75-летию Отдела "Двигатели и химмотология"
ФГУП "Центральный институт авиационного
моторостроения им. П. И. Баранова"
посвящается

ЭНЕРГОЕМКИЕ ГОРЮЧИЕ
ДЛЯ АВИАЦИОННЫХ И РАКЕТНЫХ
ДВИГАТЕЛЕЙ
Под редакцией
заслуженного деятеля науки РФ,
доктора технических наук, профессора Л. С. Яновского
МОСКВА (j
ФИЗМАТЛИТ
2009

УДК 621.43.019.2 tfi Издание осуществлено при поддержке
ББК 31.352 г» срри Российского фонда фундаментальных
Э65 ** исследований по проекту 05-02-30057
Авторский коллектив:
Бакулин В.Н., Дубовкин Н.Ф., Котова В.Н., Сорокин В.А.,
Францкевич В.П., Яновский Л.С.
Энергоемкие горючие для авиационных и ракетных двигателей /
Под ред. Л. С. Яновского. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2009. - 400 с. -
ISBN 978-5-9221-1091-4.
В книге систематизированы и обобщены экспериментальные и расчетные
данные по свойствам жидких, твердых и суспензионных энергоемких горючих
и их компонентов.
Книга рассчитана на научных работников и инженеров, занимающихся
разработкой горючих, а также проектированием, исследованиями и эксплуатацией
авиационных и ракетных двигателей, энергетических установок и
транспортных средств, и будет полезна студентам и аспирантам авиационных,
энергетических и технологических специальностей технических вузов.
Табл.591. Ил. 105. Библиогр.501 назв.
The experimental and computational data of physical and chemical properties
of liquid and solid high density fuels and their components are given.
The book is intended for scientists and engineers in fuel combustion, design,
research and operation of aviation and rocket engines, power units and transport
facilities.
The book will be useful for students and post-graduate students of technical
universities.
Рецензенты:
член-корреспондент Российской академии наук, доктор химических наук,
профессор У. М. Джемилев (Институт нефтехимии и катализа РАН);
кафедра «Ракетные двигатели» Московского государственного технического
университета им. Н. Э. Баумана (заведующий кафедрой — доктор
технических наук, профессор Д. А. Ягодников)
© ФИЗМАТЛИТ, 2009
ISBN 978-5-9221 -1091 -4 © Коллектив авторов, 2009

ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие 8
Основные термины и определения 12
Условные обозначения и сокращения 14
Глава 1. Жидкие углеводородные горючие 18
1.1. Горючее Т-1 18
1.2. Горючее нафтил 25
1.3. Горючее Т-6 31
1.4. Горючее JP-7 44
1.5. Горючее JP-8 45
1.6. Горючее JP-900 47
1.7. Горючее RJ-4 48
1.8. Горючее RJ-5 52
1.9. Горючее RJ-6 56
1.10. Горючее JP-9 60
1.11. Горючее JP-10 64
1.12. Горючее SI-80 69
1.13. Горючее Сагепе 71
1.14. Горючее EN 72
1.15. Горючее Carene+EN 73
1.16. Горючее боктан 75
Глава 2. Жидкие борсодержащие горючие 78
2.1. Изопропилметакарборан + толуол 81
2.2. Изопропилметакарборан + изопропилбензол 81
2.3. Изопропилметакарборан + изобутилбензол 83
2.4. Изопропилметакарборан + нафтил 84
2.5. Изопропилметакарборан + циклин 85
2.6. Изопропилметакарборан + пенталан 87
2.7. Изопропилметакарборан + толуол + циклин 88
2.8. Изопропилметакарборан + Т-6 89
2.9. Изопропилметакарборан + RJ-5 91

Оглавление
Глава 3. Суспензионные тиксотропные горючие 93
3.1. Горючее Т-6+углерод 99
3.2. Горючее Т-6+А1 99
3.3. Горючее Т-6+В 101
3.4. Горючее Т-6+А1В2 101
3.5. Горючие на основе смесей Т-6, ИПМК, А1, А1Вг и углерода .... 102
Глава 4. Твердые легкоплавкие горючие 104
4.1. Горючие на основе полиэтилена, углерода и металлов 107
4.2. Горючие на основе ДАМСТ, углерода и металлов 110
4.3. Горючие на основе антрацена, углерода и металлов ИЗ
4.4. Горючие на основе декаборана, углерода и металлов 116
Глава 5. Жидкие углеводородные компоненты энергоемких
горючих 120
5.1. Метилциклогексан 124
5.2. Толуол 138
5.3. Изопропилбензол 153
5.4. Изобутилбензол 157
5.5. Циклин 162
5.6. Пенталан 164
5.7. Децилин 165
Глава 6. Борсодержащие компоненты энергоемких горючих 167
6.1. Диборан 170
6.2. Пентаборан 177
6.3. Декаборан 180
6.4. Изопропилметакарборан 188
Глава 7. Твердые углеводородные компоненты энергоемких
горючих 196
7.1. ДАМСТ 196
7.2. Антрацен 196
7.3. Полиэтилен 199
Глава 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких
горючих 204
8.1. Литий 205
8.2. Бериллий 222
8.3. Бор 231
8.4. Алюминий 239
8.5. Бориды алюминия 246
8.6. Магний 253

Оглавление
8.7. Бориды магния 261
Ъ&. Цирконий 265
8.9. Гафний 270
8.10. Торий 276
8.11. Углерод 282
8.12. Фуллерен 289
Глава 9. Гидриды металлов - компоненты энергоемких горючих 301
9.1. Гидрид лития 303
9.2. Гидрид бериллия 309
9.3. Гидрид магния 311
9.4. Гидрид алюминия 313
9.5. Гидрид циркония 317
9.6. Гидриды фуллеренов 323
9.7. Комплексные гидриды металлов 326
Литература 335
Приложение А. Физико-химические методы определения состава
продуктов сгорания металлизированных топлив 362
Приложение Б. Характеристики ракетных топлив при теоретически
максимальном удельном импульсе 371
Приложение В. Характеристики топлив с добавками свободных
радикалов и ионов 381
Приложение Г. Теплоты образования н-парафиновых углеводородов
и компонентов продуктов сгорания, образованных металлами и
неметаллами 386

Предисловие
Со второй половины XX столетия по настоящее время в нашей
стране и за рубежом (в США, Англии, Франции и др.) проводятся
исследования по беспилотным летательным аппаратам (БПЛА), которые
в конце прошлого века перешли в стадию создания опытных образцов
БПЛА различного целевого назначения. Особенно успешно шли
работы по БПЛА авиационного базирования: "воздух-воздух", "воздух-
земля", "воздух-море". Разработка и ввод в эксплуатацию БПЛА
в настоящее время рассматривается как важнейшее направление в
области стратегических и тактических систем оружия на ближайшие
20-30 лет. Для того, чтобы БПЛА авиационного базирования имели
необходимые летно-технические характеристики (ЛТХ), они должны
удовлетворять жестким габаритно-массовым ограничениям.
Ракеты с атмосферной зоной эксплуатации, как правило, имеют
ограниченный объем, при этом бак с горючим занимает малую часть
ракеты. Поэтому основным требованием, предъявляемым к ракетным
горючим, является повышенная теплота сгорания на единицу объема
(энергоемкость).
В некоторых случаях выбор горючего ограничивается такими
свойствами, как вязкость, испаряемость или чувствительность к детонации.
При благоприятном сочетании указанных свойств последние позволяют
упростить обслуживание и эксплуатацию силовой установки изделия,
и, тем самым, сделать горючее весьма привлекательным, даже если
энергоемкость не очень велика. Так, например, создание новых
горючих, обладающих более высокой энергоемкостью по сравнению с
существующими, и, в то же время, достаточно удобных в эксплуатации,
во многих ведущих странах относится к приоритетным направлениям
научно-исследовательских работ.
В связи с этим в нашей стране и за рубежом, начиная с 70-х
годов, проводятся исследования по энергоемким горючим. Благодаря
разработке жидких синтетических углеводородных горючих удалось
создать крылатые ракеты с дальностью полета более чем на 20% выше
по сравнению с дальностью, достижимой при использовании обычных
реактивных топлив.
В настоящее время сохраняется необходимость проведения
исследований широкого спектра новых энергоемких горючих. При этом
желательно иметь в виду возможность применения их в объектах разного
целевого назначения. Среди таких горючих могут быть энергоносители
в жидком, твердом и суспензионном состояниях.

Предисловие
В нашей стране были развернуты поисковые исследования новых
высокоплотных углеводородных соединений, используя которые можно
было бы создать отечественные горючие, не уступающие по
энергетическим и эксплуатационным показателям зарубежным энергоемким
горючим.
Для этой цели в ЦИАМ были разработаны технические требования
к энергоемким горючим, определены области поиска и привлечены
институты химического и технологического профиля для синтеза
высокоплотных углеводородных соединений и промышленного производства
(на их основе) энергоемких горючих. Одновременно, чтобы не
задерживать доводку разрабатываемых БПЛА, в ЦИАМ был выполнен анализ
физико-химических и эксплуатационных свойств штатных горючих.
Требовалось найти горючее, на котором можно было бы выполнять
доводку и летные испытания БПЛА. При этом переход на
разрабатываемое синтетическое горючее с лучшими энергетическими показателями
не должен был требовать дополнительной доводки материальной части.
В результате сравнения авиационных горючих между собой с
учетом требований, обусловленных условиями эксплуатации БПЛА и его
силовой установки, было рекомендовано: доводку двигателя и летные
испытания БПЛА проводить на реактивном горючем Т-6. Эта
рекомендация в дальнейшем полностью оправдалась, что позволило
существенно сократить сроки доводки БПЛА различного класса.
Впервые был синтезирован ряд высокоплотных полициклических
углеводородов с уникальными энергетическими и реологическими
свойствами, и на их основе созданы отечественные энергоемкие
горючие для БПЛА, некоторые из которых нашли практическое
применение.
В настоящее время для БПЛА с ВРД разработано несколько
синтетических углеводородных горючих. В частности, в России, кроме
горючего Т-6, созданы горючие децилин, бицилин, бицилин-М, бицилин-С,
бицилин-7 и др., в США - RJ-4, JP-9, JP-1O, SI-80 и др.
Отечественные горючие по объемной теплоте сгорания не уступают аналогичным
горючим США.
Развитие БПЛА продолжается: улучшаются габаритно-массовые
и летно-технические характеристики. Это достигается конструктивным
совершенствованием летательных аппаратов, повышением надежности
и экономичности двигателей и применением новых энергоемких
горючих с улучшенными эксплуатационными показателями.
В ЦИАМ разработана методология, которая позволяет оценивать
потенциальные возможности горючих и топлив любого агрегатного
состояния и компонентного состава применительно к БПЛА разного
целевого назначения. Одновременно с анализом характеристик всей
системы "топливо-двигатель-аппарат" в ЦИАМ проводилась и
ведется в настоящее время разработка и совершенствование комплексных
программ расчета характеристик реальных объектов. Это позволяет
ЦИАМ в тесном сотрудничестве с ОКБ-разработчиками БПЛА и си-

10 Предисловие
ловых установок, а также академическими и отраслевыми институтами
успешно продвигаться в области синтеза новых компонентов для
ракетных горючих и топлив и разработки технологических регламентов
их промышленного производства.
Разработчики БПЛА по-прежнему нуждаются в информации
по энергоемким горючим. Первое справочное издание по
энергоносителям было опубликовано в 1997 г. За прошедшие годы
номенклатура потенциально возможных компонентов энергоемких
горючих для БПЛА значительно пополнилась, а область применения
БПЛА расширилась.
Информация о свойствах энергоемких горючих и их компонентов
содержится в различных научно-технических изданиях. Эта
информация не систематизирована и часто не согласуется между собой.
В то же время разработчикам энергоемких горючих и силовых
установок БПЛА такая информация требуется при решении
инженерных задач. Это обстоятельство сделало актуальным издание нового
справочника, содержащего сведения о свойствах энергоемких горючих
и их компонентов. При этом было необходимо учитывать
принципиальные возможности использования отдельных энергоносителей в горючих
для двигателей с разной организацией рабочего процесса (ГТД, ПВРД,
ЖРД и др.).
Данные по плотности, вязкости, температурам начала
кристаллизации и кипения, давлению насыщенных паров и теплоте
сгорания получены, как правило, экспериментально, часть сведений взята
из нормативных документов (технических условий, инструкций,
руководств по эксплуатации и т.п.). Частично информация была получена
расчетным путем, в предположении, что многокомпонентные горючие
представляют собой физические смеси. В публикациях часто
отсутствуют указания о погрешностях и областях применимости расчетных
уравнений. В таких случаях авторы настоящего справочника
опирались на данные по свойствам продуктов-аналогов. В ряде случаев
при табулировании значений теплофизических свойств по температуре
применялся графический метод.
В настоящем издании обобщены и систематизированы
экспериментальные и расчетные данные по свойствам энергоемких
энергоносителей и компонентов горючих, разработанных в ЦИАМ, ВНИИНП, БНЦ
Уральского отделения РАН, ВНИИОС, ИНК РАН, ГИПХ, 25 ГосНИИ
МО РФ, ГНИИХТЭОС и др.
Книга состоит из девяти глав.
В Главе 1 приведены данные о физических, теплотехнических и
эксплуатационных свойствах жидких углеводородных горючих,
разработанных в нашей стране и США в 80-х гг. Эти горючие в той или иной
мере нашли практическое применение в газотурбинных двигателях
БПЛА.
В Главе 2 рассмотрены потенциально возможные жидкие двухком-
понентные борсодержащие горючие.

Предисловие 11
В Главе 3 содержатся данные о свойствах суспензионных горючих
на основе горючего Т-6 в смеси с техническим углеродом (ТУ), бором,
алюминием и боридом алюминия.
В Главе 4 обобщены данные по твердым бинарным горючим.
Они состоят из легкоплавкого углеводородного компонента и
тугоплавкого энергоносителя (ТУ, С, А1, АШг и В).
В Главе 5 содержатся сведения о свойствах углеводородных,
в том числе синтетических, энергоносителей.
В Главе 6 приведены энергетические, физические, теплотехнические
характеристики борсодержащих гидридов.
В Главе 7 дана общая характеристика полимерных энергоносителей.
В Главах 8 и 9 обобщены сведения о свойствах металлов,
неметаллов и гидридов металлов - возможных эффективных компонентов
многокомпонентных горючих.
При отборе информационных материалов для настоящего
издания авторы сочли возможным не включать информацию по
некоторым широко известным группам горючих, например, водородным, гид-
разинным, аминным и др., т.к. весьма содержательная информация
по этим группам горючих имеется в книге «Химмотология ракетных
и реактивных топлив» под ред. А.А. Браткова (М.: Химия, 1987,
304 с), а также в новом справочнике "Газовые топлива и их
компоненты. Свойства, получение, применение, экология" / Под ред. академика
РАН О.Н. Фаворского - М.: Изд. дом МЭИ, 2008, 604 с. (авторы:
В.Н. Бакулин, Е.М. Брещенко, Н.Ф. Дубовкин, О.Н. Фаворский).
В разработку энергоемких горючих для БПЛА большой вклад
внесли научные сотрудники отдела "Двигатели и химмотология" ЦИАМ
и МКБ "Искра". В книге использованы экспериментальные и
расчетные данные, в получении которых непосредственное участие
принимали к.т.н. Массур Ю.П., к.т.н. Федоров Е.П., Лещинский Д.Л., к.ф.-м.н.
Мартыненко СИ., Смирнова Л.Н., Сапожкова Е.Ф., Теплова З.И.,
Мягкова Н.В., Власова Т.М. и другие.
Авторы выражают глубокую благодарность академику РАН Олегу
Николаевичу Фаворскому за активное участие в постановке задач
и обсуждении результатов исследований по данному направлению.
Авторы признательны рецензентам: сотрудникам кафедры
"Ракетные двигатели" Московского государственного технического
университета им. Н.Э. Баумана (заведующий кафедрой - доктор технических
наук, профессор Д.А. Ягодников) и члену-корреспонденту Российской
Академии наук, доктору химических наук, профессору У.М.Джемилеву
(Институт нефтехимии и катализа РАН) за ряд ценных замечаний
и советов.
Авторы благодарны ведущему инженеру Л.Н. Смирновой за
большой весьма квалифицированный труд по подготовке рукописи книги
к изданию.

Основные термины и определения
Теплота сгорания, Q - количество теплоты, выделяющееся
при полном сгорании топлива, отнесенное к единице массы топлива.
Различают высшую теплоту сгорания Qv, которая включает
теплоту конденсации водяных паров, образующихся в процессе сгорания
топлива, и низшую теплоту сгорания QH, при определении которой
теплота, выделяющаяся при конденсации водяных паров, считается
потерянной и поэтому не учитывается. QH меньше QE на величину
теплоты парообразования воды и разницы энтальпий пара и воды
при 298,15 К. У топлив, не содержащих водорода, а следовательно,
и воды в продуктах сгорания, QB = QH.
Теплота сгорания может быть определена экспериментально в
калориметрической бомбе, либо расчетом по известным теплотам
образования исходных веществ, входящих в состав топлива, и их продуктов
сгорания, находящихся в соответствующем фазовом состоянии при
температуре 298,15 К.
Энергоемкость, или объемная теплота сгорания, Qv - количество
теплоты, выделяющееся при полном сгорании топлива, отнесенное
к единице объема топлива.
Теплопроизводительностъ, Ятп - тепловыделение на 1 кг стехио-
метрической смеси горючего с воздухом, определяющее максимальную
температуру продуктов сгорания.
Стехиометрический коэффициент, Lo - отношение массы
окислителя, необходимой для полного сгорания горючего, к массе этого
горючего. Используют также стехиометрический коэффициент,
выраженный через мольные (Lm) или объемные (Lv) единицы измерения.
Коэффициент избытка окислителя, а - избыток окислителя
по отношению к массе его в стехиометрической смеси.
Жаропроизводительностъ, гж - максимальная температура
продуктов сгорания при полном сгорании стехиометрической топливовоз-
душной смеси.
Энтальпия, Н - функция состояния термодинамической системы,
равная сумме внутренней энергии и произведения объема на
давление. Энтальпия относится к термодинамическим функциям,
изменение которых не зависит от пути процесса, а определяется начальным
и конечным состояниями системы. Значения энтальпии веществ
отсчитывают от ее значения при О К или 298 К и 1,01 • 105 Па.
Хладоресурс, Д#хр - теплопоглощение при нагреве от
температуры горючего в баке до предельной температуры, характеризующей

Основные термины и определения 13
охладительные возможности горючего (характеризует потенциальные
возможности горючего поглощать тепло при использовании его в
качестве охлаждающей среды в теплообменных устройствах).
Теплоемкость - отношение количества теплоты, сообщаемой
горючему в процессе, к изменению его температуры. Различают изобарную
(Ср) и изохорную (Cv) теплоемкости.
Показатель адиабаты, к - отношение изобарной теплоемкости
к изохорной.
Термоокислительная стабильность - стойкость горючего к
окислению в заданном эксплуатационном диапазоне температур, которому,
в первую очередь, подвержены непредельные углеводороды.
Термоокислительную стабильность определяют в статических и
динамических условиях по массе образующихся осадков и смол. В статических
условиях предусматривается нагрев горючего в бомбах в контакте
с воздухом, в динамических - при движении топлива через
нагреваемые трубку и контрольный фильтр.
Теплота образования - изобарный тепловой эффект химической
реакции образования данного химического соединения из простейших
веществ, отнесенный к одному молю или к одному килограмму этого
соединения.
Стандартная теплота образования, ДЯ^дв is ~ теплота
образования при условии, что как рассматриваемое сложное вещество,
так и простые вещества находятся в стандартных состояниях.
Давление насыщенного пара, рНП - давление пара, находящегося
в равновесии с соответствующей жидкой или твердой фазой.
Парциальное давление, рг - давление, которое имел бы газ,
находящийся в газовой смеси, если бы он один занимал объем, равный
объему смеси при той же температуре.
Газовая постоянная, Ro - характерная для каждого газа
постоянная, входящая в уравнение состояния для одного килограмма
идеального газа, численно равная отношению универсальной газовой
постоянной к массе моля данного газа.
Диффузия - распространение горючего в какой-либо среде,
обусловленное хаотическим тепловым движением молекул при наличии
градиента концентрации.
Изобарный коэффициент термического расширения, а{,
характеризует изменение объема горючего при нагревании при постоянном
давлении.
Коэффициент изотермической сжимаемости, /Зиз, характеризует
изменение объема горючего от давления при постоянной температуре.
Нормальная скорость распространения пламени, ип - это
линейная скорость перемещения зоны горения по отношению к свежей
гомогенной горючей смеси в направлении нормали к фронту пламени.

