwa 103 s-1 erreicht. Diese beiden Datensaetze wurden korreliert mit den Werten der beobachteten ESD-Empfindlichkeit mit 50% Zuendwahrscheinlichkeit, E50. Ausgezeichnete Korrelationen wurden erhalten, die zeigten, dass fuer die ESD-Zuendung unter diesen Bedingungen die Funkenenttladung in erster Linie eine Waermequelle ist.
Electrostatic discharge (ESD) ignition of explosives, pyrotechnics, or propellants is often considered to be mainly dependent upon various physical characteristics of the energetic material. This work shows that ESD ignition of secondary explosives tested in powdered form is primarily dependent upon the chemical characteristics of the energetic material (i.e., the decomposition rate kinetics of the materials). We propose that ignition occurs when a spark raises the temperature of the explosive particles to the point where thermal runaway occurs. ESD sensitivities of a diverse series of explosives were measured using a traveling needle test apparatus with the powders slightly confined by Mylar tape to prevent formation and ignition of a dust cloud. Using global thermal decomposition rate coefficient expressions, two parameters were calculated for each explosive: (1) the critical temperatures according to the Frank-Kamenetskii formula for 20 mu m particles of each explosive and (2) the temperatures at which the rate coefficient equaled 103 s-1. These two sets of data were correlated with the observed ESD sensitivities for 50 percent probability of ignition, E50. Excellent correlations resulted, indicating that for ESD ignition under these conditions the spark discharge is primarily a thermal source.
Electrostatic discharge ignition of energetic materials
Propellants, Explosives, Pyrotechnics ; 23 , 1 ; 34-42
1998
9 Seiten
Article (Journal)
English
elektrostatische Entladung , Explosivstoff , Treibpulver , Chemikalie , Rate , Kinetik , Temperatur , Partikel , Prüfgerät , Staub , thermische Zersetzung , kritische Temperatur , Korrelation , elektrischer Funken , Dens , physikalische Eigenschaft , Punkt , Sensibilisierung , Verwendung , Abdeckung , Pulver , Elektrostatik , Gefahrstoff , elektrische Ladung , elektrische Größe , Gas , Größe (physikalisch)
Electrostatic-discharge ignition
NTRS | 1977
|Ignition Mechanisms of Energetic Materials
British Library Conference Proceedings | 1998
|Ignition analyses of porous energetic materials
AIAA | 1999
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