Мощный некорродирующий ударно-воспламеняющий состав для капсюля-воспламенителя к патронам стрелкового оружия
POWERFUL CORROSION-PROOF IMPACT-IGNITING COMPOSITION FOR PRIMER TO CARTRIDGES OF SMALL ARMS

Изобретение относится к патронному производству, включающему в себя пулю, гильзу, пороховой заряд и капсюль-воспламенитель.
В настоящее время перед разработчиками патронов так же, как и в других областях техники, вопросы безопасности производства выходят на передний план с такими вопросами, как улучшение экологии, существенное уменьшение вредных для человека и окружающей среды продуктов, возникающих при стрельбе.
Известен и в настоящее время широко используется ударный воспламеняющий состав (далее УВС), в который входят гремучая ртуть, бертолетовая соль и антимоний (Горст А.Г. Пороха и взрывчатые вещества. М.: Оборонгиз, 1957, с. 112) [1, 2].
В качестве прототипа авторами выбран патент №2106330 МПК С06В 31/00 и МПК С06В 41/00 (дата публикации 1998.03.10) [3], в котором предложен неоржавляющий ударный состав, содержащий трехсернистую сурьму, азотнокислый барий, двуокись свинца, тетразен, тринитрорезорцинат свинца, отличающийся тем, что, с целью повышения его воспламеняющей способности, в него введена добавка технического углерода в количестве 0,1-0,5%. Состав отличается тем, что содержание компонентов в составе находится в пределах, мас. %:
тринитрорезорцинат свинца
20,5-27,5
тетразен
0,5-4,0
азотнокислый барий
42-48
двуокись свинца
3-7
трехсернистая сурьма
23-27
углерод технический
0,1-0,5
Недостатком этого способа является то, что данный состав срабатывает на уровне штатного состава и имеет в наличии состава химические соединения тяжелых металлов свинца, которые по токсичности во много раз превышают требования предельно допустимых концентраций (ПДК) при стрельбе.
Целью изобретения является разработка и изготовление некорродирующего ударно-воспламеняющего состава за счет ввода в состав нано-антимония с размером частиц 70…100 Нм, как основного компонента горючего и сенсибилизатора, который обеспечивает заполнение межпорового пространства, высвобождая  часть массы, что позволяет увеличить навеску капсюля-воспламенителя на 20…30%.
Поставленная цель достигается тем, что при изготовлении некорродирующего ударно-воспламеняющего состава для капсюля-воспламенителя к патронам стрелкового оружия в ударно-воспламеняющий состав вводят нано-антимоний с размером частиц 70…100 Нм, как основной компонент горючего и сенсибилизатора, который обеспечивает заполнение межпорового пространства, высвобождает  часть массы ударно-воспламеняющего состава, что позволяет увеличить навеску капсюля-воспламенителя на 20…30%, повысить его безотказность и уменьшить расход антимония при изготовлении ударно-воспламеняющего состава в два раза, взятых в следующем процентном соотношении компонентов, мас. %:
ТНРС
30-67
Ba(NO<sub>3</sub>)<sub>2</sub>
10-30
Sb<sub>2</sub>S<sub>3</sub> c размер частиц 70…100 Нм
20-30
Тетразен
3-10
6
2
2
3
2
ТНРС - стифнат свинца (тринитрорезорцинат свинца) СН(OPb)(NO)HO используется в капсюле воспламенителе как инициирующее взрывчатое вещество. Уменьшение ТНРС ниже 30% приводит к несрабатыванию состава, а увеличение выше 67% приводит к большой чувствительности состава с выделением сажи.
3
2
Ва(NO) - нитрат бария. Применяется в некорродирующем капсюльном составе в качестве окислителя. Уменьшение нитрата бария ниже 10% уменьшает температуру горения капсюльного состава, а увеличение нитрата бария выше 30% приводит к увеличению температуры горения, и как следствие к большому нагару в канале ствола.
2
8
10
Тетразен CHON - гуанилнитрозааминогуанилтетразен. Тетразен применяется как сенсибилизирующая добавка в ТНРС. Снижение тетразена ниже 3% приводит к несрабатыванию капсюльного состава, а увеличение тетразена свыше 10% делает капсюльный состав очень чувствительным и непригодным к использованию в качестве капсюль-воспламенителя.
2
3
SbS - антимоний (сульфид сурьмы) - трехсернистая сурьма. Применяется в качестве горючего и сенсибилизатора в капсюльном составе. Снижение антимония ниже 20% приводит к несрабатыванию капсюльного состава, а увеличение выше 30% приводит к большому нагару и выделению сажи.
Отличительным признаком предложенного УВС является введение в состав взрывчатой составляющей композиции нано-антимоний с размером частиц 70…100 Нм в новый массовый состав УВС.
Полученный эффект достигается тем, что в изготавливаемый состав вводят нано-антимоний, обладающий высокой твердостью и имеет острые грани, не теряя своих свойств при измельчении. Изготавливают нано-антимоний следующим образом.
Измельченный антимоний поступает на фазу нано-измельчения с фракцией 100-150 мкм в шаровые мельницы.
Предельно высокие центробежные силы, развиваемые в таких мельницах, обеспечивают высокую энергию измельчения и вследствие этого малое время процесса.
После измельчения получают нано-антимоний с размером частиц 70-100 нм. При создании капсюля воспламенителя разрабатываемый нано-антимоний при изменении своей структуры не меняет своих свойств как сенсибилизатор.
Нано-антимоний заполняет пустоты, образующиеся при укладке ИВВ и окислителя. При этом увеличивается поверхность соприкосновения с ИВВ и окислителем не точечно, как в прототипе, а в 12 точках соприкосновения с общей площадью. Таким образом высвобождается свободный объем УВС на 20-30%, вследствие чего повышается навеску УВС на разницу в объеме, т.е. на 20-30%.
При увеличении навески УВС на 20-30% увеличивается мощность УВС, состоящая из теплового начального импульса, температуры воспламенения, т.е. повышается воспламеняющая способность УВС.
Предложенный способ позволил обеспечить безотказность действия при ударе бойка и безотказность воспламенения порохового заряда при работе капсюля-воспламенителя.
В таблице приведены характеристики разработанного капсюльного состава, выполненного в пределах граничных условий (примеры 1…3) и за пределами граничных условий (примеры 4, 5).
Из приведенных данных таблицы следует, что разработанный авторами капсюль воспламенитель (примеры 1…3) превосходит требования для патрона 223Rem.
За пределами граничных условий капсюль-воспламенитель в патроне 223Rem не удовлетворяет требованиям или работает на уровне штатного состава (примеры 4…5).
Изготовленный капсюль-воспламенитель обеспечил надежное воспламенение порохового заряда в гильзе патрона.
Чувствительность рассматриваемого некорродирующего состава находится на уровне чувствительности гремучертутных составов на основе хлората калия, где приведены сравнительные данные по чувствительности штатного гремучертутного состава.
Предлагаемый некорродирующий состав прошел испытания и применен в капсюлях воспламенителях в патронах 223Rem.
Литература:
1. Патент США №284584.
2. Патент США №3378545.
3. Патент РФ №2106330 (С06В 31/00).