Условные обозначения и сокращения
а - скорость звука, м/с
С - концентрация вещества, % (об.)
Св - концентрация вещества на верхнем пределе
распространения пламени, % (об.)
Сн - концентрация вещества на нижнем пределе
распространения пламени, % (об.)
Ср - изобарная теплоемкость, кДж/(кг-К)
Cv - изохорная теплоемкость, кДж/(кг-К)
^стех. " концентрация горючего в смеси
стехиометрического состава, % (об.)
D - коэффициент диффузии паров топлива в воздух, м2/с
g - массовая доля вещества
/1ПЛ - высота некоптящего пламени, мм
Н - энтальпия, Щ — #£98, кДж/кг
ДЯГ29815- стандартная теплота образования, кДж/кг
Яисп - теплота испарения, кДж/кг
Япл - теплота плавления, кДж/кг
Ятп - теплопроизводительность горючей смеси , кДж/кг
АЯХ р - хладоресурс, кДж/кг
ДЯсубл - теплота сублимации, кДж/кг
/уд - удельный импульс, с или м/с
к - показатель адиабаты
ЛЧ - люминометрическое число
Lm - мольный стехиометрический коэффициент,
моль воздуха/моль горючего
Lo - стехиометрический коэффициент, кг воздуха/кг горючего
Lv - объемный стехиометрический коэффициент,
м3 воздуха/м3 горючего
М - молекулярная масса

Условные обозначения и сокращения 15
тип - число атомов водорода и углерода в молекуле
по - коэффициент преломления для желтой линии натрия
N - количество молей кислорода, необходимого
для полного окисления одного моля горючего
04 - октановое число
р - давление, Па (МПа)
р - критическое давление, МПа
рИ п - давление насыщенных паров, Па
рпр - приведенное давление (р/ркр)
рг - парциальное давление г-ого компонента
Фвоспл. ~ энергия, необходимая для воспламенения
горючей смеси, Дж
QB(QH) - теплота сгорания высшая (низшая), кДж/кг
<2V - объемная теплота сгорания (энергоемкость), кДж/дм3
R - универсальная газовая постоянная
Ro - удельная газовая постоянная, Дж/(кг-К)
RD - рефракция, см3/г
Луд - удельное электросопротивление, Ом-м, (Ом-см)
ri - мольная (объемная) доля г-го компонента
5 - энтропия, кДж/(кг-К)
Т - температура термодинамическая, К
Ткр(гкр) - критическая температура, К (°С)
t - температура, °С
taii - анилиновая точка, °С
tB - температура воспламенения, °С
^всп ~ температура вспышки, °С
^ж - жаропроизводительность смеси стехиометрического
состава, °С
^кип ~ температура выкипания 50% (об.), °С
tKK - температура конца кипения (или выкипания 98% (об.)), °С
tH, tB - температуры, соответствующие а„ и аВ) °С
^н.к. ~ температура начала кипения, °С
^н кр. ~ температура начала кристаллизации, °С

16 Условные обозначения и сокращения
tCB - температура самовоспламенения, °С
UH - нормальная скорость распространения пламени, см/с
U* - максимальная нормальная скорость
распространения пламени, см/с
V - объем, м3
Z - фактор сжимаемости
ZKp - критический фактор сжимаемости
а - коэффициент избытка окислителя (воздуха)
ан, ав - коэффициент избытка окислителя (воздуха),
соответствующий нижнему и верхнему
концентрационным пределам распространения пламени
а{ - температурный коэффициент линейного расширения, К"1;
изобарный коэффициент термического расширения, К"1
акр - коэффициент Риделя
/?ад - коэффициент адиабатической сжимаемости, Па"1
/Зиз - коэффициент изотермической сжимаемости, Па"1
/3{ - температурный коэффициент объемного расширения, К"1
е - относительная диэлектрическая проницаемость
е/к - параметр потенциала Штокмайера, К
7/т - коэффициент полноты сгорания топлива
Л - теплопроводность, Вт/(м-К), Вт/(см-К)
\х - динамическая вязкость, Па-с;
электрический момент диполя, Д;
относительная магнитная проницаемость
v - кинематическая вязкость, м2/с , мм2/с
р - плотность вещества, кг/м3
ркр - плотность вещества в критическом состоянии, кг/м3
а - поверхностное натяжение, Н/м;
параметр потенциала Леннарда-Джонса, А
X - удельная электропроводимость, (Ом-м)"1 , (Ом-см)~1;
удельная магнитная восприимчивость, м3/кг
ш - фактор ацентричности
Примечание: индекс 20, 25 и т.д. у показателей (р20, А25 и др.)
обозначает температуру в °С.

Условные обозначения и сокращения 17
АНТР - антрацен
Б-S - бинор-S
ГДН - гидрированные димеры норборнадиена
ДКБ - декаборан
ИБ-S - изомеризованный бинор-S
ИПБ - изопропилбензол
ИББ - изобутилбензол
ИПМК - изопропилметакарборан
ЛПГ - легкоплавкие горючие
МЦГ - метилциклогексан
ПЭ - полиэтилен
ПЭ-1 - полиэтилен высокого давления
с молекулярной массой 18000-25000
ПЭ-И - полиэтилен высокого давления
с молекулярной массой 25000-35000
ПЭН - полиэтилен низкого давления - смесь полимергомологов
этилена с числом СН - групп от 1000 до 2000 и более
СТГ - суспензионные тиксотропные горючие
ТУ - технический углерод

Глава 1
ЖИДКИЕ УГЛЕВОДОРОДНЫЕ ГОРЮЧИЕ
Начиная с середины 70-х годов, в нашей стране и за рубежом
ведутся работы по созданию горючих для ЛА разного целевого
назначения. Требования, предъявляемые к горючим, очень разнообразны
и определяются спецификой решаемой проблемы. Наиболее
очевидными являются требования высокой массовой и объемной теплот сгорания
горючего, а также высокой полноты сгорания (на уровне 91-99%)
в условиях реальной камеры сгорания. Не менее важными являются
и экологические требования.
В ведущих странах (США, Англия, Франция и др.) уделяется
большое внимание проблеме создания жидких углеводородных энергоемких
горючих. В США разработано около десятка таких горючих для БПЛА.
В 70-90 гг. в нашей стране были разработаны несколько
энергоемких горючих для БПЛА. Некоторые из них (горючее Т-6, деци-
лин и др.) по эксплуатационным свойствам не уступают зарубежным
[1.1-1.11].
1.1. Горючее Т-1
Горючее Т-1 (ГОСТ 10227-86) было разработано Институтом
нефтехимических процессов им. Мамедалиева АН Азербайджана при
участии ЦИАМ. Это было первое отечественное стандартное реактивное
горючее, которое длительное время являлось основным для
дозвуковой и сверхзвуковой авиации (с ограниченной продолжительностью
сверхзвукового полета). Горючее Т-1 до сих пор применяется в ракетах
с ЖРД. Разработка технических требований на горючее Т-1,
исследование опытных образцов, разработка и внедрение ГОСТ проводились
в отделе химмотологии ЦИАМ [1.5-1.7].
Углеводородный состав горючего Т-1, % (мае): парафиновых 24-42;
олефиновых 1,0-1,3; нафтеновых 42-69; ароматических 14-20. Брутто-
формула - Ci2,8H24,i2- В горючем Т-1 содержатся также сернистые,
азотистые и кислородсодержащие соединения, смолы и др. примеси.
Содержание общей серы не более 0,1% (мае), сульфидной 0,02-0,03%
(мае).

/./. Горючее Т-1
19
Термоокислительная стабильность в статических условиях при
150 °С характеризуется следующими данными: содержание осадка
не более 35 мг/100 мл; растворимых смол не более 28 мг/100 мл.
Данные по физическим и теплотехническим свойствам горючего Т-1
приведены в табл. 1.1-1.18.
Таблица 1.1. Растворимость газов в горючем Т-1
при температуре 20 °С и давлении 0,101 МПа [1.4]
Коэффициент
Бунзена, а, м3/м3
Кюна, г/, 103 м3/кг
Рауля, 6,103 кг/100 м3
Генри, К, 10"5 кг/(м3Па)
Воздух
0,1540
0,1880
0,0199
0,1990
N2
0,1370
0,1670
0,0177
0,1770
о2
0,2190
0,2670
0,0283
0,2830
СО2
1,39
1,69
0,18
1,80
Таблица 1.2. Максимальная растворимость воды в горючем Т-1
при давлении 0,101 МПа и относительной влажности воздуха 100% [1.4]
*, °с
-10
-5
0
5
10
Сн2о, %(мас.)
0,001880
0,002379
0,002997
0,003760
0,004698
i, °С
15
20
25
30
35
Сн2о, %(мас.)
0,005847
0,007250
0,008956
0,011025
0,013527
*, °С
40
45
50
60
-
Сн2о, %(мас.)
0,016541
0,020163
0,024502
0,035863
-
Таблица 1
Показатель
М
gc, % (мае.)
gH, % (мае.)
р20. кг/м3
РкР» Па
/ °г
^н.кр.» ^
t °С
^Н.К. > V>
j. Op
. op
^KK.i ^
X, 10"12 (Omm)-1
.3. Физические свойства горючего Т-1
Величина
178,1
82,2-86,5
13,5-13,7
^ 800*)
908,8 (20 °С)
0,8697
^ -60*)
^ 150*)
^ 225*)
^ 280*)
2,4
Показатель
Ткр, К (°С)
Ркр, МПа
ркр, кг/м3
/х20, Ю~3 Па-с
i/20. мм2/с
Л20, Вт/(м-К)
D20, 10"6 м2/с
(Гае, Ю-3 Н/м
а20, м/с
ПДК, мг/м3
Кл. опасности
[1.4]
Величина
660 (387)
2,3
252
1,36
^ 1,50*)
0,1168
5,24
26,79
1292
300
4
*) По ГОСТ 10227-86

20
Гл. 1. Жидкие углеводородные горючие
Таблица 1.4. Теплотехнические свойства горючего Т-1 [1.4]
Показатель
<5Н> кДж/кг
Qv, кДж/дм3
#тп, кДж/кг
д#исп,20. кДж/кг
Ср20, кДж/(кг-К)
ЛЬ, Дж/(кгК)
Lo, кг возд./кг горюч.
^ВСП» ^
«ТВ» ^
Сн, % (об.)
Величина
> 42900+)
35045
2754
357
1,921
53,52
14,61
^30
220
1,8
Показатель
Св, % (об.)
tH, ^
nD,20
лч
/1ПЛ, ММ
(Звоспл , Ю"3 ДЖ
Щ, см/с
Величина
8,0
50
105
1,489
2,118
50
^20*
2124*
0,20-0,25
38-40
*> По ГОСТ 10227-86
Таблица 1.5. Давление насыщенных паров предварительно
дегазированного горючего Т-1 при соотношении Уж/Уг = 4 [1.4]
*, °с
20
40
60
80
100
120
140
Л.п.. Ю5 Па
0,009088
0,022536
0,050111
0,101786
0,191623
0,338266
0,565150
«, °С
160
180
200
220
240
260
280
Рн.п, 105 Па
0,90053
1,37711
2,02698
2,87044
3,95603
5,32254
7,00921
*, °С
300
320
340
360
380
-
-
Л п.. Ю5Па
9,05460
11,49660
14,37170
17,71450
21,55650
-
-
Давление насыщенных паров горючего Т-1:
- при 330 < Т < 473:
1§Рн.п.= 9,1342-1810,48/Т,
- при 453 < Т ^ Ткр:
lgpH п = 9,0325 - 1762,83/Т,
где рн п - в Па, Т - в К.
(1.1)
(1.2)

/./. Горючее Т-1
21
Таблица 1.6. Плотность горючего Т-1 при давлении 0,1-1,0 МПа [1.4]
*, °с
-60
-40
-20
0
20
р, кг/м3
867,2
853,0
838,6
824,2
810,0
*, °С
40
60
80
100
120
р, кг/м3
795,7
781,4
767,1
752,8
738,5
t, °С
140
160
180
200
-
р, кг/м3
724,2
709,9
695,6
681,3
-
Таблица 1.7. Плотность горючего Т-1 на линии насыщения [1.4]
-60
-40
-20
0
20
40
60
р, кг/м3
ж
878,1
863,8
849,6
835,3
821,0
806,7
792,4
t, °С
80
100
120
140
160
180
200
р, кг/м3
ж
778,2
763,9
749,6
735,3
728,0
705,9
687,2
г
-
0,971
1,640
2,654
4,062
6,042
8,705
t, °С
220
240
260
280
300
340
360
р, кг/м3
ж
659,6
635,1
609,2
581,8
551,2
481,3
436,2
г
12,19
16,65
22,52
29,88
39,44
69,27
94,27
Таблица 1.8. Изобарный коэффициент расширения i
при давлении 0,101 МПа [1.4]
t, °С
-60
-40
-20
0
20
at, 10"3 К"1
0,8131
0,8265
0,8404
0,8548
0,8697
t, °С
40
60
80
100
120
at, 10"3 К"1
0,8851
0,9010
0,9175
0,9347
0,9525
t,°C
140
160
180
200
220
-орючего Т-1
at, 10~3 К"1
0,9710
0,9902
1,0102
1,0311
1,0528
Динамическая вязкость горючего Т-1 при 213 ^ Т ^ 473:
lglg(103/i + 1) = 457,762/Т - 1,99834,
где /х - в Пас, Т - в К. Погрешность не более 6%.
(1.3)

22
Гл. 1. Жидкие углеводородные горючие
Таблица 1.9. Динамическая и кинематическая вязкость горючего Т-1 [1.4]
t, °с
-60
-50
-40
-30
-20
-10
/1, Ю"3
Пас
23,47
12,59
7,42
4,86
3,51
2,58
I/,
мм2/с
26,73
14,14
8,59
5,75
4,13
3,12
t, °С
0
20
40
60
80
100
/1. ю-3
Пас
2,050
1,360
0,980
0,741
0,586
0,477
мм2/с
2,460
1,660
1,210
0,935
0,753
0,625
t, °С
120
140
160
180
200
-
А*, Ю"3
Пас
0,398
0,339
0,293
0,256
0,226
-
мм2/с
0,531
0,461
0,406
0,362
0,326
-
Кинематическая вязкость горючего Т-1 при 213 ^ Г < 473:
lglg(106i/+ I) = 414,742/T- 1,78791,
где v - в м2/с, Т - в К. Погрешность 3%.
Таблица 1.10. Динамическая вязкость паров горючего Т-1
при давлении 0,101 МПа [1.4]
(1.4)
t, °с
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
/i, 10"6 Пас
4,118
4,505
4,891
5,278
5,665
6,051
6,438
6,825
t, °С
100
120
140
160
180
200
220
240
//, 10~6 Пас
7,211
7,598
7,985
8,371
8,758
9,145
9,531
9,918
*, °С
260
280
300
320
340
360
380
400
/х, 10"6 Пас
10,305
10,691
11,078
11,465
11,851
12,238
12,625
13,011
Таблица 1.11. Теплопроводность жидкого горючего Т-1 [1.4]
t, °с
-60
-40
-20
0
20
Л, Вт/(мК)
0,1280
0,1252
0,1234
0,1196
0,1168
t, °С
40
60
80
100
120
Л, Вт/(мК)
0,1140
0,1106
0,1084
0,1056
0,1028
и °с
140
160
180
200
Л, Вт/(м-К)
0,1000
0,0972
0,0944
0,0916

/./. Горючее Т-1
23
*, °с
-60
-40
-20
0
20
Таблица
Л, Вт/(мК)
0,00807
0,00940
0,00987
0,01229
0,01385
1.12.
t, °С
40
60
80
100
120
Теплопроводность паров горючего Т-1
Л, Вт/(мК)
0,01548
0,01719
0,01897
0,02083
0,02275
t, °С
140
160
180
200
220
Л, Вт/(м-К)
0,02474
0,02679
0,02892
0,03111
0,03337
и °с
240
260
280
300
[1.4]
Л, Вт/(м-К)
0,03569
0,03807
0,04032
0,04302
Таблица 1.13. Коэффициент диффузии горючего Т-1 в воздух
при давлении 0,101 МПа [1.4]
0
20
40
60
80
А 10"6
м2/с
4,64
5,24
5,87
6,53
7,22
t, °С
100
120
140
160
180
А 10"6
м2/с
7,93
8,68
9,45
10,25
11,08
200
220
240
260
280
А 10"6
м2/с
11,94
12,82
13,72
14,66
15,61
*,°С
300
340
360
380
400
А Ю"6
м2/с
16,60
18,64
19,70
20,78
21,88
t, °С
-60
-40
-20
0
20
Таблица
<т, 10"3
Н/м
34,41
32,47
30,55
28,66
26,79
1.14. Поверхностное натяжение горючего Т-1
t, °С
40
60
80
100
120
а, 10"3
Н/м
24,95
23,14
21,35
19,60
17,88
t, °С
160
180
200
220
240
а, Ю-3
Н/м
14,55
12,95
11,38
9,85
8,38
260
280
300
340
360
[1.4]
а, Ю-3
Н/м
6,960
5,600
4,300
1,970
0,974
Поверхностное натяжение горючего Т-1 при 223 ^ Т < 573:
а = 50,8792 • 10~3 - 71,88 • 1(Г6Т
- 10,0198 • 10~8Т2 + 1,4303 • 10-10Т3 (1.5)
где о - в Н/м, Т - в К.
Совместимость с материалами. Горючее Т-1 совместимо с
конструкционными и резинотехническими материалами, применяемыми
в теплонапряженных авиационных и ракетных двигателях.
Противоизносные свойства. По данным ВНИИ НП и ЦИАМ
горючее Т-1 обладает высокими противоизносными свойствами: износ

24
Гл. 1. Жидкие углеводородные горючие
плунжеров топливных насосов НР-21Ф2 не превышает 0,15-0,27 мм;
износ шаров - не более 3,11-3,35 мм.
Таблица 1.15
t °С
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
. Скорость
а, м/с
0,1 МПа
1675
1564
1464
1374
1292
1216
1145
1079
1017
959
904
850
799
10 МПа
1686
1576
1477
1388
1306
1231
1162
1097
1037
980
927
876
827
звука в горючем Т-1 [1.4]
t °С
200
220
240
260
280
300
320
340
360
380
а, м/с
при р=10 МПа
781
736
694
653
614
577
542
509
479
453
Таблица 1.16. Диэлектрическая проницаемость горючего Т-1 [1.4]
t, °с
е
Д*
-60
2,239
±0,012
-20
2,178
±0,010
20
2,118
±0,009
60
2,062
±0,008
100
2,010
±0,010
140
1,963
±0,014
*Д - доверительный интервал значений е с вероятностью 0,95
Получение. По способу получения горючее Т-1 относится к прямо-
гонным. Его получают непосредственно из отогнанных фракций нефти
без их глубокой переработки.
Перспективы применения. Горючее Т-1 применяется в БПЛА
сЖРД.
Токсические свойства. Горючее Т-1 по токсическим свойствам
относится к четвертому классу малоопасных веществ. Предельно
допустимая концентрация паров Т-1 в воздухе рабочей зоны 300 мг/м3.
Горючее обладает наркотическим действием и поражает, главным
образом, центральную нервную систему. Повышает возбудимость человека,
вызывает головокружение, сердцебиение, вегетативные расстройства,

1.2. Горючее нафтил
25
Таблица 1.17. Теплота испарения горючего Т-1 [1.4]
*, °с
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
Д#исп, кДж/кг
385
379
372
365
357
349
341
332
и °с
100
120
140
160
180
200
220
240
Д#исп, кДж/кг
324
314
305
295
284
273
261
248
*, °С
260
280
300
320
340
360
380
Д#исп, кДж/кг
234
218
201
181
157
125
73,3
Таблица 1.18. Изобарная теплоемкость горючего Т-1
при давлении 0,101 МПа [1.4]
т, к
210
230
250
270
290
Ср, кДж/(кг-К)
1,631
1,691
1,754
1,820
1,887
Т, К
310
330
350
370
390
Ср, кДж/(кг-К)
1,955
2,026
2,097
2,169
2,243
Т, К
400
410
430
440
450
Ср, кДж/(кг-К)
2,280
2.318
2,394
2,432
2,471
общую слабость. Раздражает слизистые оболочки глаз и носоглотки,
вызывает раздражение верхних дыхательных путей.
При работе с высокими концентрациями необходимо пользоваться
шланговыми противогазами ПШ-5, ДПА-5 и др.
1.2. Горючее нафтил
Нафтил представляет собой смесь углеводородов, %(об.):
нафтены - 85-88, изопарафины - 12-10, моноциклические
ароматические - 2,5-3,0. Бициклические ароматические и непредельные
углеводороды, а также неуглеводородные примеси практически отсутствуют.
Горючее содержит антиокислительную присадку - ионол - в
количестве 0,005-0,006% (мае). Брутто-формула нафтила - С1279Н2452 [1-1,
1.2]. ■ '
Данные по растворимости газов в нафтиле представлены
в табл. 1.19.
Растворимость воды в нафтиле при температурах 20 и 50 °С
составляет 0,0041 и 0,0096% (мае.) соответственно.
Данные по термической стабильности приведены в табл. 1.20.

26
Гл. 1. Жидкие углеводородные горючие
Таблица 1.19. Растворимость газов в нафтиле (см3/г-моль) [1.1]
t, °с
Воздух
Азот
Гелий
-40
0,1323
0,1114
0,0077
-20
0,1401
0,1147
0,0148
0
0,1450
0,1220
0,0186
20
0,1472
0,1265
0,0220
50
0,1499
0,1351
0,0297
Таблица 1.20.
с, С
470
480
490
500
510
gr, %(мас.)
-
-
10,8
18,0
19,8
Термостабильность нафтила в статических условиях1^ [1.1]
gK, %(мас.)
) МИН
-
-
отс.
отс.
1,5
gr, %(мас.)
gK, %(мас.)
г = 10 мин
-
13,5
22,2
26,3
28,5
-
отс.
4,0
6,8
9,7
gr, %(мас.)
gK, %(мас.)
г = 20 мин
25,9
33,2
40,1
43,6
-
следы
5,1
8,9
13,1
-
1)
gr - выход газа; gK - содержание кокса; г - время выдержки при
заданной температуре
Данные по термоокислительной стабильности нафтила приведены в
табл. 1.21 и 1.22.
Таблица 1.21. Термоокислительная стабильность нафтила в динамических
условиях1^ (продолжительность циркуляции горючего 6 часов) [1.1]
g^, мг/100 см3
200
120
46-51
300
158
66-86
400
165
88-91
500
210
158-166
600
230
204-206
^ £п и £ж - температура печи и жидкости; g^c- содержание
фактических смол
Таблица 1.22. Термоокислительная стабильность нафтила
в статических условиях [1.1]
Осадок на фильтре, мг/100 см3
Смол в жидкости, мг/100 см3
Осадок на дне стакана
115
отс.
97,5
отс.
190
1,8
195
отс.
200
1,8
348
отс.

1.2. Горючее нафтил
27
Данные по физическим и теплотехническим свойствам нафтила
представлены в табл. 1.23-1.33.
Таблица 1.23. Физические свойства нафтила [1.1]
Показатель
М
gc, %(мас.)
gH> %(мас.)
р20> КГ/М3
^н.кр.» ^->
''КИП» ^
СК.К.» V-.
ft.п.. Па
ТКр!), К(°С)
Величина
178,34
86,41
13,59
832,7
-602),-1003)
^ 210
^270
773 (20 °С)
664,4 (391,2)
Показатель
ftp0. МПа
рк1р\ кг/м3
^кр
/i, 10"3 Пас
1/20, ММ2/С
А20, Вт/(м-К)
nD,20
Кл. опасности
Величина
2,392
298,33
0,2588
2,42
2,90
0,1221
1,4565
2,1
4
Расчетные значения, 2^ по ТУ 38.001244-81, 3^ фактическая величина
Таблица 1.24. Теплотехнические свойства нафтила [1
Показатель
<2н» кДж/кг
Qv, 20» кДж/дм3
Ятп, кДж/кг
Ср20, кДж/(кг-К)
Ло, Дж/(кг-К)
Lo, кг возд./кг горюч.
Lm, моль возд./моль горюч.
Lv, м3 возд./м3 горюч.
гсв, ^
J. О/-
t'BCn» ^
Величина
43124
35797
2944
1,898
46,62
14,65
92,35
99,07
220
-2130
60-73
Показатель
<?СТех., % (Об.)
Он. см/с
<2воспл., Ю"3 ДЖ
Сн, % (об.)
Св, % (об.)
«в
«н
*., °с
N, моль Ог/моль гор.
ЛЧ
•1]
Величина
1,07
-40
-0,23
1
6
0,169
- 1,07
54,5
99,5
18,92
56
Таблица 1.25. Давление насыщенных паров нафтила [1.1]
t, °с
Рн п. Па
80
6318
100
8824
120
13890
140
20928
160
35018

28
Гл. 1. Жидкие углеводородные горючие
р, кг/м3
/9, КГ/М3
Таблица 1.26.
-60
892
80
790
-40
877
100
776
Плотность нафтила [1.1]
-20
863
120
762
0
848
140
748
20
833
160
733
40
820
180
718
60
805
200
704
Таблица 1.27. Динамическая
*, °С
/х, 10"3, Пас
I/, ММ2/С
-60
89,2
100
-50
35,4
40,0
и кинематическая
-40
19,3
22,0
-20
7,94
9,20
вязкость нафтила [1.1]
0
4,92
5,80
20
2,42
2,9
40
0,98
1,2
t,°C
-60
-40
-20
0
20
Таблица 1
Л, Вт/(м-К)
0,1330
0,1303
0,1276
0,1249
0,1221
28. Теплопроводность нафтила в жидком состоянии
при давлении 0,101 МПа [1.1]
t, °С
40
60
80
100
120
Л, Вт/(м-К)
0,1194
0,1167
0,1140
0,1113
0,1086
t, °С
140
160
180
200
220
Л, Вт/(м-К)
0,1058
0,1031
0,1004
0,0977
0,0950
t, °С
240
260
280
300
Л, Вт/(мК)
0,0922
0,0895
0,0868
0,0841
Таблица 1.29. Теплопроводность нафтила при различных температурах
и давлениях [1.1]
20
50
100
150
200
250
300
350
0,098
0,122
0,119
0,112
0,105
0,098
-
-
-
0,196
0,122
0,119
0,112
0,105
0,099
0,093
0,086
0,077
Л, Вт/(м-К),
4,9
0,122
0,119
0,113
0,106
0,100
0,094
0,088
0,081
9,8
0,123
0,120
0,114
0,107
0,102
0,097
0,091
0,086
при р, МПа
19,6
0,124
0,121
0,116
0,110
0,106
0,100
0,097
0,092
29,4
0,126
0,123
0,117
0,113
0,108
0,104
0,100
0,097
39,2
0,127
0,123
0,120
0,115
0,112
0,107
0,104
0,100
49,0
0,128
0,124
0,121
0,116
0,113
0,109
0,107
0,102

1.2. Горючее нафтил
29
t,°c
0
20
40
60
80
Таблица 1.30. Теплопроводность газообразного
при давлении 0,101 МПа [1.1]
Л, 10"3 Вт/(мК)
11,27
12,70
14,19
15,79
17,41
*, °С
100
120
140
160
180
Л, 10"3 Вт/(м-К)
19,08
20,83
22,70
24,57
26,53
*, °С
200
300
400
500
600
нафтила
Л, 10~3 Вт/(м-К)
28,52
39,43
51,74
65,40
80,39
Таблица 1.31. Поверхностное натяжение нафтила [1.1]
t, °с
-40
-20
0
<т, 10~3 Н/м
34,07
31,77
29,47
t,°C
20
40
60
а, 10"3 Н/м
27,10
25,43
23,66
*, °С
80
100
120
а, 10"3 Н/м
21,96
20,26 /
18,54
Таблица 1.32. Скорость звука в парах нафтила
при давлении 0,101 МПа [1.1]
*, °с
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
а, м/с
101
103
105
107
ПО
112
114
«, °С
10
20
30
40
50
60
70
а, м/с
116
118
120
122
124
126
128
t, °С
80
90
100
ПО
120
130
140
а, м/с
130
132
134
135
137
139
140
t, °С
150
160
170
180
190
200
а, м/с
142
144
146
147
149
150
Получение, хранение, транспортирование. Нафтил получают
из продуктов переработки нефти по ТУ 38.001 1244-81.
Нафтил относится к веществам с относительно низкой степенью
транспортной опасности: класс 9, подкласс 9.2 по ГОСТ 19433-81.
Транспортирование, хранение и сливо-наливные операции проводят
под азотом с точкой росы не выше минус 60 °С.
Хранят нафтил в стационарных металлических резервуарах;
транспортируют в цистернах типа ЖГЦ-60 и ЖГЦ-73. Гарантийный срок
хранения - 10 лет со дня изготовления. При изготовлении нафтила

30
Гл. 1. Жидкие углеводородные горючие
Таблица 1.33. Изобарная теплоемкость нафтила
при давлениях 1 и 10 МПа [1.1]
,'С
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
Ср, кДжДкг-К)
1 МПа
1,640
1,702
1,765
1,831
1,898
1,966
2,035
2,106
2,177
2,249
2,321
2,394
2,469
2,544
2,199
10 МПа
1,640
1,702
1,765
1,831
1,898
1,966
2,035
2,106
2,177
2,249
2,321
2,394
2,469
2,544
2,199
± ОЛ1
1, V-.
240
260
280
300
320
340
360
380
400
420
440
460
480
500
Ср, кДжЛкг-К)
1 МПа
2,261
2,321
2,380
2,437
2,493
2,547
2,600
2,651
2,701
2,750
2,797
2,843
2,888
2,931
10 МПа
2,700
2,783
2,872
2,971
3,085
3,230
2,679
2,717
2,757
2,798
2,840
2,881
2,922
2,962
из вторичного нефтехимического сырья срок хранения - 6 лет. Для
обезвоженного нафтила срок хранения по содержанию воды - 5 лет.
Пожароопасные свойства. Нафтил относится к
легковоспламеняющимся жидкостям. Температура самовоспламенения 220 °С,
температура вспышки 60 °С. В табл. 1.34 приведены данные по температуре
самовоспламенения нафтила в зависимости от давления и
концентрации кислорода.
Для гашения горящего нафтила можно применять: пенные
огнетушители марки ОХП-1, огнетушители углекислотные, песок, перегретый
водяной пар, состав СЖБ, кошму.
При работе с горючим необходимо соблюдать общие правила
техники безопасности при применении нефтепродуктов.
Токсические свойства. По степени воздействия на организм
человека нафтил в соответствии с ГОСТ 12.1.007-76 относится к
малотоксичным веществам четвертого класса опасности. Предельно
допустимая концентрация (ПДК) паров нафтила в воздухе рабочей зоны
300 мг/м3; в атмосферном воздухе населенных мест 5 мг/м3, в воде
водоемов 0,1 мг/дм3.

1.3. Горючее Т-6
31
Таблица 1.34. Температура самовоспламенения нафтила
в зависимости от давления и концентрации кислорода Фу в окислителе
(по данным В.В. Малышева)
р
кПа
120,0
106,6
93,3
80,0
66,7
53,3
40,0
26,7
20,0
13,3
8,0
5,3
4,0
мм.рт.ст.
900
800
700
600
500
400
300
200
150
100
60
40
30
tCB, °C, при Ф^
0,03
239
241
244
247
250
255
263
-
-
-
-
-
-
0.05
228
230
233
235
238
242
247
261
-
-
-
-
-
0,10
218
220
222
224
226
229
234
241
247
258
-
-
-
0,21
210
211
213
214
215
217
221
228
233
240
250
270
-
0,40
-
-
-
-
-
211
214
219
223
230
240
250
270
1.3. Горючее Т-6
Горючее Т-6 - высокотермостабильное. Углеводородный состав
Т-6: парафиновых 12-20%, нафтеновых 75-80%, ароматических 3-6%
(мае). В нем могут быть серо-, азот- и кислородсодержащие
соединения, смолистые продукты и другие примеси [1.1]. Брутто-формула -
Ci3,5iH25,34- В горючем не должно быть меркаптановой серы и
сероводорода. Термоокислительная стабильность в статических условиях при
150 °С характеризуется следующими данными: содержание
нерастворимых осадков - не более 6 мг/100 см3, растворимых смол - не более
60 мг/100 см3, нерастворимых смол - отсутствие.
Горючее Т-6 имеет высокие энергетические характеристики,
обеспечивает надежную работу двигателей различных типов, стабильно
при длительном хранении, термостабильно до 300 °С.
Данные по физическим и теплотехническим свойствам горючего Т-6
приведены в табл. 1.35-1.56 и на рис. 1.1-1.3.

32
Гл. 1. Жидкие углеводородные горючие
Таблица 1.35. Растворимость газов в горючем Т-6 при температуре 20°С
и давлении 0,101 МПа [1.1]
Коэффициент
Бунзена, а, м3/м3
Кюна, и, 103 м3/кг
Рауля, 6,103 кг/100 м3
Генри, К, 10~5 кг/(м3Па)
Воздух
0,1360
0,1620
0,0176
0,1760
N2
0,1210
0,1440
0,0156
0,1560
о2
0,1930
0,2310
0,0249
0,2490
СО2
1,220
1,470
0,158
1,580
Таблица 1.36. Максимальная растворимость воды в горючем Т-6
при давлении 0,101 МПа и относительной влажности воздуха 100% [1.1]
*, °с
-10
-5
0
5
10
Сн2о, %(мас.)
0,001919
0,002383
0,002947
0,003630
0,004456
t, °С
15
20
25
30
35
Сн2о, %(мас.)
0,005449
0,006640
0,008067
0,009768
0,011789
t, °С
40
45
50
60
-
Сн2о, %(мас.)
0,014487
0,017021
0,020364
0,028912
-
Таблица
Показатель
М
gc. %(мас.)
gH, %(мас.)
Рйо, кг/м3
at, 10"3K-!
&д, Ю-ЮПа"1
&,., 10-10Па-1
^н.кр » v-
^н.к.» ^
t °с
^кип» v-
^к к > ^
Рн п, Па
1.37. Физические
Величина
188,35
86,41
13,59
841
0,8383
6,377
7,790
< -60
195
224
^ 315
388,8 (20 °С)
18620 (150°С)
свойства горючего
Показатель
V К (°С)
ркр, МПа
ркр, кг/м3
^кр
/х20, Ю"3 Па-с
1/20, ММ2/С
D20, Ю"6, М2/С
а20, 10~3 Н/м
Л20, Вт/(м-К)
а20, м/с
ПДК, мг/м3
Кл. опасности
Т-6 [1.1]
Величина
712(439)
2,197
275,3
0,254
3,51
4,17
4,465
27,89
0,112
1332
300
4

1.3. Горючее Т-6
33
Таблица 1.38. Теплотехнические свойства горючего Т-6 [1.4]
Показатель
QH, кДж/кг
Qv, кДж/дм3
#тп, кДж/кг
Л#исп, 20' кДж/кг
Ср20, кДж/(кг-К)
До, ДжДкг-К)
Lo, кг возд./кг горюч.
. °Г
^всп > ^
Сстех.%(об.)
Сн, % (об.)
Св, % (об.)
Величина
43150
36290
2368
351
1,885
44,14
14,59
66-68
211-220
1,041
0,608
4,94
Показатель
<*н
«в
f op
N, моль О2 / моль гор.
nD,20
лч
/гпл, мм
Своспл . КГ3 ДЖ
ttf. см/с
Величина
1,76
0,202
28
36
39,4
1,4633
2,635
46-56
2135
25-26
0,23
«39-40
Таблица 1.39. Давление насыщенных паров предварительно дегазированного
горючего Т-6 при соотношении Уж/Уг = 4 [1.4]
tt °с
20
40
60
80
100
120
140
Рн.п, Ю5 Па
0,003264
0,007590
0,015520
0,030821
0,055489
0,094102
0,151624
t, °С
160
180
200
220
240
260
280
Ри.и, Ю5 Па
0,233781
0,361134
0,569900
0,866680
1,275640
1,823930
2,541320
t, °С
300
320
340
360
380
400
420
Рн.п, Ю5 Па
3,45978
4,61327
6,03697
7,76693
9,83964
12,2913
15,1582
Давление насыщенных паров горючего Т-6:
- при 350 ^ Т < 430:
lgpH п = 8,2899 - 1694,95/Т, (1.6)
- при 450 ^ Т ^ 690:
lgpHn =9,2443 -2123,1 /Т, (1.7)
где рнп- в Па, Т - в К. Погрешность не более 1,5 % (1.6) и 0,02 (1.7).
2 В. Н. Бакулин, Н.Ф. Дубовкин, В.Н. Котова и др.

34
Гл. 1. Жидкие углеводородные горючие
Таблица 1.40. Плотность горючего Т-6 при различных температурах
и давлениях [1.1]
. op
-60
-50
-40
-20
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
p, кг/м3, при ру МПа
0,1
898,1
890,1
883,8
869,6
855,5
841,3
827,2
813,1
798,9
784,7
770,4
755,9
741,3
726,6
711,6
1
898,5
891,5
883,2
870,1
856,0
841,9
827,9
813,8
799,7
785,6
771,4
757,0
742,6
728,0
713,3
2
898,9
891,8
884,7
870,6
856,6
842,6
828,6
814,8
800,6
786,6
772,6
758,3
744,0
729,6
715,1
4
899,9
892,8
885,7
871,7
857,8
843,9
830,0
816,2
802,4
788,5
774,7
760,8
746,8
732,7
718,6
6
900,6
893,7
886,7
872,8
858,9
841,5
831,4
817,8
804,1
790,1
776,8
763,2
749,5
736,8
722,0
10
902,6
895,6
888,7
874,9
861,2
847,7
834,2
820,8
807,5
794,2
781,0
767,9
757,5
741,7
728,7
Плотность горючего Т-6 при -60 ^ £ ^ 150 и р = 0,101 МПа:
/9 = 841,3-0,709(^-20), (1.8)
где р - в кг/м3, t - в °С. Погрешность не более 1%.
Изобарный коэффициент термического расширения горючего Т-6
при 220 ^ Т ^ 450 и р = 0,1 МПа:
а{ = (0,8852- 1,0156- 10"3Т +2,9054 • 10-6T2)10"3, (1.9)
где at- в К"1, Т - в К. Погрешность не более 0,17%.
Коэффициент изотермической сжимаемости горючего Т-6 при
-50 ^ t ^ 200 и р = 0,1 МПа:
/Зиз = (7,01753 + 0,036596 • 14- 1,11456 • 10"4*2
+ 8,75494-10-¥)10-10,
где /Зиз - в Па"1, t - в °С. Погрешность не более 0,5%.
(1.10)

1.3. Горючее Т-6
35
Таблица 1.41. Плотность горючего Т-6 на линии насыщения (расчет)
4- °Г
1, ^
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
р, кг/м3
ж
898,0
883,8
869,6
855,3
841,1
826,9
812,7
798,4
t °С
100
120
140
160
180
200
220
240
р, кг/м3
ж
784,2
770,0
755,8
741,6
727,3
720,0
700,2
679,9
г
-
-
0,8646
1,2830
1,9070
2,9100
4,3280
6,2280
t °С
260
280
300
320
340
360
380
400
420
р, кг/м3
ж
659,0
637,2
614,2
590,4
564,6
536,2
499,9
467,8
-
г
8,794
12,21
16,67
22,25
29,58
39,57
57,55
71,22
99,69
Таблица 1.42.
горючего Т-6
t °С
-60
-50
-40
-20
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
0,1
0,7983
0,8018
0,8085
0,8149
0,8257
0,8383
0,8529
0,8696
0,8885
0,9097
0,9336
0,9600
0,9894
1,0200
1,0580
Изобарный коэффициент термического расширения
при различных температурах и давлениях [1.1]
1
0,7977
0,8013
0,8052
0,8142
0,8249
0,8374
0,8578
0,8683
0,8870
0,9061
0,9315
0,9576
0,9866
1,0187
1,0541
, 10"3, К"1
2
0,7971
0,8006
0,8045
0,8134
0,8239
0,8363
0,8506
0,8669
0,8853
0,9023
0,9292
0,9550
0,9836
1,0151
1,0499
, при р, МПа
4
0,7959
0,7993
0,8031
0,8118
0,8221
0,8342
0,8482
0,8641
0,8821
0,8987
0,9249
0,9499
0,9776
1,0082
1,0417
6
0,7946
0,7981
0,8018
0,8103
0,8204
0,8322
0,8458
0,8613
0,8789
0,8987
0,9207
0,9450
0,9719
1,0016
1,0341
10
0,7922
0,7956
0,7992
0,8073
0,8169
0,8282
0,8412
0,8561
0,8729
0,8917
0,9127
0,9358
0,9613
0,9893
1,0199

36
Гл. 1. Жидкие углеводородные горючие
Таблица 1.43. Коэффициент изотермической сжимаемости горючего Т-6
при различных температурах и давлениях [1.1]
t °С
-60
-50
-40
-20
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
0,1
5,103
5,366
5,637
6,253
6,965
7,790
8,747
9,862
11,169
12,706
14,522
16,675
19,231
22,288
25,875
1
5,108
5,352
5,629
6,259
6,971
7,795
8,767
9,866
11,175
12,707
14,563
16,717
19,279
22,353
25,968
, 10"10, Па~\ прир, МПа
2
5,111
5,365
5,646
6,265
6,980
7,801
8,785
9,871
11,181
12,710
14,602
16,761
19,318
22,423
26,041
4
5,119
5,378
5,658
6,277
6,994
7,815
8,720
9,880
11,188
12,717
14,679
16,856
19,393
22,545
26,204
6
5,151
5,419
5,705
6,337
7,061
7,867
8,867
9,998
11,325
12,890
14,743
16,943
19,557
22,660
23,332
10
5,358
5,665
5,990
6,703
7,517
7,459
9,563
10,871
12,437
14,330
16,633
19,452
22,914
27,168
32,382
Коэффициент адиабатической сжимаемости горючего Т-6 при
—50 ^ £ ^ 200 и давлении р — 0,1 МПа:
/?ад = (5,6718 + 3,4007 • 10~2г + 9,3805 • Ю~Н2
+ 8,0422- 10" V)1Q-10, (1.11)
где /?ад - в Па"1, t - в °С. Погрешность не более 1%.
Динамическая вязкость горючего Т-6 при 213 ^ Т ^ 473 и давлении
р = 0,101 МПа:
lglg(10V+ I) = 495,816/T- 1,88926,
(1.12)
где /i - в Пас, Г - в К. Погрешность не более 5,7%.
Кинематическая вязкость горючего Т-6 при 213 ^ Т ^ 473 и
давлении р = 0,101 МПа:
lglg(106i/+ 1) = 453,168/Г- 1,69323,
где v - в м2/с, Т - в К. Погрешность не более 0,14%.
(1.13)

1.3. Горючее Т-6
37
Таблица 1.44. Коэффициент адиабатической сжимаемости горючего Т-6
при различных температурах и давлениях [1.1]
t °с
-60
-50
-40
-20
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
0,1
3,876
4,112
4,369
4,945
5,611
6,377
7,264
8,280
9,505
10,861
12,501
14,366
16,743
19,483
22,746
Ад.
1
3,863
4,098
4,363
4,926
5,586
6,345
7,219
8,228
9,402
10,744
12,387
14,290
16,542
19,214
22,332
, 10"10, Па"1, прир, МПа
2
3,850
4,083
4,336
4,904
5,559
6,311
7,175
8,172
9,329
10,679
12,263
14,127
16,326
18,922
21,989
4
3,383
4,053
4,303
4,862
5,506
6,244
7,089
8,062
9,188
10,496
12,023
13,310
15,907
18,365
21,243
6
3,800
4,023
4,269
4,820
5,454
6,177
7,005
7,955
9,050
10,318
11,719
12,508
15,509
17,838
20,645
10
3,743
3,964
4,204
4,739
5,352
6,049
6,843
7,749
8,768
9,979
11,354
12,940
14,768
16,869
19,274
Таблица 1.45. Динамическая
при р =
и кинематическая вязкость горючего Т-6
0,101 МПа [1.1]
-60
-50
-40
-30
-20
-10
Пас
368,7
140,0
53,02
25,11
14,69
9,19
мм2/с
380,3
151,1
59,99
29,53
16,90
10,78
t, °С
0
20
40
60
80
100
М, Ю"3
Пас
6,36
3,51
2,23
1,560
1,158
0,902
1/,
мм2/с
7,44
4,17
2,70
1,92
1,45
1,15
t, °С
120
140
160
180
200
-
М, Ю"3
Пас
0,725
0,599
0,505
0,433
0,376
-
мм2/с
0,942
0,793
0,681
0,595
0,527
-
Для пересчета динамической вязкости по давлению рекомендуется
Уравнение [1.2]:
10-5Pg ~ 1
70,31
[0,0239 + 0,01638(Ю3мо)0'278] , (1.14)
где д - вязкость при tup, Па-с; ц0 - вязкость при t и давлении
Р = 0,101 МПа, Пас; ра - давление абсолютное, Па.

38
Гл. 1. Жидкие углеводородные горючие
р, кг/м
\
\
)
800
600
400
200
0
-100 0 100 200 300 400 t,°C
Рис. 1.1. Зависимость плотности горючего Т-6 от температуры на линии
насыщения (по данным табл. 1.41)
t, °с
-60
-40
-20
0
Таблица
Л, Вт/(мК)
0,1229
0,1203
0,1177
0,1151
1.46. Теплопроводность жидкого горючего Т-6*^
при давлении 0,101 МПа [1.1]
*, °С
20
40
60
80
Л, Вт/(мК)
0,1125
0,1099
0,1073
0,1047
*,°С
100
120
140
160
Л, Вт/(м-К)
0,1021
0,0995
0,0969
0,0943
t, °С
180
200
Л, Вт/(мК)
0,0917
0,0891
*) Расчет по уравнению (1.15)
Теплопроводность жидкого горючего Т-6 при р = 0,101 МПа:
Л = 0,1125 - 0,130 • 10"3(* - 20), (1.15)
где Л - в Вт/(м-К), t - в °С.
Таблица 1.47. Коэффициент диффузии паров горючего Т-6 в воздух
при давлении 0,101 МПа [1.1]
0
20
40
60
80
10"6 м2/с
3,90
4,47
5,07
5,72
6,39
*, °С
100
120
140
160
180
А 10"6 м2/с
7,11
7,86
8,65
9,47
10,33
*, °С
200
220
240
260
280
А
10"6 м2/с
11,23
12,16
13,13
14,13
15,17
*, °С
300
320
340
360
380
А
10"6 м2/с
16,24
17,35
18,49
19,67
20,88

1.3. Горючее Т-6
39
Коэффициент диффузии паров горючего Т-6 в воздух при давлении
Р = 0-101МПа: /TN>.924
D = 3,90 10-М ^3) • <и6)
где D - в м2/с, Г - в К. Погрешность не более 0,07%.
Таблица 1.48. Поверхностное натяжение горючего Т-6 [1.1]
*, °с
-60
-40
-20
0
20
40
<т, 10"3 Н/м
34,82
33,06
31,31
29,59
27,08
26,21
и °с
60
80
100
120
140
160
<т, 10"3 Н/м
24,55
22,92
21,31
19,72
18,17
16,64
и °с
180
200
220
240
260
280
<т, КГ3 Н/м
15,14
13,67
12,23
10,83
9,47
8,18
*, °С
300
320
340
360
380
400
ст, 10"3 Н/м
6,87
5,64
4,46
3,35
2,31
1,37
Поверхностное натяжение горючего Т-6
-60 ^ * < 439:
а = 29,49 - 0,086* + 3,45 • 10"5*2 + 1,159 • 10"248,
где а - в Н/м, t - в °С. Погрешность не более 0,6%.
<т,10~3 Н/м
при температурах
(1.17)
30
20
10
\
0 100 200 300 400 Lj _
Рис. 1.2. Зависимость поверхностного натяжения горючего Т-6 от температуры:
• - по данным табл. 1.48; по уравнению (1.17)
Скорость звука в жидком горючем Т-6 при —60 ^ t ^ 180 и
давлении р = 0,101 МПа:
а = 1443 - 3,96725 • t + 0,00391795 • t2 - 2,62455 • 10~6*3, (1.18)
где а - в м/с, t - в °С. Погрешность не более 0,08%.

40
Гл. 1. Жидкие углеводородные горючие
Таблица 1.49. Скорость звука в жидком горючем Т-6
при различных температурах и давлениях [1.1]
I, С
-60
-50
-40
-20
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
а, м/с, при р, МПа
0,1
1695
1652
1609
1525
1443
1365
1291
1219
1150
1083
1019
957
897
840
786
1
1697
1654
1612
1528
1446
1368
1294
1222
1153
1087
1023
961
902
845
791
2
1700
1657
1614
1530
1449
1371
1297
1226
1157
1097
1027
966
907
851
797
4
1705
1662
1620
1536
1455
1378
1304
1233
1165
1099
1036
975
917
860
808
6
1710
1668
1625
1542
1461
1384
1310
1240
1172
1107
1045
985
927
873
821
10
1720
1678
1636
1553
1473
1396
1324
1254
1187
1123
1062
1003
947
894
844
Таблица 1.50.
t, °С
£
А*
-60
2,247
±0,005
Диэлектрическая проницаемость
-20
2,189
±0,003
20
2,134
±0,002
60
2,083
±0,002
горючего Т-6 [1.11]
100
2,032
±0,003
140
1,985
±0,004
- доверительный интервал значений с вероятностью 0,95
Теплота испарения горючего Т-6 при —60 ^ £ ^ 439:
_ 0,398
Яисп = 258,783'""™
(1.19)
где Яисп - в кДж/кг, t - в °С. Погрешность не более 0,5%.
Изобарная теплоемкость жидкого горючего Т-6 при 220 < Т ^ 440:
Ср= 1,001+0,0027Т+1,107-10-6Т2,
где С„ - в кДж/(кг-К), Т - в К. Погрешность не более 0,1%.
(1.20)

1.3. Горючее Т-6
41
Таблица 1.51. Теплота испарения горючего Т-6 [1.1]
t,°c
-60
-40
-20
0
20
40
АЯИСП,
кДж/кг
376
370
364
358
351
344
t, °С
60
80
100
120
140
160
д #исп,
кДж/кг
337
330
322
315
307
298
t, °С
180
200
220
240
260
280
д#исп,
кДж/кг
290
280
272
261
250
238
t, °С
300
320
340
360
380
400
ДЯисп,
кДж/кг
226
212
197
180
160
136
ДЯИСП, кДж/кг
300
200
100
0
ч
\
N
\
-100 0 100 200 300 400 t,°C
Рис. 1.3. Зависимость теплоты испарения горючего Т-6 от температуры:
• - по данным табл. 1.51; по уравнению (1.19)
Г, К
210
220
230
240
250
260
Таблица 1
Ср.
кДжДкг-К)
1,618
1,648
1,680
1,711
1,743
1,776
.52. Изобарная теплоемкость жидкого
при давлении 0,101 МПа [1.1]
Т, К
270
280
290
300
310
320
ср.
кДж/(кг.К)
1,808
1,842
1,875
1,909
1,943
1,979
Т, К
330
340
350
360
370
380
Ср,
кДж/(кг-К)
2,011
2,046
2,079
2,116
2,151
2,186
горючего Т-6
Т, К
390
400
410
420
430
440
Ср.
кДж/(кг-К)
2,222
2,257
2,293
2,329
2,364
2,400

42
Гл. 1. Жидкие углеводородные горючие
Таблица 1.53. Энтальпия жидкого горючего Т-6
при различных температурах и давлениях (по данным ЦИАМ-МЭИ)
л. ОГ*
Г, L.
-60
-50
-40
-20
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
0,1
0
12,608
25,808
54,081
84,926
118,33
154,17
192,28
232,39
274,26
317,59
362,14
407,63
454,08
501,26
я,
1
0,8307
13,436
26,634
54,901
85,740
119,97
154,97
193,06
233,16
275,01
318,33
362,85
408,37
454,74
501,89
кДж/кг,
2
1,7533
14,356
27,551
55,812
86,644
120,03
155,86
193,93
234,02
275,85
319,15
363,65
409,15
455,48
502,59
при р, МПа
4
3,5977
16,196
29,385
57,634
88,450
121,82
157,62
195,68
235,74
277,53
320,79
365,24
410,69
456,96
504,00
6
5,5441
18,034
31,218
59,454
90,256
123,61
159,39
197,42
237,45
279,21
322,43
366,84
412,23
458,44
505,41
10
9,123
21,707
34,880
63,091
93,863
127,18
162,92
200,90
240,87
282,57
325,71
370,03
415,31
461,41
508,24
Таблица 1.54. Парциальные давления паров горючего Т-6,
соответствующие заданным значениям
коэффициента избытка воздуха при давлении 100 кПа (расчет)
а
р^ Па
0,1
11037
0,2
5841
0,3
3971
0,4
3008
0,6
2026
1,0
1226
1,4
879
1,6
769
2,0
617
Совместимость с материалами. Горючее Т-6 совместимо с
конструкционными и резинотехническими материалами, применяемыми
в теплонапряженных авиационных и ракетных двигателях.
Противоизносные свойства. По данным ВНИИНП и ЦИАМ
горючее Т-6 обладает высокими противоизносными свойствами: износ
плунжеров топливных насосов НР-21Ф2 не превышает 0,05-0,07 мм,
что примерно в 2 раза меньше, чем при работе на топливе ТС-1
в тех же условиях испытаний.

1.3. Горючее Т-6
43
Таблица 1.55. Период задержки самовоспламенения смеси
горючего Т-6 с бором оптимального состава (pi/p = 0,18*^)
при давлении 0,0494 МПа (по данным ЦИАМ)
t,°c
г, с
260
12,9
250
27,5
240
60,2
235
95,5
230
151
225
209
220
338
*) pi/p - отношение парциального давления паров горючего Т-6
к общему давлению смеси в реакционном сосуде.
Таблица 1.56. Минимальная температура самовоспламенения смеси
горючего Т-6 с бором при разных давлениях (по данным ЦИАМ)
р, кПа
£св» ^
120
210
93,3
211
80,0
212
66,7
213
53,3
215
40,0
218
26,7
224
20,0
228
13,3
235
8,0
245
5,3
257
Получение, хранение. Горючее Т-6 получают из нефти или
вакуумного газойля по технологии гидрирования и гидрокрекинга.
Гарантийный срок хранения - 10 лет со дня изготовления (ГОСТ 12308-89).
Перспективы применения. Горючее Т-6 обладает повышенной
термоокислительной стабильностью (до 300 °С), плотностью (840 кг/м3)
и пониженным давлением насыщенных паров (5550 Па при 100 °С).
Такие качества горючего Т-6 дают возможность применять его в
сверхзвуковых самолетах с большой продолжительностью полета и в БПЛА
разового применения. В настоящее время горючее Т-6 не
вырабатывается.
Токсические свойства. Горючее Т-6 по токсическим свойствам
относится к четвертому классу малоопасных веществ. Предельно
допустимая концентрация (ПДК) паров Т-6 в воздухе рабочей зоны
300 мг/м3, в воздухе населенных мест 5 мг/м3. Порог острого
отравления достигается при содержании паров Т-6 в воздухе 3450 мг/м3.
Горючее обладает токсическим действием и поражает, главным
образом, центральную нервную систему. Раздражает слизистые оболочки
глаз и носоглотки, вызывает раздражение кожного покрова. Признаки
отравления: головная боль, сонливость, шум в ушах, нарушение
пищеварения, раздражение верхних дыхательных путей, боли в области
сердца, общая слабость, головокружение. При концентрации паров
горючего от 120 до 630 мг/м3 в течение 1-2 месяцев указанных сдвигов
не наблюдается.
Меры защиты обслуживающего персонала от вредного воздействия
Т-6 такие же, как при работе с реактивными топливами (ТС-1, РТ
и др.).
При работе с горючим при высоких концентрациях паров в воздухе
рекомендуется пользоваться шланговыми противогазами ПШ-5, ДПА-5
и др.

44
Гл. 1. Жидкие углеводородные горючие
1.4. Горючее JP-7
Горючее JP-7 (Mil-DTL-38219) разработано в США. Относится
к углеводородным горючим типа керосина. Обладает повышенной
термоокислительной стабильностью: содержание фактических смол не
более 5,0 мг/100 мл. Температура начала кристаллизации не более минус
43 °С. Теплота сгорания (низшая) составляет не менее 43500 кДж/кг.
За рубежом горючее JP-7 применяется на самолетах, рассчитанных
на длительный сверхзвуковой полет. В НИЦ Лэнгли НАСА на горючем
JP-7 успешно прошли испытания ГПВРД GDE-2 фирмы Пратт-Уитни
при числе М = 5.
Свойства горючего JP-7 приведены в табл. 1.57.
Таблица 1.57. Свойства горючего JP-7 по спецификации Mil-DTL-38219
Показатель
Содержание:
ароматических углеводородов, % об., не более
общей серы, % (мае), не более
меркаптановой серы, % (мае), не более
Докторская проба
Фракционный состав, °С (°F):
Н.к.
10% об.
20% об.
50% об.
90% об.
К.к.
Остаток, % об.,не более
Потери, % об., не более
Плотность при 15°С, кг/м3, не менее:
Температура начала кристаллизации, °С, не более
Теплота сгорания (низшая), МДж/кг, не менее
Испытание на медной пластинке (3 ч при 100 °С),
не более
балл,
Величина
5
0,10
0,001
Отрицательная
182 (360)
196 (384)
206
Указывается
260 (500)
288 (549)
1,5
1,5
779-806
-43
43,5
1Ь

1.5. Горючее JP-8
45
Продолжение табл. 1.57
Показатель
Термическая стабильность по JFTOT:
перепад давления на фильтре, мм.рт.ст.
отложения на трубке, балл, не более
содержание фактических смол, мг/100мл, не более
Взаимодействие с водой:
разделение, балл, не более
состояние поверхности раздела, баллы, не более
индекс сепарации воды, не менее
Содержание присадок:
антиокислительная, мг/л,
не менее
не более
деактиватор металла, мг/л не более
ингибитор коррозии
противоводокристаллизационная, % об.:
не менее
не более
Температура вспышки, °С
Вязкость кинематическая при -20 °С, сСт, не более
Величина
^25
12
5
lb
lb
85
Обязательно
17
24
5,7
Обязательно
0,10
0,15
60
8
1.5. Горючее JP-8
Горючее JP-8 (Mil-T-83133) разработано в США. Относится к
углеводородным горючим типа керосина, содержит присадку,
предотвращающую образование кристаллов льда, и ингибитор коррозии. Горючее
JP-8 имеет хорошие энергетические характеристики. Температура
начала кристаллизации не более минус 47 °С. Теплота сгорания (низшая)
не менее 42000 кДж/кг. Термоокислительная стабильность:
содержание фактических смол не более 7 мг/100 мл [1.8, 1.9]. Горючее JP-8
является основным в военной авиации США и стран НАТО.
Свойства горючего JP-8 приведены в табл. 1.58.

46
Гл. 1. Жидкие углеводородные горючие
Таблица 1.58. Свойства горючего JP-8 по спецификации МП-Т-83133
Показатель
Общая кислотность, мл КОН/г, не более
Содержание:
ароматических углеводородов, % об., не более
олефиновых углеводородов, % об.,не более
общей серы, % (мае), не более
меркаптановой серы, % (мае), не более
Докторская проба
Фракционный состав, °С (°F):
Н.к.
10% об.
20% об.
50% об.
90% об.
К.к.
остаток, % об., не более
потери, % об., не более
Плотность при 15 °С, кг/м3, не менее:
Температура начала кристаллизации, °С, не более
Теплота сгорания (низшая), (МДж/кг), не менее
Высота некоптящего пламени, мм, не менее
Люминометрическое число, не менее
Содержание нафталиновых углеводородов, % об., не более
Испытание на медной пластинке (3 ч при 100°С), балл, не
более
Термическая стабильность по JFTOT:
перепад давления на фильтре, мм. рт.ст.
отложения на трубке, балл, не более
Содержание:
фактических смол, мг/100мл, не более:
механических примесей, мг/л, не более
Величина
0,015
25
5
0,30
0,002
Отрицательная
Указывается
205 (186)
Указывается
Указывается
Указывается
300 (330)
1,5
1,5
775-840
-47
42,0
25
45
3
1Ь
^25
3
7
1,0

1.6. Горючее JP-900
47
Продолжение табл. 1.58
Показатель
Взаимодействие с водой:
разделение, балл, не более
индекс сепарации воды, не менее
Содержание присадок:
антиокислительная, мг/л, в гидроочищенном топливе:
не менее
не более
в негидроочищенном топливе:
не более
деактиватор металла, мг/л, не более
ингибитор коррозии*)
антиэлектростатическая, мг/л,
не более
противоводокристаллизационная, % об.:
не менее
не более
Электрическая проводимость (во время и при
температуре заправки самолета, если введена антиэлектростатическая
присадка), пСм/м:
не менее
не более
Температура вспышки, °С
Вязкость кинематическая при -20°С, (сСт), не более
Величина
1Ь
85
17
24
По соглашению
24
5,7
Обязательно
По соглашению
1,0
0,10
0,15
50
450
38
8,0
*' Допущенные к применению ингибиторы коррозии и их концентрация
оговорены в специальных документах
1.6. Горючее JP-900
Горючее JP-900 - синтетическое горючее, разработано в США.
Представляет собой смесь продуктов, полученных из малоциклической
фракции (побочного продукта нефтепереработки), очищенного мине-

48 Гл. 1. Жидкие углеводородные горючие
рального масла (побочного продукта производства кокса) и водорода.
Заключительная стадия - дистилляция.
Производство JP-900 может быть осуществлено на
нефтеперерабатывающих заводах с некоторой модернизацией и введением небольших
количеств добавочных компонентов на различных участках
технологического процесса.
Горючее JP-900 удовлетворяет или превышает почти все требования
к горючему JP-8. По сравнению с горючим JP-8 горючее JP-900 имеет
более высокие температуры вспышки и образования дыма, более
низкие вязкость и температуру замерзания и почти такую же теплоту
сгорания. Характеризуется высокой термоокислительной стабильностью,
как горючее JP-7, и экологичностью (меньше содержит ароматических
углеводородов типа бензола и толуола и почти не содержит серы).
Точные данные по свойствам горючего JP-900 в доступных источниках
авторами не найдены.
Целью дальнейшей разработки горючего JP-900 является замена
существующих горючих на горючие на основе угля в надежде, что это
заинтересует как коммерческих, так и военных потребителей. Пока
произведено 500 галлонов горючего JP-900 на опытном заводе,
управляемом Интертек Уоррен (шт. Пенсильвания). Высказано пожелание
поставить приблизительно 4500 галлонов горючего (« 100 баррелей)
для последующих испытаний ВВС США и др.
1.7. Горючее RJ-4
Горючее RJ-4 разработано компанией Esso, выпускается по
спецификации MH-F-82522B (США) (ранее по спецификации
MU-F-82522A). Горючее представляет собой димер тетрагидрометил-
циклопентадиена. Брутто-формула - С^Нго-
Горючее RJ-4 совместимо с конструкционными материалами,
принятыми в ракетостроении, совместимо с другими углеводородными
горючими.
Горючее RJ-4 признано удовлетворяющим требованиям по
токсическим характеристикам. Оно не оказывает раздражающего действия
на глаза и кожные покровы, но обладает очень неприятным запахом
и раздражает верхние дыхательные пути.
Для повышения надежности техники в горючее предусмотрено
вводить противоводокристаллизационную присадку FSII (Fuel System
Icing Inhibitor), предотвращающую образование кристаллов льда и рост
микроорганизмов. Однако в связи с тем, что в эксплуатации
образование кристаллов льда и появление микроорганизмов не наблюдалось,
применение указанной присадки приостановлено [1.1].
Данные по физическим и теплотехническим свойствам горючего
RJ-4 представлены в табл. 1.59-1.70. На рис 1.4 представлена
зависимость растворимости воздуха в горючем, а на рис. 1.5 - минимальная

1.7. Горючее RJ-4
49
энергия, необходимая для воспламенения паровоздушной смеси в
зависимости от температуры.
Таблица 1.59. Физические свойства горючего RJ-4 [1
Показатель
М
gc, (мае.)
gH, (мае.)
^н.кр » ^
''НЮ ^
^кип» ^
Рнп 20. Па
Р2О> КГ/М3
Ад, Ю"10 Па"1
Величина
164,29
87,73
12,27
-46
207
214
221
323,6
924
5,159
Показатель
£>2о, Ю"6 м2/с
i/20, мм2/с
/i20, Ю"3 Пас
а20, 10"3 Н/м
Л20, Вт/(м-К)
а20, м/с
Ткр, К (°С)
ркр, МПа
ркр, кг/м3
■1]
Величина
4,95
4,7
4,3
26,7
0,113
1425
707 (434)
3,170
342
0,259
Таблица 1.60. Теплотехнические свойства горючего RJ-4 [1.1]
Показатель
<2н> кДж/кг
Qv» кДж/дм3
Ятп, кДж/кг
Д#исп., 20» КДЖ/КГ
Ср20, кДж/(кг-К)
Яо, Дж/(кг-К)
Lo, кг возд./кг горюч.
Lm, моль возд./моль
горюч.
*ж> °С
*св, °С
Величина
42180
38976
2755
334
1,597
50,6
14,31
81,16
2136
329
Показатель
*всп, °С
Сстех., % (об.)
Uh, см/с
Сн, % (об.)
Св, % (об.)
«н
«в
t/B, V-.
N, моль О2/моль гор.
Величина
71 ,
1,217
« 39-40
0,703
5,22
1,740
0,224
56,5
97,3

50
Гл. 1. Жидкие углеводородные горючие
K, мм3возд/мм3горюч.
0>08 _40 -20 0 20 40 60 80 100 1°С
Рис. 1.4. Зависимость растворимости воздуха в горючем RJ-4 от температуры:
Qk - коэффициент Оствальда
Qpt КГ'Дж
0
10 20 30 *,°С
Рис. 1.5. Зависимость энергии электрического разряда Qp горючего RJ-4,
необходимой для воспламенения паровоздушной смеси, от температуры
при давлении 0,101 МПа
Таблица 1.61. Давление насыщенных паров горючего RJ-4 [1.1]
Рн.п.. Па
20
3230
40
810
80
3715
100
6918
150
27000
250
186200
Таблица 1.62. Плотность горючего RJ-4 [1.1]
t, °с
рж, кг/м3
t, °С
рж, кг/м3
-50
964
40
913
-40
958
60
902
-20
947
80
890
0
936
100
879
20
924
150
850

1.7. Горючее RJ-4
51
Таблица 1.63. Плотность
t, °с
р, кг/м3
20
0,0220
паров горючего RJ-4 на линии насыщения [1.1]
40
0,0516
60
0,1220
80
0,2100
100
0,3702
150
1,2740
Таблица 1.64. Динамическая и кинематическая вязкость горючего RJ-4 [1.1]
/х, 10~3 Пас
I/, ММ2/С
-50
108
112
-40
47,9
50
-20
15,9
16,8
0
7,5
8,0
20
4,3
4,7
40
2,7
3,0
Таблица 1.65. Теплопроводность горючего RJ-4 [1.1]
«, °с
Л, Вт/(мК)
t, °С
Л, Вт/(мК)
-50
0,128
40
0,109
-40
0,126
60
0,105
-20
0,122
80
0,101
0
0,117
100
0,097
20
0,113
150
0,087
Таблица 1.66. Поверхностное натяжение горючего RJ-4 [1.1]
а, 10"3 Н/м
t, °С
а, 10"3 Н/м
-50
31,5
40
25,3
-40
30,8
60
23,8
-20
29,4
80
22,4
0
28,1
100
21,1
20
26,7
150
17,5
Таблица 1.67. Коэффициент диффузии паров горючего RJ-4 в воздух [1.1]
А 10"6, м2/с
0
4,36
20
4,95
40
6,33
60
6,63
80
6,92
100
7,64
150
9,58
Таблица 1.68. Теплота испарения горючего RJ-4 [1.1]
t, °с
#исп, кДж/кг
*, °С
Яисп, кДж/кг
-40
352,0
80
314,3
-20
346,4
100
307,1
0
340,3
150
288,3
20
333,9
200
267,3
40
327,6
250
240,0
60
321,2
300
195,6
Таблица 1
t, °С
Qv, кДж/дм3
.69. Объемная теплота сгорания
-50
40660
-40
40410
-20
39946
0
39480
горючего
20
38976
RJ-4 [1
40
38512
•1]
60
38052

52
Гл. 1. Жидкие углеводородные горючие
Таблица 1.70. Теплоемкость горючего RJ-4 [1.1]
t, °С
Ср, кДжДкг.К)
t, °С
Ср, кДж/(кг-К)
-50
1,314
40
1,682
-40
1,347
60
1,776
-20
1,420
80
1,860
0
1,507
100
1,954
20
1,597
150
2,129
1.8. Горючее RJ-5
Горючее RJ-5 (Shelldyne-H) разработано в США.
Представляет собой смесь изомеров углеводородов, % (об.): эндо-экзо-
гексациклических (20), эндо-эндо-гексациклических (70) и экзо-
транс-экзо-пентациклических (10). Брутто-формула - С14Н18.
Данные по физическим и теплотехническим свойствам горючего
RJ-5 приведены в табл. 1.71-1.83 и на рис. 1.6-1.8.
Таблица 1.71. Растворимость воздуха в горючем RJ-5 [1.1]
*, °с
Коэффициент
Оствальда,
мм3 возд./мм3 гор.
-40
0,061
-20
0,067
0
0,072
20
0,076
40
0,084
60
0,086
80
0,0869
100
0,0872
Таблица 1.72. Физические свойства горючего RJ-4 [1.1]
Показатель
М
gc, (мае.)
gH, (мае.)
р20, кг/м3
Ад, Ю-10 Па"1
^н.кр.» v-
снк.» ^
''КИП» V-
''К.К » ^
гкр, к со
Величина
186,30
90,26
9,74
1080
3,12
<-60
260
«272
285
779 (506)
Показатель
ркр, МПа
ркр, кг/м3
i/2o» мм2/с
/х20, Ю~3 Па-с
£>2о, Ю"6 м2/с
Л20, Вт/(м-К)
<72о, Ю*-3 Н/м
а20, м/с
£
Величина
3,281
344,3
0,274
17,0
18,4
4,66
0,113
40,2
1725
2,695

1.8. Горючее RJ-5
53
Таблица 1.73. Теплотехнические свойства горючего RJ-5 [1.1]
Показатель
QH, кДж/кг
Qv, кДж/дм3
#тп, кДж/кг
Д#исп.20> КДЖ/КГ
Ср20, кДж/(кг-К)
До, ДжДкг-К)
Lo, кг возд./кг горюч.
Чв» ^
«'ВСП» V-
Величина
41300
44604
2206
340
1,245
44,6
13,72
2193
234
104
Показатель
Сстех, % (об.)
U^ см/с
Сн, % (об.)
Св, % (об.)
«в
N, моль Ог/моль гор.
Величина
1,121
39-40
0,659
5,05
1,708
0,213
80,6
148,7
18,5
Таблица 1.74. Плотность горючего RJ-5 [1.1]
/9, КГ/М3
*, °с
р, кг/м3
-50
1127
40
1066
-40
1120
60
1053
-20
1107
80
1039
0
1093
100
1026
20
1080
150
991
QK) мм3возд/мм3горюч.
Рис. 1.6. Зависимость растворимости воздуха в горючем RJ-5 от температуры:
Qk - коэффициент Оствальда
Перспективы применения. Продукт RJ-5 используется в качестве
компонента в горючих RJ-6 и SI-80.

54
Гл. 1. Жидкие углеводородные горючие
Рис. 1.7. Зависимость энергии электрического разряда Qp горючего RJ-5,
необходимой для воспламенения паровоздушной смеси, от температуры
при давлении 0,101 МПа
t, °с
-40
-20
0
Таблица 1.75.
Ад., Ю"10, Па"1
2,756
2,838
2,950
Коэффициент адиабатической сжимаемости
горючего RJ-5 [1.1]
t,°C
20
40
60
Ад., Ю-10, Па"1
3,120
3,403
3,710
t,°C
80
100
Ад, Ю"10, Па"1
4,052
4,541
Таблица 1.76. Динамическая и кинематическая вязкость горючего RJ-5 [1.1]
t, °с
д, 10"3 Пас
v, мм2/с
-50
ТВ.
ТВ.
-40
2400
2000
-20
67,3
60,8
0
39,3
35,9
20
18,4
17
40
10,8
10,2
Таблица 1.77. Теплопроводность горючего RJ-5 [1.1]
t, °с
-40
-20
0
Л, Вт/(мК)
0,126
0,122
0,117
*, °С
20
40
60
Л, Вт/(мК)
0,113
0,109
0,105
t, °С
80
100
150
Л, Вт/(м-К)
0,099
0,094
0,084
Токсические свойства. RJ-5 признано допустимым для
эксплуатации. Горючее не оказывает раздражающего воздействия на глаза
и кожные покровы, однако обладает очень неприятным запахом и
раздражает верхние дыхательные пути. По мнению американских
токсикологов, можно с минимальным риском признать отсутствие
мутагенных свойств у RJ-5.

1.8. Горючее RJ-5
55
Таблица 1.78.
tt °с
D, Ю~6, м2/с
Коэффициент диффузии паров горючего RJ-5 в воздух [1.1]
0
4,09
20
4,66
40
6,03
60
6,32
80
6,61
100
7,33
150
9,28
Таблица 1.79. Поверхностное натяжение горючего RJ-5 [1.1]
t,°c
-40
-20
0
<т, 10"3 Н/м
46,1
44,1
42,0
t, °С
20
40
60
<т, 10"3 Н/м
40,2
38,0
35,9
t, °С
80
100
150
<т, 10"3 Н/м
34,1
32,1
27,3
Таблица 1.80. Скорость звука в горючем RJ-5
t, °С
а, м/с
i, °С
а, м/с
-40
1800
40
1660
-20
1790
60
1595
0
1780
80
1530
20
1725
100
1465
Таблица 1.81. Теплота испарения горючего RJ-5 [1.1]
*, °с
Яисп, кДж/кг
и °с
Яисп, кДж/кг
-40
356
100
317
-20
351
150
301
0
345
200
284
20
340
250
265
40
334
272
256
60
328
300
243
Таблица 1.82. Теплоемкость горючего RJ-5 [1.1]
t, °с
-40
-20
0
Ср, кДж/(кг-К)
0,946
1,045
1,143
и °с
20
40
60
Ср, кДж/(кг-К)
1,245
1,350
1,450
*, °С
80
100
150
Ср, кДж/(кг-К)
1,550
1,655
1,906
Таблица 1.83. Объемная теплота сгорания горючего RJ-5 [1.1]
*, °с
Qv, кДж/дм3
-50
46960
-40
46256
-20
45720
0
45140
20
44604
40
44024
60
43490

56
Гл. 1. Жидкие углеводородные горючие
''-40 -20
Рис. 1.8. Зависимость диэлектрической проницаемости е в горючем RJ-5
от температуры при частоте 400 Гц
1.9. Горючее RJ-6
Горючее RJ-6 представляет собой смесь высоковязкого горючего
RJ-5 с маловязким JP-10.
Состав горючего RJ-6: 63% (мае.) RJ-5 + 37% (мае.) JP-10 или
59,7% (об.) RJ-5 + 40,3% (об.) JP-10. Брутто-формула - C12,52Hi7,26-
Это горючее имеет и другое обозначение - RJ-5A. По токсическим
свойствам оно соответствует третьему классу опасности.
Данные по физическим и теплотехническим свойствам горючего
RJ-6 приведены в табл. 1.84-1.97 и на рис. 1.9-1.12.
Таблица 1.84. Физические свойства горючего RJ-6 [1.1]
Показатель
М
gc, (мае.)
gH, (мае.)
р2о> кг/м3
&д Ю-10 Па"1
t °С
^н.кр » Vj
сн.к » ^
/ °Г
^кип» *-■
LK К » ^
Рнп 20» Па
Величина
167,878
89,63
10,37
1021
3,73
-54
182
236
285
162
Показатель
До, 10~6 м2/с
I/go, MMVC
/х20, Ю"3 Пас
<720, Ю"3 Н/м
Л20, Вт/(м-К)
а20, м/с
Ткр, К (°С)
ркр, МПа
ркр, кг/м3
Величина
4,96
9,7
9,9
33,8
0,113
1620
689 (416)
3,44
391,7
0,257

1.9. Горючее RJ-6
57
,, мм3возд/мм3горюч.
Рис. 1.9. Зависимость растворимости воздуха в горючем RJ-6 от температуры:
Qk - коэффициент Оствальда
Таблица 1.85. Теплотехнические
Показатель
<2Н, кДж/кг
Qv» кДж/дм3
#тп, кДж/кг
Л#исп., 20» КДЖ/КГ
Ср20, кДж/(кг-К)
До, ДжДкг-К)
Lo, кг возд./кг горюч.
Lm, моль возд./моль горюч.
*св, °С
Сстех., % (Об.)
Величина
41790
42670
2808
348,5
1,413
49,5
13,88
80,40
232
1,228
свойства горючего RJ-6
Показатель
Щ, см/с
Сн, % (об.)
Св, % (об.)
«н
«в
t °С
tB, °с
''ВСП» Ч-
N, моль Ог/моль гор.
[1.1]
Величина
« 39-40
0,709
5,24
1,742
0,225
50
102
2192
61
16,83
Таблица 1.86. Давление насыщенных паров горючего RJ-6 [1.1]
ty °С
20
40
60
Рн.п.» Па
162
435
1030
*, °С
80
100
150
Рн.п.. Па
2344
4679
20420
*, °С
250
*кр.
Рн.п, Па
1,698-Ю5
34,4-105
Таблица 1.87. Плотность горючего RJ-6 [1.1]
рж, КГ/М3
*, °С
рж, КГ/М3
-50
1062
40
1008
-40
1056
60
996
-20
1044
80
984
0
1032
100
973
20
1021
150
943

58
Гл. 1. Жидкие углеводородные горючие
W, %(об)
0,002L
-20 0 20 40 60 t,°C
Рис. 1.10. Зависимость растворимости воды W в горючем RJ-6 от температуры
Таблица 1.88. Плотность паров горючего RJ-6 на линии насыщения [1.1]
г, °с
Рл.н., КГ/М3
*, °с
рл.н., КГ/М3
20
0,0113
150
0,984
40
0,073
200
2,320
60
0,0830
236
4,118
80
0,1354
250
6,618
100
0,256
-
-
-40
-20
0
Таблица
А*, ю-10
2,923
3,096
3,270
1.89.
Па"1
Коэффициент адиабатической сжимаемости
горючего RJ-6 [1.1]
t, °С
20
40
60
А*.
10"10 Па"1
3,730
4,180
4,730
*, °С
80
100
Ад.
, Ю-10 Па"1
5,280
5,989
Таблица 1.90. Динамическая и кинематическая вязкость горючего RJ-6 [1.1]
t, °с
/i, 10~3 Пас
1/, ММ2/С
-50
«425
«400
-40
148
140
-20
53,7
51,5
0
19,6
19,0
20
9,9
9,7
40
6,2
6,1
Таблица 1.91. Теплопроводность горючего RJ-6 [1.1]
*, °с
Л, Вт/(м-К)
t, °С
Л, Вт/(м-К)
-50
0,128
40
0,109
-40
0,126
60
0,105
-20
0,122
80
0,101
0
0,117
100
0,097
20
0,113
150
0,087

1.9. Горючее RJ-6
59
Таблица 1.92. Коэффициент диффузии паров горючего RJ-6 в воздух [1.1]
t, °с
D, Ю~6 м2/с
0
4,37
20
4,96
40
6,34
60
6,64
80
6,93
100
7,65
150
9,59
Таблица 1.93. Поверхностное натяжение горючего RJ-6 [1.1]
t, °с
а, 10"3 Н/м
t, °с
а, 10"3 Н/м
-50
40,8
40
31,5
-40
39,9
60
29,4
-20
37,9
80
27,4
0
35,8
100
25,3
20
33,8
150
19,8
Таблица 1.94. Скорость звука в горючем RJ-6 [1.1]
*, °с
а, м/с
и °с
а, м/с
-40
1835
60
1470
-20
1764
80
1395
0
1690
100
1320
20
1620
150
1132
40
1540
-
-
Таблица 1.95.
t, °С
АЯИСП., кДж/кг
С/, V*
^^Н к.Пэк/кг
-40
372,3
100
319,2
Теплота
-20
364,5
150
298,5
испарения горючего RJ-6 [1.1]
0
357,0
200
275,3
20
348,5
250
264,0
40
341,7
272
258,0
60
334,0
300
216,2
80
326,5
-
-
Таблица 1.96. Объемная теплота сгорания горючего RJ-6 [1.1]
t, °с
Qv> кДж/дм3
-50
44380
-40
44130
-20
43630
0
43130
20
42670
40
42127
60
41625
Таблица 1.97. Теплоемкость горючего RJ-6 [1.1]
t, °с
Ср, кДжДкг-К)
tt °С
Ср, кДж/(кг-К)
-50
1,090
40
1,520
-40
1,132
60
1,620
-20
1,225
80
1,720
0
1,320
100
1,820
20
1,413
150
2,070

60
Гл. 1. Жидкие углеводородные горючие
Рис. 1.11. Зависимость энергии электрического разряда Qp, необходимой
для воспламенения паровоздушной смеси горючего RJ-6, от температуры
при давлении 0,101 МПа
2,2а
-40 -20
Рис. 1.12. Зависимость диэлектрической проницаемости е горючего RJ-6
от температуры при частоте 400 Гц
1.10. Горючее JP-9
Горючее JP-9 является смесевым: 65-75% (мае.) JP-10 + 10-12%
(мае.) метилциклогексана + 20-25% (мае.) RJ-5. Выпускается по
спецификации Mil-D-87107. Известна модификация этого горючего JP-9A
следующего состава: 52% (мае.) RJ-5 + 15% (мае.) RJ-4 + 33% (мае.)
метилциклогексана. Брутто-формула - Сю.бН^-
Горючее обладает высокой термостабильностью при длительном
хранении (5 лет), совместимо со многими конструкционными и уплот-
нительными материалами. По токсичности горючее соответствует
третьему классу опасности. При длительном контакте с горючим
возможно респираторное заболевание.
Данные по физическим и теплотехническим свойствам горючего
JP-9 приведены в табл. 1.98-1.109 и на рис. 1.13-1.16.

L10. Горючее JP-9
61
Таблица 1.98. Физические свойства горючего JP-9 [1
Показатель
М
gc, (мае.)
gH, (мае.)
р20, кг/м3
Ад, Ю-10 Па"1
/ °С
^Н.К.» ^
*кип, °С
*к.к.. °С
Рн.п. го. Па
Величина
143,65
88,63
11,37
946
4,992
-54
99
186
295
1349
Показатель
Д>о. 10~6 м2/с
i/20, мм2/с
/z20, 10"3 Пас
а20, 10"3 Н/м
Л20, Вт/(м-К)
а20, м/с
iKp, j\ ^ ^;
ркр, МПа
ркр, кг/м3
^кр
1]
Величина
5,44
3,4
3,2
33,0
0,113
1455
678 (405)
3,677
364,5
0,257
Таблица 1.99. Теплотехнические свойства горючего JP-9 [1.1]
Показатель
<2н. кДж/кг
<2в> кДж/дм3
Ятп, кДж/кг
A#Hcn,20> КДЖ/КГ
Ср20, кДж/(кг-К)
Яо, Дж/(кг-К)
Lo, кг возд./кг горюч.
Lmy моль возд./моль горюч.
^св, °С
Сстех , % (Об.)
Величина
42087
39814
2785
348,4
1,560
57,9
14,11
69,98
250
1,409
Показатель
Щ, см/с
Сн, % (об.)
Св, % (об.)
«в
/ °Г
/ °Г
tB, v>
^всп» ^
N, моль Ог/моль гор.
Величина
« 39-40
0,807
5,56
1,756
0,242
13,6
55,9
2166
23
14,65
Таблица 1.100. Давление насыщенных паров горючего JP-9 [1.1]
*, °с
20
40
60
Рн.п, Па
1349
2920
5720
*, °С
80
100
150
Рн.п, Па
10470
17780
54900
*, °С
250
405
-
Рн.п.» Па
2,691 105
36,45-105
-

62
Гл. 1. Жидкие углеводородные горючие
Таблица 1.101. Плотность горючего JP-9 [1.1]
и °с
рж, кг/м3
t, °С
рж, кг/м3
-50
987
40
934
-40
982
60
922
-20
970
80
910
0
958
100
898
20
946
150
869
K, мм3возд/мм3горюч.
20 40 60 80 100
-40 -20
Рис. 1.13. Зависимость растворимости воздуха в горючем JP-9 от температуры:
Qk - коэффициент Оствальда
W, %(об)
Q QQ'
'-20 0 20 40 60 t,°C
Рис. 1.14. Зависимость растворимости воды W в горючем JP-9 от температуры
Таблица 1.102. Плотность паров горючего JP-9 на линии насыщения [1.1]
*, °с
рлн., кг/м3
рл.„., кг/м3
20
0,0803
150
2,265
40
0,163
186
3,802
60
0,310
200
4,660
80
0,518
250
8,979
100
0,832
405
364,5

1.10. Горючее JP-9
63
Таблица 1.103. Динамическая и кинематическая вязкость
горючего JP-9 [1.1]
/z, 10~3 Пас
v, мм2/с
-50
43,4
44
-40
23,6
24
-20
9,3
9,6
0
4,9
5,1
20
3,2
3,4
40
2,3
2,5
Таблица 1.104. Теплопроводность горючего JP-9 [1.1]
*, °с
Л, Вт/(мК)
t, °С
Л, Вт/(м-К)
-50
0,128
40
0,109
-40
0,126
60
0,105
-20
0,122
80
0,101
0
0,117
100
0,097
20
0,113
150
0,087
Таблица 1.105. Поверхностное натяжение горючего JP-9 [1.1]
t, °С
<т, 10"3 Н/м
*, °С
а, 10"3 Н/м
-50
39,8
40
30,8
-40
38,9
60
28,7
-20
36,9
80
26,7
0
34,9
100
24,6
20
33,0
150
19,5
Таблица 1.106. Коэффициент диффузии паров горючего JP-9 в воздух [1.1]
t, °с
А 10"6 м2/с
0
4,84
20
5,44
40
6,03
60
6,70
80
7,42
100
8,13
150
10,03
Таблица 1.107. Теплота испарения горючего JP-9 [1.1]
t, °с
Яисп, кДж/кг
*, °С
Яисп, кДж/кг
-40
368,8
100
318,4
-20
362,0
150
296,9
0
355,3
186
279,8
20
348,4
200
272,7
40
341,2
250
245
60
333,2
300
210,1
80
326,2
-
-
Таблица 1.108. Объемная теплота сгорания горючего JP-9 [1.1]
t,°C
Qv, кДж/дм3
-50
41540
-40
41330
-20
40824
0
40320
20
39814
40
39300
60
38804

64
Гл. 1. Жидкие углеводородные горючие
Таблица 1.109. Теплоемкость горючего JP-9 [1.1]
*, °С
Ср, кДж/(кг-К)
и °с
Ср, кДж/(кг-К)
-50
1,270
40
1,640
-40
1,305
60
1,730
-20
1,385
80
1,820
0
1,470
100
1,902
20
1,560
150
2,12
Рис. 1.15. Зависимость энергии электрического разряда Qp, необходимой
для воспламенения паровоздушной смеси горючего JP-9, от температуры
при давлении 0,101 МПа
2,40,
-40 -20
Рис. 1.16. Зависимость диэлектрической проницаемости е горючего JP-9
от температуры при частоте 400 Гц
1.11. Горючее JP-1O
Горючее JP-10 получается путем гидрирования технически
доступного дициклопентадиена, в результате образуется твердый
продукт эндо-тетрагидродициклопентадиен. Затем промежуточная эндо-
структура изомеризуется в присутствии катализатора до конечного
продукта-экзо-тетрагидродициклопентадиена. Горючее обладает
хорошими низкотемпературными свойствами. По токсическим свойствам

/.//. Горючее JP-10
65
соответствует третьему классу опасности. Брутто-формула -
[1.1, 1.14].
Данные по физическим и теплотехническим свойствам горючего
JP-1O приведены в табл. 1.110-1.123 и на рис. 1.17-1.20.
Таблица 1.110. Физические свойства горючего JP-10 [1.1, 1.14]
Показатель
М
gc, (мае.)
gH, (мае.)
р2о> кг/м3
Ад, Ю-10 Па"1
t'H.Kp.» ^
/ °Г
^Н.К » V-
''КИП, *-»
^к.к » v-
Рн.п., Па
Величина
136,24
88,16
11,84
938
5,127
-79
182
182
182
339
(20°С)
Показатель
Ал, Ю~6 м2/с
i/20, мм2/с
/х2о, Ю~3 Пас
а20, Ю~3 Н/м
А20, Вт/(м-К)
а20, м/с
ткр, к (°о
ркр, МПа
ркр, кг/м3
Величина
5,60
3,3
3,1
31,1
0,113
1442
672 (399)
3,949
359,3
0,268
Таблица 1.111. Теплотехнические свойства горючего JP-10 [1.1, 1.14]
Показатель
Qh, кДж/кг
Qv, кДж/дм3
#тп, кДж/кг
ДЯисп , 20' КДЖ/КГ
Ср20, кДж/(кг.К)
Яо> Дж/(кг.К)
-^о, кг возд./кг горюч.
£т» моль возд./моль горюч.
*ж,°С
1/Д, см/с
Величина
42100
39490
2766
363,2
1,575
61,0
14,22
66,88
2148
« 39-40
Показатель
Сн, % (об.)
Св, % (об.)
<*н
«в
*н.°С
tB, v-.
''ВСП» ^
Сстех.. % (Об.)
N, моль Ог/моль гор.
Кл. опасности
Величина
0,842
5,68
1,761
0,248
37,6
81,5
53-66
1,473
14,0
3
3 В.Н. Бакулин, Н.Ф. Дубовкин, В.Н. Котова и др.

66
Гл. 1. Жидкие углеводородные горючие
Таблица 1.112. Давление насыщенных паров горючего JP-1O [1.1]
t, °с
Рн п, Па
t, °С
Рн.п.. Па
20
339
150
46800
40
950
182
1,0-105
60
2320
200
1.5-105
80
5128
250
3,89-105
100
10700
399
39,48-105
Таблица 1.113. Плотность горючего JP-10 [1.1, 1.14]
Рж. кг/м3
*, °С
рж, кг/м3
-50
980
40
925
-40
974
60
913
-20
962
80
902
0
950
100
889
20
938
150
860
Таблица 1.114. Плотность паров горючего JP-10 на линии насыщения [1.1]
рл.„., кг/м3
t, °С
Рлн.. КГ/М3
20
0,0191
150
1,831
40
0,0523
186
3,638
60
0,130
200
5,420
80
0,241
250
12,31
100
0,475
399
359,3
t, °c
-40
-20
0
Таблица 1.115.
Ад., 10"10 Па"1
3,827
4,160
4,635
Коэффициент адиабатической сжимаемости
горючего JP-10 [1.1, 1.14]
*, °С
20
40
60
Ад.. Ю-10 Па"1
5,127
5,748
6,550
*, °С
80
100
Ад., 10"10 Па"1
7,380
8,161
Таблица 1.116. Динамическая и кинематическая вязкость
горючего JP-10 [1.1, 1.14]
t, °с
д, 10"3 Пас
v, мм2/с
-50
33,8
34
-40
18,5
19
-20
8,6
9,0
0
4,8
5,1
20
3,1
3,3
40
2,2
2,4
Таблица 1.117. Теплопроводность горючего JP-10 [1.1, 1.14]
t, °с
Л, Вт/(мК)
Л, Вт/(мК)
-50
0,128
40
0,109
-40
0,126
60
0,105
-20
0,122
80
0,101
0
0,117
100
0,097
20
0,113
150
0,087

/.//. Горючее JP-10
67
Таблица 1.118. Поверхностное натяжение горючего JP-1O [1.1]
*, °с
<т, 1<Г3 Н/м
t, °С
а, 10"3 Н/м
-50
37,3
40
29,2
-40
36,5
60
27,3
-20
34,7
80
25,3
0
32,9
100
23,5
20
31,1
150
19,0
QK, мм3возд/мм3горюч.
-40 -20 0 20 40 60 80 100
Рис. 1.17. Зависимость растворимости воздуха в горючем JP-10 от
температуры: Qk - коэффициент Оствальда
W, %(об)
°'°-20 0 20 40 60 ,
Рис. 1.18. Зависимость растворимости воды W в горючем JP-10 от температуры
Таблица 1.119. Коэффициент диффузии паров горючего JP-10 в воздух [1.1]
t, °С
А Ю-6 м2/с
0
5,00
20
5,60
40
6,24
60
6,90
80
7,58
100
8,29
150
10,16
3*

68
Гл. 1. Жидкие углеводородные горючие
-20 -10
0
10 20 30 t,°C
Рис. 1.19. Зависимость энергии электрического разряда Qp, необходимой
для воспламенения паровоздушной смеси горючего JP-10, от температуры
при давлении 0,101 МПа
'-40 -20
Рис. 1.20. Зависимость диэлектрической проницаемости е горючего JP-10
от температуры при частоте 400 Гц
а,
°С
м/с
Таблица 1.120
-40
1637
0
1507
. Скорость
20
1442
звука
40
1371
в горючем
80
1240
JP-10
100
1170
[1
•1]
*кип
900
196
Таблица 1.121.
*, °С
АЯИСП, кДж/кг
*, °С
Д#исп, кДж/кг
-40
384,6
100
331,1
Теплота
-20
378,0
150
308,3
испарения горючего JP-10 [1.1]
0
370,5
186
292,2
20
363,2
200
282,5
40
355,2
250
243,0
60
347,0
300
133,2
80
339,0
-
-
Таблица 1.122. Объемная теплота сгорания горючего JP-10 [1.1]
*, °с
Qv> кДж/дм3
-50
41258
-40
41005
-20
40500
0
39995
20
39490
40
38941
60
38437

1.12. Горючее SI-80
69
Таблица 1.123. Теплоемкость
t,°c
Cv, кДж/(кг-К)
Cpt кДж/(кг-К)
-50
1,293
40
1,660
-40
1,330
60
1,748
горючего JP-10 [1.1]
-20
1,404
80
1,833
0
1,488
100
1,920
20
1,575
150
2,135
1.12. Горючее SI-80
Горючее SI-80 состоит из двух компонентов: 80% (мае.) RJ-5 + 20%
(мае.) изобутилбензола или 76% (об.) RJ-5 + 24% (об.) изопропилбен-
зола. Брутто-формула - Ci3,2Hi7,2.
Изобутилбензол введен в состав для снижения вязкости горючего.
Токсические свойства горючего определяются компонентом RJ-5.
Данные по физическим и теплотехническим свойствам горючего
SI-80 приведены в табл. 1.124-1.132.
Таблица 1.124. Физические свойства горючего SI-80 [1.1]
Показатель
М
gc. % (мае.)
gH. % (мае.)
р20, кг/м3
&д, Ю-10 Па"1
J. О/-
сн кр.» ^
1НК.) ^
''КИП» V-
^к.к.» ^
Величина
175,89
89,77
10,23
1030
3,746
-63
172,7
248
285
Показатель
Дет, Ю~6 м2/с
<т20, Ю"3 Н/м
Л20, Вт/(м-К)
а20, м/с
ткр, к (°о
ркр, МПа
ркр, кг/м3
^кр
Величина
4,84
37,3
0,115
1610
748 (475)
3,224
333,8
0,273
Таблица 1.125. Теплотехнические свойства горючего SI-80 [1.1]
Показатель
<2н> кДж/кг
Qv, кДж/дм3
Ятп, кДж/кг
Lo, кг возд./кг горюч.
^т» МОЛЬ ВОЗД./МОЛЬ ГОрЮЧ.
Сстех, % (об.)
Величина
41660
42910
2830
13,72
83,33
1,186
Показатель
Щ, см/с
Ср20, кДж/(кг-К)
До, Дж/(кг-К)
N, моль Ог/моль гор.
Величина
« 39-40
1,349
47,27
2190
70
35

70
Гл. 1. Жидкие углеводородные горючие
Таблица 1.126. Плотность горючего SI-80 [1.1, 1.14]
tt °С
Рж, кг/м3
*, °с
Рж, кг/м3
-50
1084
40
1018
-40
1076
60
1006
-20
1063
80
992
0
1048
100
978
20
1034
150
943
Таблица 1.127. Теплопроводность горючего SI-80 [1.1]
и °с
Л, Вт/(мК)
и °с
Л, Вт/(мК)
-50
0,129
40
0,111
-40
0,127
60
0,107
-20
0,123
80
0,103
0
0,119
100
0,100
20
0,115
150
0,090
Таблица 1.128. Поверхностное натяжение горючего SI-80 [1.1]
*, °с
а, 10~3 Н/м
*, °С
а, 10"3 Н/м
-50
44,3
40
35,1
-40
43,3
60
33,1
-20
41,2
80
31,2
0
39,2
100
29,1
20
37,3
150
24,5
Таблица 1.129. Коэффициент диффузии паров горючего SI-80 в воздух [1.1]
А 10"6 м2/с
0
4,25
20
4,84
40
5,46
60
6,15
80
6,80
100
7,52
150
9,46
Таблица 1.130. Теплота испарения горючего SI-80 [1.1]
t, °с
Д#исп., кДж/кг
АНИСП, кДж/кг
-40
361,5
100
319,4
-20
356,2
150
302,1
0
350,2
186
290,6
20
344,5
200
283,1
40
338,6
250
261,6
60
332,2
300
237,4
80
325,7
-
-
Таблица 1.131. Объемная теплота сгорания горючего SI-80 [1.1]
Qv> кДж/дм3
-50
45496
-40
44854
-20
44279
0
43679
20
42913
40
42408
60
41921
Таблица 1.132. Теплоемкость горючего SI-80 [1.1]
t, °С
Ср, кДж/(кг-К)
*, °С
Ср, кДж/(кг-К)
-50
1,030
40
1,450
-40
1,069
60
1,543
-20
1,161
80
1,640
0
1,253
100
1,737
20
1,349
150
1,980

1.13. Горючее Сагепе
71
1.13. Горючее Сагепе
Горючее Сагепе - продукт, поставляемый фирмой Dujodwala
Produkts Ltd. (Mumbai, Индия). Брутто-формула - СюН^. Химически
и термически стабилен. Имеет высокие температуру кипения 170°С
и теплоту сгорания (43548 кДж/кг), низкую температуру плавления
(-43 °С) [1.10].
Горючее безопасно при хранении и эксплуатации, нетоксично, имеет
низкую стоимость.
Данные по физическим и теплотехническим свойствам горючего
Сагепе приведены в табл. 1.133.
Таблица 1.133. Физические и теплотехнические свойства
горючего Сагепе [1.10]
Показатель
М
gc, %(мас.)
gH, %(мас.)
t °Г
°КИП» v-<
/ °Г
Спл > v-
р, кг/м3
Величина
136,239
88,16
11,84
170
-43
856,1
Показатель
/х20» Ю~3 Пас
A#f298.15> КДЖ/КГ
Q, кДж/кг
Ьвсп» ^
t °С
Lo, кг возд./кг горюч.
Величина
4,1
216,97
43548
45
78
14,20
Перспективы применения. Сагепе является перспективным
высокоэнергетическим горючим и может использоваться в ПВРД на жидких
топливах вместо керосина, обеспечивая более высокие удельный
импульс и дальность полета.
Определены теоретические характеристики горения Сагепе в
камере при давлении 0,5 МПа в условиях "замороженного" потока
(табл. 1.134). Оптимальные температура в камере, характеристическая
скорость (С/*) и удельный импульс были реализованы при стехиомет-
рическом соотношении воздух/горючее Lo= 14,2.
Проведены статические огневые испытания на испытательном
стенде ПВРД организации DRDL. Температура воздуха поддерживалась
около 540 К для имитации условий полета со скоростью М = 2.
Длительность испытаний составляла 20 с. Удельный импульс при сте-
хиометрическом соотношении воздух/горючее составил 1330,7 с,
полнота сгорания 92%. С увеличением соотношения воздух/горючее от
20 до 30 величина удельного импульса возрастает от 1350 до 1400 с
(табл. 1.135).

72
Гл. 1. Жидкие углеводородные горючие
Таблица 1.134. Теоретические
Возд./гор.
10,0
14,2
20,0
25,0
30,0
40,0
50,0
60,0
а
0,704
0,995
1,408
1,761
2,110
2,817
3,521
4,219
Тк, К
2262,20
2460,18
2106,54
1851,27
1666,05
1418,37
1260,44
1150,85
Та, К
1995,17
2183,19
1859,29
1625,94
1457,31
1232,83
1090,31
991,73
характеристики*
cp/cv
1,2697
1,2000
1,2680
1,2796
1,2893
1,3044
1,3160
1,3252
U\ м/с
1258,8
1277,2
1172,7
1096,4
1037,8
954,4
897,4
855,3
горючего Сагепе [1.10]
Коэф. тяги
0,6990
0,6953
0,6993
0,7029
0,7059
0,7106
0,7141
0,7190
/УД(ПВРД), с
931,7
1330,7
1507,8
1623,1
1713,8
1852,4
1953,5
2031,0
*) Тк - температура в камере; Та -
U* - характеристическая скорость
температура в выходном сечении сопла;
Таблица 1.135. Результаты огневых стендовых испытаний
горючего Сагепе [1.10]
Время, с
16,0
12,7
16,6
20,0
27,0
Возд./гор.
13,6
14,2
20,0
25,0
30,0
Рк, МПа
4,5
4,3
4,8
4,4
4,2
Тяга, кгс
880
-
923
846
754
/УД.(ПВРД), с
1100
1330,7
1350
1380
1400
Г}*\ %
86
92
89
89
86
- полнота сгорания
1.14. Горючее EN
Горючее EN (Ethylidene Norbornene) - синтетическое горючее,
относится к классу диенов. Брутто-формула - С9Н12. Горючее EN -
стабильно, безопасно, обладает высокой температурой кипения (147,6 °С)
и низкой температурой кристаллизации (—80 °С). Теплота сгорания
составляет 44591 кДж/кг [1.10].
Данные по физическим и теплотехническим свойствам горючего EN
приведены в табл. 1.136.
Получение. Горючее EN получают по реакции конденсации цикло-
пентадиена с бутадиеном. Для стабилизации используют 100 promille
третичного бутилкатехола. Возможно коммерческое производство
горючего EN высокого качества.
Перспективы применения. EN - перспективное горючее,
обладающее более высокими энергетическими показателями по сравнению

/. 15. Горючее Carene+EN
73
Таблица 1.136. Физические и теплотехнические свойства горючего EN [1.10]
Показатель
М
gc, %(мас.)
gH, %(мас.)
. ор
. or*
СПЛ » ^
р, кг/м3
Величина
120,196
89,94
10,06
147,6
-80
896
Показатель
/х20, 10"3, Па-с
Д#Й98.15» КДЖ/КГ
Q, кДж/кг
''ВСП» ^
«в. °С
Lo, кг возд./кг горюч.
Величина
1,1
851,7
44591
38
57
13,8
Таблица 1.137. Теоретические характеристик
Возд.
гор.
10,0
13,8
20,0
25,0
30,0
40,0
50,0
60,0
а
0,725
1,000
1,449
1,812
2,174
2,899
3,623
4,348
тк, к
2348,83
2488,83
2102,91
1846,15
1660,48
1412,88
1255,36
1146,22
Та, К
2073,40
2208,16
1855,26
1620,82
1451,96
1227,72
1085,66
987,52
cp/cv
1,2675
1,2557
1,2689
1,2804
1,2900
1,3050
1,3165
1,3257
U\ м/с
1271,9
1279,6
1167,8
1091,9
1033,8
950,9
894,3
852,9
Коэф.
тяги
0,6991
0,6954
0,6996
0,7032
0,7061
0,7108
0,7143
0,7171
i горючего EN [1.10]
/уд(РПД),
м/с
889,2
889,9
816,9
767,8
730,0
675,9
638,8
611,6
/УД.(ПВРД),
с
948,2
1268,3
1495,9
1609,7
1699,5
1835,7
1935,3
2011,4
с JP-10. Может использоваться в жидкостных ПВРД. Теоретические
характеристики горения EN в камере при давлении 0,5 МПа в
условиях "замороженного потока" приведены в табл. 1.137. Удельный импульс
при стехиометрическом соотношении воздух/горючее (13,8) составил
1268,3 с в режиме ПВРД.
1.15. Горючее Carene+EN
Горючее Carene+EN - смесевое горючее в соотношении 50:50
(мае). Брутто-формула - С7,42б5Ню,8824- Горючее стабильно, безопасно,
имеет низкую стоимость. Температура кипения выше 140 °С,
температура плавления ниже минус 50 °С, теплота сгорания 44543 кДж/кг
[1.10].
Данные по физическим и теплотехническим свойствам горючего
Carene+EN приведены в табл. 1.138.

74
Гл. 1. Жидкие углеводородные горючие
Таблица 1.138. Физические и теплотехнические свойства
горючего Carene+EN (50:50) [1.10]
Показатель
М
gc. %(мас.)
gH, %(мас.)
/ °Г
^кип» ^
*пл.,°С
р, кг/м3
Величина
100,17
89,05
10,95
> 140
<-50
875,6
Показатель
A#f298,15> КДЖ/КГ
Q, кДж/кг
6всп> ^
Z/o, кг возд./кг горюч.
Величина
293,1
44543
34
70
13,5
Перспективы применения. Carene+EN - перспективное
энергоемкое горючее, может заменить авиационный керосин в ПВРД.
Теоретические характеристики горения горючего Carene-fEN в
камере ПВРД при давлении 5 МПа в условиях "замороженного потока"
приведены в табл. 1.139. Удельный импульс при стехиометрическом
соотношении воздух/горючее (13,5) составил 1247,5 с в режиме ПВРД.
Результаты огневых стендовых испытаний ПВРД на горючем
Carene-fEN представлены в табл. 1.140. Величина удельного импульса
при соотношениях воздух/горючее 25 и 29,88 составила 1430 и 1600 с
соответственно. Полнота сгорания 90%.
Таблица 1.139. Теоретические характеристики
горючего Carene+EN (50:50) [1.10]
Возд.
гор.
10,0
13,5
20,0
25,0
30,0
40,0
50,0
60,0
а
0,714
0,964
1,429
1,786
2,141
2,857
3,571
4,292
тк, к
2305,37
2488,02
2104,73
1848,72
1663,28
1451,63
1257,90
1148,53
Та, К
2034,14
2207,83
1857,28
1623,39
1454,64
1230,28
1087,99
898,63
cp/cv
1,2686
1,2555
1,2684
1,2800
1,2896
1,3047
1,3162
1,3254
U\ м/с
1265,4
1284,1
1170,2
1094,1
1035,8
952,6
895,8
854,3
Коэф.
тяги
0,6995
0,6953
0,6994
0,7030
0,7060
0,7107
0,7142
0,7170
/уд(РПД),
м/с
885,1
892,9
818,5
769,2
731,3
677,0
639,8
612,6
/УД.(ПВРД),
с
940,0
1247,5
1501,8
1616,3
1706,6
1843,7
1944,1
2021,2

1.16. Горючее боктан
75
Таблица 1.140. Результаты огневых стендовых испытаний
горючего Carene+EN (50:50) [1.10]
Время, с
20,0
23,5
25,0
24,5
27,0
Возд./гор.
13,5
20,0
23,2
25,0
29,88
Рк, МПа
-
4,5
4,5
4,3
3,6
Тяга, кгс
950
920
817,4
790,0
773,9
/УД.(ПВРД), с
1200
1390
1492
1430
1600
rf\ %
90
90
91
90
90
- полнота сгорания
1.16. Горючее боктан
Боктан - дициклобутил (CsHu) - относится к углеводородным
горючим полициклической структуры и обладает высокой теплопро-
изводительностью. Представляет собой бесцветную прозрачную
жидкость с характерным запахом. Содержание основного вещества 98,5%.
В качестве примесей присутствуют только углеводородные
насыщенные соединения (до 1,5%) и практически отсутствуют непредельные
и кислородсодержащие соединения.
Боктан характеризуется высокой стабильностью в условиях
длительного хранения (5 лет) в складских помещениях и при температуре
50 °С в течение пяти месяцев [1.12, 1.13].
Данные по физическим и теплотехническим свойствам боктана
приведены в табл. 1.141-1.147.
Таблица 1.141. Физические свойства боктана [1.12]
Показатель
М
gc, (мае.)
gH, (мае.)
р20, кг/м3
Рн.п., Па
Величина
110,2
87,2
12,8
828
1511,11
134
Показатель
± О/-
А. О/-
^н.разл » ^
/120, Ю~3 Пас
[/20» ММ2/С
А25, Вт/(м-К)
Кл. опасности
Величина
-54,5
430
2,421
2,795
0,166
3

76
Гл. 1. Жидкие углеводородные горючие
Таблица 1.142.
Показатель
QB, кДж/кг
д#?20,
Ср20, кДж/(кгК)
^ВСП» ^
Теплотехнические
Величина
^ 47104
335
1,77
20
свойства боктана [1.
Показатель
Сн, % (об.)
Св, % (об.)
tfi, см/с
12]
Величина
205
1,15
5,5
56
Таблица 1.143. Давление насыщенных паров боктана
t, °с
Рн.п.. Па
-20
121,15
0
418,78
20
1511,11
40
4234,98
Р
Таблица
, кг/м3
1.144.
-20
864
Плотность
0
846
боктана
20
828
40
810
Таблица 1.145. Динамическая вязкость боктана
/х, 10~3 Пас
-20
2,747
0
2,584
20
2,421
40
1,240
Таблица 1.146. Кинематическая вязкость боктана
v, мм2/с
-20
3,155
0
2,975
20
2,795
40
1,474
Таблица
Ср, кДж/(кг-
1.147.
К)
Изобарная теплоемкость
-20
1,600
0
1,682
1
20
,770
боктана
40
1,867
Совместимость с материалами. Горючее боктан совместимо
с конструкционными, резинотехническими и смазочными
материалами, применяемыми в теплонапряженных ракетных двигателях.
Получение. Боктан получают путем двухстадийного синтеза из ме-
тиленциклобутана - побочного продукта промышленного производства
изопрена. Была создана промышленная установка с
производительностью боктана до 20 т в год.
Перспективы применения. Создание промышленного
производства боктана в России позволит использовать это горючее на су-

1.16. Горючее боктан 77
шествующих кислородно-керосиновых ЖРД с повышением
характеристик ракеты-носителя. Горючее боктан обеспечивает увеличение
удельного импульса ЖРД на 6-7 с относительно штатного
горючего - нафтил и не требует конструктивных изменений в двигателе
и ракете-носителе.
Пожаро- и взрывоопасные свойства. Боктан относится к классу
легковоспламеняющихся жидкостей, пары которых способны
образовать взрывоопасные смеси с воздухом. При достижении концентрации
паров в помещении, равной 20% от значений нижнего
концентрационного предела (0,18% об.), должна подаваться автоматическая команда
на отключение подачи горючего. Наименьшая концентрация по запаху
определена на уровне 18 мг/м3.
Токсические свойства. Горючее боктан по токсическим свойствам
относится к третьему классу опасности. ПДК паров боктана в
воздухе рабочей зоны 5 мг/м3, в атмосферном воздухе населенных мест
0,05 мг/м3, в воде водоемов 4 мг/дм3. Боктан является слабокумулиру-
ющим соединением, не обладает аллергенными свойствами и не
проявляет эмбрио- и генотоксических эффектов. По комплексу показателей
боктан следует рассматривать как умеренно опасное малотоксичное
вещество.

Глава 2
ЖИДКИЕ БОРСОДЕРЖАЩИЕ ГОРЮЧИЕ
Максимально возможная энергоемкость жидких углеводородных
горючих составляет примерно 46000 кДж/кг. При этом по мере
повышения энергоемкости вязкостные свойства горючего ухудшаются.
Энергетические характеристики углеводородных горючих можно
значительно улучшить, компаундируя их с элементоорганическими
энергоносителями. В качестве перспективного энергоносителя в настоящие
время можно рассматривать изопропилметакарборан (ИПМК). Этот
энергоноситель превосходит углеводородные горючие по объемной
и массовой теплоте сгорания, по теплопроизводительности (примерно
на 30%), обладает повышенной химической активностью. ИПМК
совместим с многими конструкционными, резинотехническими и уплот-
нительными материалами, принятыми в авиадвигателестроении.
Имеются достаточные сырьевые ресурсы. По токсичности ИПМК
относится к третьему классу умеренно опасных веществ. Все композиции
горючих с ИПМК будут иметь в продуктах сгорания борсодержащие
соединения (В2О3 и др.), которые в зависимости от режима работы
двигателя могут быть в газообразном, жидком или твердом состоянии.
На базе смесей СпНт+ИПМК могут быть созданы горючие
с объемной теплотой сгорания от 35000 до 48000 кДж/дм3. Подбором
углеводородного компонента можно получать горючие с заданными
плотностью, стехиометрическим коэффициентом и приемлемыми
низкотемпературными свойствами.
При участии ЦИАМ, ГНИИХТЭОС и 25 НИИ МО РФ
разработано несколько рецептур борсодержащих горючих. Все они
представляют собой смеси изопропилметакарборана (ИПМК) с углеводородами:
толуол (тол), циклин, квадран (KB), пенталан (ПНТ),
гидрированные димеры норборнадиена (ГДН), изомеризованный бинор-S (ИБ-S).
На рис. 2.1-2.4 приведены энергетические характеристики
потенциально возможных бинарных композиций горючих на основе ИПМК
с разными углеводородными компонентами.
Как показали термодинамические расчеты, такие борсодержащие
горючие при горении образуют большое количество различных
продуктов сгорания, состав которых резко изменяется при изменении режима
работы двигателя. При этом изменяется и энергетическая
эффективность горючих.

Гл. 2. Жидкие борсодержащие горючие
79
36-
20 40 60 80 гипмк,%(мас.)
Рис. 2.1. Зависимость объемной теплоты сгорания Qv жидких энергоемких
композиций СпНт+ИПМК от содержания в них ИПМК: 1 - горючее Т-6;
2 - циклин; 3 - квадран; 4 - пенталан; 5 - ГДН; 6 - ИБ-S
48
46
44
42
40
38
36
Qv, ю3
-
-
_
-
1
т-q
- .f
кДж/дм3
ИПМК(
/
I
/у
/у
п <
ол, ,
100%)
\ у
/\ у
\,
/кв
1
' X ,-' ГДН
зо%хЪнт
5ИПМК и
1 1 1
840
920
1000
Ю80
Рис. 2.2. Зависимость объемной теплоты сгорания Qv жидких энергоемких
композиций СпНт4-ИПМК от их плотности при t = 20 °С
На примере изопропилметакарборана видно, что основные затраты
тепла связаны с фазовым превращением оксида бора, т.е. с его
переходом из жидкого состояния в газообразное.

80
Гл. 2. Жидкие борсодержащие горючие
36
42 44 46 48
50 Qw Ю3кДж/кг
Рис. 2.3. Связь между объемной Qv и массовой QH теплотами сгорания
композиций СпНт+ИПМК: 1 - горючее Т-6; 2 - циклин; 3 - квадран; 4 - пенталан;
5 - ГДН; 6 - ИБ-S; . - glinMK = 0
1/_50, мм /с
20
40 60 80^ипмк,%(мас.)
Рис. 2.4. Зависимость кинематической вязкости v_50 различных композиций
СпНт+ИПМК от содержания в них ИПМК при t = — 50°С: 1 - изопропил-
бензол; 2 - циклин; 3 - горючее Т-6; 4 - метилин
При использовании в ПВРД борсодержащих горючих продукты
их сгорания содержат в достаточно большом количестве газообразную
ортоборную (Н3ВО3) и метаборную (НВОг) кислоты, уровни тепло-

2.2. Изопропилметакарборан + изопропилбензол 81
выделения которых существенно различны (74577 и 47700 кДж/кг,
соответственно). Состав продуктов сгорания при расширении в сопле
также изменяется, смещаясь по мере понижения давления в
сторону еще больших количеств конденсированного В2О3 и газообразной
Н3ВО3, отличающихся от других продуктов сгорания наибольшим
тепловыделением.
Таким образом, в области высоких температур в камере сгорания
двигателя (1500-2300 К) в борсодержащих горючих, в отличие от
углеводородных, наблюдается развитая диссоциация, приводящая на
режимах, соответствующих коэффициенту избытка воздуха а = 1 — 1.5,
к снижению уровня тепловыделения до 30% по сравнению с теплотой
сгорания QH при температуре 20 °С. Однако часть тепловой энергии
может быть возвращена в результате рекомбинации продуктов
сгорания в сопле.
2.1. Изопропилметакарборан + толуол
Теплотехнические характеристики восьми композиций горючих
на основе ИПМК и толуола (CyHg) приведены в табл. 2.1 и на рис. 2.2.
Горючие с толуолом имеют наименьшую объемную теплоту
сгорания из рассматриваемых далее композиций горючих с другими
углеводородами при одинаковом содержании ИПМК в горючем. Однако
эти горючие обладают самой большой массовой теплотой сгорания
при заданной величине объемной теплоты сгорания. Толуол, как
компонент, обладает очень низкой температурой начала кристаллизации
(-94,99 °С) и малой вязкостью (0,674 mmvc при 20 °С), что
позволяет получать горючие с низкотемпературными свойствами,
приемлемыми для эксплуатации. Горючие с толуолом по токсичности относятся
к третьему классу умеренно опасных веществ.
Толуол широко используется в народном хозяйстве и имеет
стоимость примерно в 100 раз ниже по сравнению с ИПМК. Горючие
с толуолом совместимы со многими конструкционными,
резинотехническими и уплотнительными материалами, используемыми в авиадви-
гателестроении.
2.2. Изопропилметакарборан + изопропилбензол
Горючие ИПМК + изопропилбензол (ИПБ) по энергетическим
характеристикам превосходят горючие ИПМК + толуол: по массовой
теплоте сгорания примерно на 0,6% и объемной - на 0,3% (при
одинаковом массовом содержании компонентов). Горючие ИПМК + ИПБ
Удовлетворяют требованиям ракетной техники по низкотемпературным
характеристикам, имеют хорошие вязкостные свойства при
температуре минус 50 °С [2.2].

82
Гл. 2. Жидкие борсодержащие горючие
ИПМК, % (мае.)
i/_5o. мм2/с
0
3,4
15
7,5
20
8,8
30
12,3
40
18,0
50
29,0
60
60,0
70
112
По токсичным свойствам горючие с ИПБ относятся к
третьему классу умеренно опасных веществ. Они совместимы со
многими конструкционными и уплотнительными материалами,
используемыми в авиационном и ракетном двигателестроении. Энергетические
и другие показатели горючих ИПМК + изопропилбензол приведены
в табл. 2.2 и на рис. 2.4.
Таблица 2.1. Теплотехнические характеристики горючих
ИПМК + толуол [2.1]
Показатель
г, % (мае.)
М
р20, кг/м3
<2н> кДж/кг
Qv> кДж/дм3
Ятп, кДж/кг
*ж.°С
Ср, кДж/(кг-К)
Lo, кг возд./кг гор.
Сстех, % (об.)
Показатель
г, % (мае.)
М
р20, кг/м3
<2Н, кДж/кг
<2v> кДж/дм3
Ятп, кДж/кг
Ср, кДж/(кг-К)
Lo, кг возд./кг гор.
Сстех, % (об.)
0
0
92,14
867,1
40963
35519
2825
2195
1,693
13,50
2,276
50
48,55
139,22
892,2
47022
41952
3349
2556
2,688
13,04
1,571
ИПМК1
15
14,28
106,27
874,5
42781
37413
2979
2303
1,906
13,36
1,999
60
58,60
148,64
897,4
48232
43283
3457
2,403
2773
12,95
1,483
j смеси,
20
19,09
110,97
877,0
43388
38049
3030
2340
1,977
13,32
1,922
70
68,77
158,06
902,6
49446
44631
3567
2629
2,830
12,86
1,405
% (мае.)
30
28,88
120,39
882,0
44598
39335
3136
2412
2,119
13,22
1,788
80
79,06
167,48
908,0
50660
46000
3682
2,546
2918
12,76
1,337
40
38,62
129,80
887,1
45812
40834
3249
2484
2,261
13,10
1,675
100
100
186,31
918,8
53080
48768
3906
2701
3,114
12,58
1,220

2.3. Изопропилметакарборан + изобутилбензол
83
Таблица 2.2. Теплотехнические характеристики горючих
ИПМК + изопропилбензол [2.1]
Показатель
г, % (мае.)
М
р20, кг/м3
<2н, кДж/кг
Qv> кДж/дм3
#тп, кДж/кг
Lo, кг возд./кг гор.
Сстех., % (Об.)
Показатель
г, % (мае.)
М
р20, кг/м3
QH, кДж/кг
Qv. кДж/дм3
Ятп, кДж/кг
Lo, кг возд./кг гор.
Сстех., % (Об.)
ИПМК в
0
0
120,196
861,8
41596
35874
2808
2194
13,81
1,715
50
48,5
153,25
889,4
47336
42077
3338
2556
13,18
1,467
15
14,2
130,12
869,9
43317
37681
2961
2303
13,63
1,641
60
58,5
159,86
895,1
48487
43400
3446
2628
13,07
1,368
смеси,(
20
18,5
133,42
872,2
43894
38238
3021
2339
13,53
1,616
70
68,64
166,48
900,9
49639
44719
3561
2701
12,94
1,368
Уо (мае.)
30
28,7
140,03
878,2
45042
39553
3123
2411
13,42
1,566
80
79,0
173,09
906,8
50783
46046
3672
2773
12,83
1,315
40
38,5
146,64
883,7
46189
40817
3230
2484
13,30
1,517
100
100
186,31
918,8
53080
48768
3906
2918
12,59
1,220
2.3. Изопропилметакарборан + изобутилбензол
Теплотехнические характеристики горючих с изобутилбензолом
(ИББ) приведены в табл. 2.3. Горючие с ИББ по объемной теплоте
сгорания практически такие же, как горючие с толуолом; потенциально
могут иметь самые благоприятные низкотемпературные свойства
(температура начала кристаллизации ИББ минус 57,48 °С, кинематическая
вязкость « 1,15 мм2/с при 20 °С). По токсическим свойствам горючие
с ИББ относятся к третьему классу умеренно опасных веществ.
Изобутилбензол (СюНи) широко используется в народном
хозяйстве и имеет более низкую стоимость по сравнению с ИПМК. Горючие
с ИББ совместимы со многими конструкционными, резинотехнически-

84
Гл. 2. Жидкие бор содержащие горючие
Таблица 2.3. Теплотехнические характеристики горючих
ИПМК + изобутилбензол [2.1]
Показатель
г, % (мае.)
М
р20, кг/м3
<2н> кДж/кг
Qv> кДж/дм3
#тп, кДж/кг
*ж,°С
Lo, кг возд./кг гор.
Сстех., % (об.)
Показатель
г, % (мае.)
М
р20, кг/м3
QH> кДж/кг
Qv> кДж/дм3
Ятп, кДж/кг
Lo, кг возд./кг гор.
Сстех., % (об.)
0
0
134,22
853,2
41797
35660
2811
2193
13,87
1,535
50
48,15
160,26
884,8
47436
41973
3336
2554
13,22
1,349
ИПМК
15
14,08
142,04
862,4
43488
37505
2964
2301
13,67
1,470
60
58,21
165,47
891,4
48567
43291
3447
2627
13,09
1,320
в смеси,
20
18,84
144,64
865,6
44053
38133
ЗОИ
2338
13,63
1,448
70
68,42
170,69
898,1
49693
44627
3550
2699
12,97
1,292
% (мае.
30
28,47
149,85
871,9
45180
39394
3142
2410
13,48
1,414
80
78,79
175,89
904,9
50823
45988
3672
2771
12,84
1,266
)
40
38,23
155,05
878,3
46310
40675
3227
2482
13,35
1,380
100
100
186,309
918,8
53080
48768
3909
2918
12,58
1,220
ми и уплотнительными материалами, используемыми в авиационном
и ракетном двигателестроении.
2.4. Изопропилметакарборан + нафтил
Теплотехнические характеристики горючих с нафтилом приведены
в табл. 2.4. По объемной теплоте сгорания горючие с нафтилом
находятся на уровне горючих с ИПБ. При одинаковой объемной теплоте
сгорания имеют наибольшую массовую теплоту сгорания и
наименьшую плотность по сравнению с композициями горючих, в которые
входят другие углеводороды.

2.5. Изопропилметакарборан + циклин
85
Таблица 2.4. Теплотехнические характеристики горючих
ИПМК + нафтил [2.1]
Показатель
г, % (мае.)
М
р2о> кг/м3
<2н> кДж/кг
Qv> кДж/дм3
#тп, кДж/кг
Lo, кг возд./кг гор.
Сстех., % (Об.)
Показатель
г, % (мае.)
М
р20> кг/м3
QH> кДж/кг
Qv» кДж/дм3
Ятп, кДж/кг
Lo, кг возд./кг гор.
Сстех.. % (Об.)
0
0
174,77
832,7
43124
35797
2755
2205
14,65
1,119
50
47,54
180,54
875,7
48102
42123
3292
2561
13,61
1,165
ИПМК1
15
13,79
176,50
845,6
44619
37409
2908
2312
14,34
1,131
60
57,62
181,69
884,4
49099
43421
3407
2633
13,41
1,175
з смеси,
20
18,47
177,08
849,9
45117
38343
2960
2348
14,24
1,136
70
67,89
182,85
893,0
50095
44736
3528
2704
13,20
1,186
% (мае.)
30
27,97
178,23
858,5
46109
39586
3068
2419
14,03
1,145
80
78,38
184,00
901,6
51087
46059
3652
2775
12,99
1,197
40
37,66
179,38
867,1
47105
40846
3178
2490
13,82
1,155
100
100
186,31
918,8
53080
48768
3909
2918
12,58
1,220
Нафтил (Ci2j9H24,52) имеет хорошие низкотемпературные свойства:
температура начала кристаллизации - минус 100 °С, кинематическая
вязкость 1,88 мм2/с при 20 °С. По токсическим свойствам горючие
с нафтилом относятся к третьему классу умеренно опасных веществ.
Горючие с нафтилом совместимы с конструкционными,
резинотехническими и уплотнительными материалами, принятыми в авиационном
и ракетном двигателестроении.
2.5. Изопропилметакарборан + циклин
Теплотехнические характеристики горючих с циклином )
приведены в табл. 2.5 и на рис. 2.1, 2.3, 2.4. Они превосходят горючие

86
Гл. 2. Жидкие борсодержащие горючие
с Т-6 по объемной и массовой теплотам сгорания, а также по
низкотемпературным свойствам. Температура начала кристаллизации циклина -
минус 130 °С. Горючие с циклином при температуре минус 50 °С имеют
вязкость менее 80 мм2/с при содержании ИПМК в горючем на уровне
60 % (мае):
ИПМК, % (мае.)
^_50» ММ2/С
0
7,8
15
11,6
20
13,4
30
18,0
40
28,7
50
42,0
60
75,9
70
154
Таблица 2.5. Теплотехнические характеристики горючих
ИПМК + циклин [2.1]
Показатель
г, % (мае.)
М
р20, кг/м3
<2н> кДж/кг
Qv> кДж/дм3
#тп, кДж/кг
гж> ^
Lo, кг возд./кг гор.
Сстех., % (об.)
Показатель
г, % (мае.)
М
р20, кг/м3
<2н> кДж/кг
Qv» кДж/дм3
Ятп, кДж/кг
сж» ^
Lo, кг возд./кг гор.
Сстех , % (Об.)
ИПМК в смеси, % (мае.)
15
14,05
143,75
860,7
45435
39105
3043
2342
13,93
1,426
50
48,08
161,27
883,70
48584
42931
3378
2579
13,38
1,325
20
18,80
146,25
863,91
45887
39641
3089
2376
13,85
1,410
60
58,15
166,28
892,03
49484
44137
3480
2647
13,22
1,301
30
28,41
151,26
870,40
46783
40721
3183
2443
13,69
1,379
70
68,36
171,29
897,41
50384
45213
3580
2715
13,06
1,278
40
38,17
156,26
877,00
47683
41818
3280
2511
13,54
1,351
80
78,75
176,30
904,40
51282
46377
3689
2782
12,90
1,258
Горючие с циклином обладают высокой токсичностью, они
относятся к веществам второго класса опасности (из-за циклина). Циклин

2.6. Изопропилметакарборан + пенталан 87
применяется в ракетной технике. Горючие с циклином совместимы
с материалами, применяемыми в авиационном и ракетном двигателе-
строении.
2.6. Изопропилметакарборан + пенталан
Теплотехнические характеристики горючих с пенталаном
приведены в табл. 2.6-2.8 и на рис. 2.1-2.3. Они превосходят горючие с Т-6
по объемной теплоте сгорания, имеют умеренную вязкость.
Таблица
Показатель
г, % (мае.)
М
р20, кг/м3
<2н» кДж/кг
Qv> кДж/дм3
Ятп, кДж/кг
ьн кр.» ^
Lo, кг возд./кг гор.
Сстех , % (Об.)
2.6. Теплотехнические характеристики горючих
ИПМК + пенталан [2.1]
15
16,58
140,3
1015,0
43417
44070
3005
-31,5
2354
13,45
1,48
20
21,97
143,0
1008,6
43877
44698
3073
-36,5
2388
13,40
1,49
ИПМК в смеси, %
30
32,56
148,4
997,0
44799
45251
3173
-41
2454
13,30
1,45
40
42,83
153,9
985,4
45720
45820
3274
-49
2520
13,19
1,41
50
52,97
159,3
974,1
46641
46348
3374
ниже
-61
2586
13,09
1,37
(мае.)
60
62,82
164,7
960,8
47562
46850
3400
ниже
-60
2653
12,99
1,34
70
72,44
170,1
950,8
49798
47348
3584
ниже
-60
2779
12,89
1,30
80
81,5
175,5
940,1
50890
47821
3693
-
2785
12,76
1,27
Таблица 2.7. Кинематическая вязкость горючих ИПМК + пенталан
t, °с
-50
-40
-20
0
20
v, мм2/с, при ИПМК % (мае.)
0
41,95
22,66
10,04
5,23
3,37
20
57,0
31,85
13,89
6,78
4,30
40
99,4
53,2
19,1
9,6
5,9
50
141
70
24
11,1
6,5
60
259
90
32
14
7,3
80
135
52
21
11,0
100
ТВ.
306,5
79,4
31,7
16,2

88
Гл. 2. Жидкие борсодержащие горючие
Таблица 2.8.
ИПМК, % (мае.)
Ср, кДжДкг-К)
Теплоемкость
15
2,615
20
2,644
горючих ИПМК + пенталан при 20 С
30
2,703
40
2,762
50
2,820
60
2,879
70
2,938
80
2,996
Горючие ИПМК+пенталан совместимы с основными
конструкционными и уплотнительными материалами, применяемыми в топливных
системах авиадвигателей. По токсическим свойствам относятся к
третьему классу опасности.
Горючие ИПМК с пенталаном необходимо хранить в металлической
таре из белой жести или стальных бочках в складских неотапливаемых
помещениях или под навесом.
2.7. Изопропилметакарборан + толуол + циклин
В технической документации это горючее известно под условным
обозначением ГН-1.
Горючее ГН-1 - бесцветная или слегка темноватая жидкость,
обладающая специфическим запахом. Ее состав, % (мае): ИПМК
^ 80, толуол ^ 10 и циклин ^ 10. Брутто-формула горючего ГН-1 -
Физические и теплотехнические свойства горючего ГН-1 приведены
в табл. 2.9-2.12.
Таблица 2.9. Массовая и объемная теплоты сгорания горючего ГН-11^ [2.2]
<2н> кДж/кг
Qv. кДж/дм3
Qk.6.
55475
50367
53595
48650
Qrr
51895
47120
<2жг
50960
46300
l) Qk6 ~ определена по методике МГУ в условиях калориметрической
бомбы, когда В2О3 переведен в борную кислоту; Qlm - соответствует
В2О3 (т) и Н2О (ж); QTr. - В2О3 (т) и Н2О (г); Q*, - В2О3 (ж)
и Н2О (г); было принято р20= 908 кг/м3
Опытный образец горючего ГН-1 имеет: кислотность 7,2 мг
КОН/100 см3, фактических смол 5,5 мг/100 см3 и нерастворимых
осадков 7,6 мг/100 см3 горючего (t = 150 °С, г = 5 ч). При t = 180°С
и г = 2 ч количество нерастворимых осадков увеличивается до
12 мг/100 см3. Горючее выдерживает испытание (t = 100°С, г = 3 ч)
на медной пластинке. Общая сера отсутствует. Взаимодействие
с водой: топливо эмульгирует, разделение фаз - четкое. Максимальное
содержание растворенной воды в горючем при 20 и 50 °С
соответственно 0,034 и 0,040% (мае).

2.8. Изопропилметакарборан + Т-6
89
Нормы на горючее ГН-1 регламентируются техническими
условиями (ТУ 6-02-1-360-80).
Таблица 2.10. Физические и теплотехнические свойства горючего ГН-1 [2.2]
Показатель
М
gc. %(мас.)
gH, %(мас.)
gB, %(мас.)
''КИП» ^
/020, кг/м3
i/20, мм2/с
/z, 10"3 Пас
Величина
171,14
44,31
9,86
45,83
-60
139-262
907,5
6,45
5,85
Показатель
QH, кДж/кг
Qv» кДж/дм3
Ятп, кДж/кг
*хв» ^-(
^всп» ^
Lo, кг возд./кг гор.
ПДК, мг/м3
Кл. опасности
Величина
50960
46300
3676
^300
38
12,86
3
3
Таблица 2.11. Плотность горючего ГН-1
(по экспериментальным данным [2.2])
и °с
-40
-30
-20
-10
0
10
р, кг/м3
951,0
944,5
938,6
932,1
924,7
916,7
и °с
20
30
40
50
60
70
р, кг/м3
907,5
901,0
895,2
886,7
879,2
872,3
и °с
80
90
100
ПО
120
р, кг/м3
864,3
857,3
848,6
842,3
835,0
2.8. Изопропилметакарборан + Т-6
Теплотехнические характеристики горючих с Т-6 (Ci3,5iH35,4)
приведены в табл. 2.13 и на рис. 2.1-2.4. Горючие с Т-6 несколько
превосходят горючие с нафтилом по объемной теплоте сгорания, но уступают
им по массовой теплоте сгорания. Температура начала кристаллизации
Т-6 ниже минус 60 °С. Вязкость горючих с Т-6 зависит от содержания
в нем ИПМК:

90
Гл. 2. Жидкие борсодержащие горючие
ИПМК, % (мае.)
"-35* ММ2/С
0
37,3
15
46
20
51
30
67
40
93
50
128
60
> 200
Таблица 2.12. Динамическая и кинематическая вязкость горючего ГН-1 [2.2]
-40
-30
-20
-10
0
10
Пас
58,96
37,50
21,93
14,98
10,86
8,62
мм2/с
62-67
39,69
23,67
16,07
11,75
9,40
20
30
40
50
60
70
М, КГ3
Пас
5,85
4,59
3,67
2,93
2,48
2,00
мм2/с
6,45
5,10
4,10
3,31
2,82
2,29
и °с
80
90
100
ПО
Пас
1,78
1,52
1,30
1,07
I/,
мм2/с
2,06
1,77
1,53
1,27
По токсическим свойствам Т-6 относится к четвертому классу
малоопасных веществ. Это предопределяет сравнительно слабую
токсичность горючих ИПМК + Т-6. Горючие с Т-6 совместимы со всеми
материалами, принятыми в авиационном и ракетном двигателестроении.
Таблица 2.13. Теплотехнические характеристики горючих
ИПМК + Т-6 [2.1]
Показатель
г, % (мае.)
М
р20, кг/м3
<2н> кДж/кг
Qv> кДж/дм3
Ятп, кДж/кг
ьж» ^
Сру кДж/(кг-К)
Lo, кг возд./кг гор.
Сстех, % (об.)
0
0
189,55
841,0
43150
36289
2768
2120
1,885
14,59
1,041
ИПМКе
15
13,9
189,06
851,8
44640
38024
2920
2240
2,069
14,29
1,061
j смеси,
20
18,6
188,90
855,5
45134
38615
2972
2280
2,131
14,19
1,069
% (мае.)
30
28,2
188,58
862,9
46126
39804
3077
2359
2,254
13,99
1,086
40
37,9
188,25
870,5
47122
41018
3186
2439
2,377
13,79
1,104

2.9. Изопропилметакарборан + RJ-5
91
Продолжение табл. 2.13
Показатель
г, % (мае.)
М
р20, кг/м3
QH, кДж/кг
Qv, кДж/дм3
Ятп, кДж/кг
Ср, кДж/(кг-К)
Lo, кг возд./кг гор.
Сстех, % (об.)
50
47,8
187,93
878,19
48115
42253
3298
2519
2,499
13,58
1,122
60
57,8
187,60
886,0
49107
43509
3415
2599
2,622
13,38
1,141
70
68,6
187,28
893,98
50103
44790
3532
2679
2,745
13,19
1,155
80
78,6
186,95
902,1
51094
46092
3844
2758
2,868
12,98
1,180
100
100
186,31
918,8
53080
48768
3906
2701
3,114
12,58
1,220
2.9. Изопропилметакарборан + RJ-5
Теплотехнические характеристики горючих ИПМК с RJ-5
приведены в табл. 2.14.
Горючие с RJ-5 по объемной теплоте сгорания превосходят
горючие с другими вышерассмотренными углеводородными
компонентами. Температура начала кристаллизации горючих с RJ-5 ниже минус
47 °С. Но, тем не менее, горючие с RJ-5 обладают высокой вязкостью,
Таблица 2.14. Теплотехнические характеристики горючих
ИПМК + RJ-5 [2.1]
Показатель
г, % (мае.)
М
р20, кг/м3
<2н> кДж/кг
Qv> кДж/дм3
Ятп, кДж/кг
Lo, кг возд./кг гор.
Сстех, % (об.)
0
0
186,305
1080,0
41450
44766
2816
2205
13,72
1,121
ИПМК1
15
17,18
186,30
1052,3
43195
45452
2969
2312
13,55
1,136
j смеси,
20
22,71
186,30
1044,1
43777
45707
3021
2348
13,49
1,141
% (мае.)
30
33,50
186,30
1026,0
44937
46105
3125
2419
13,38
1,151
40
43,94
186,309
1009,2
46101
46515
3231
2490
13,27
1,161

92
Гл. 2. Жидкие борсодержащие горючие
Продолжение табл. 2.14
Показатель
г, % (мае.)
М
р20, кг/м3
QH, кДж/кг
Qv, кДж/дм3
Ятп, кДж/кг
Lo, кг возд./кг гор.
Сстех., % (об.)
50
54,03
186,30
992,9
47265
46930
3340
2561
13,15
1,170
60
63,81
186,30
977,1
48429
47319
3449
2633
13,04
1,180
70
73,28
186,309
961,9
49593
47704
3560
2704
12,93
1,190
80
82,46
186,309
947,1
50754
48068
3675
2775
12,81
1,200
100
100
186,309
918,8
53080
48768
3906
2918
12,586
1,220
что обусловлено малой подвижностью RJ-5, особенно при
отрицательных температурах. Все композиции горючих с RJ-5 относятся к
третьему классу умеренно опасных веществ. Горючие с RJ-5 совместимы
с материалами, принятыми в авиационном и ракетном двигателестрое-
нии.

Глава 3
СУСПЕНЗИОННЫЕ ТИКСОТРОПНЫЕ ГОРЮЧИЕ
Суспензионные горючие представляют собой многокомпонентные
смеси: жидкий компонент (дисперсионная среда), твердый компонент
(дисперсная фаза), структурирующие и стабилизирующие вещества.
В качестве дисперсионной среды используются, как правило,
углеводороды, обладающие малой вязкостью и низкой температурой
кристаллизации. Энергоемкость обеспечивается введением в их состав
технического углерода, алюминия, бора, борида алюминия и других
энергоносителей. В качестве структурирующих добавок применяются,
как правило, каучуки разных марок. Структурирующие добавки
необходимы для создания полимерной оболочки на твердых частицах
дисперсной фазы. В дисперсионной среде полимерная оболочка набухает,
ее объем увеличивается в 10-20 раз. Стабилизирующие добавки -
поверхностно-активные вещества - вводятся в суспензионные горючие
для предотвращения агрегации частиц дисперсной фазы.
Суспензионные горючие обладают уникальными энергетическими
характеристиками. Многокомпонентность суспензий позволяет в
широких пределах изменять такие эксплуатационные свойства, как
дисперсионная устойчивость, прокачиваемость по трубопроводам,
способность к распыливанию, испаряемость, пусковые свойства,
характеристики горения, совместимость с конструкционными и уплотнительны-
ми материалами, взрыво- и пожаробезопасность, токсичность и другие
[3.1-3.6].
По составу суспензии имеют определенные ограничения. По мере
уменьшения расстояния между частицами металла ухудшаются
реологические характеристики суспензий. При некотором минимальном
расстоянии между ними (Дмин) эффективная вязкость суспензии будет
столь большой, что ее нельзя будет прокачивать по топливной системе
двигателя и летательного аппарата. Если частицы металла будут
слишком крупными, то время их полного сгорания может превысить время
пребывания частиц в камере сгорания. Переход с жидкого горючего на
суспензионное имеет смысл лишь в том случае, когда последнее
существенно превосходит жидкое горючие по объемной теплоте сгорания.
На рис. 3.1 представлена номограмма, иллюстрирующая зависимость
объемного содержания частиц металла от их размера и расстояния
между ними. Линия 74% (об.) соответствует самой плотной упаковке
монодисперсного порошка (сферические частицы соприкасаются между

94 Гл. 3. Суспензионные тиксотропные горючие
собой). В суспензии, обладающей требуемой подвижностью,
содержание твердого компонента должно быть значительно меньше 74% (об.).
20
0 10 20 30 40 d, мкм
Рис. 3.1. Зависимость объемной доли г частиц от их диаметра d и расстояния
Д между ними
Одним из свойств суспензионных горючих является седиментацион-
ная и агрегативная стабильность, устойчивость к оседанию дисперсной
фазы и агрегации (слипанию) частиц. Они определяют длительность
хранения, работоспособность топливной системы в эксплуатационных
условиях, характеризуют способность противостоять процессам
изменения распределения твердой фазы в дисперсионной среде под
воздействием сил тяжести, центробежных и вибрационных нагрузок.
По реологическим свойствам суспензионные горючие занимают
промежуточное положение между вязкими жидкостями модели Ньютона
и идеально упругими твердыми телами модели Гука.
Для реальных композиций суспензионных горючих характерна
способность восстанавливать свою структуру во времени после
ее механического разрушения. Это явление называется тиксотропией.
В спокойном состоянии такие горючие имеют значительную вязкость,
после встряхивания сильно разжижаются и могут легко вытекать
из топливного бака. Через определенное время выдержки такое
горючее в спокойном состоянии снова превращается в
структурированную систему. Это явление следует учитывать при перекачке
суспензионных горючих, которые могут загустевать при остановке
процесса перекачки. В связи с этим при использовании суспензионных
горючих в системе подачи и регулирования расхода горючего
необходимо иметь специальное устройство для создания начального
напряжения деформации сдвига.

Гл. 3. Суспензионные тиксотропные горючие
95
Вязкость суспензионных тиксотропных горючих (СТГ)
определяется в основном дисперсностью твердого наполнителя: чем выше
дисперсность (при том же количестве дисперсной фазы), тем больше вязкость.
Исходя из требований к топливной системе, такое изменение вязкости
нежелательно, в то же время повышение дисперсности наполнителя
целесообразно для получения высокой полноты сгорания.
Вязкость суспензионных горючих быстро возрастает при
увеличении содержания наполнителя. При малой концентрации твердой фазы
(менее 20%) дисперсность порошка практически не влияет на
вязкость. На реологические свойства суспензионных горючих до
некоторой степени влияет вязкость стабилизатора, однако решающим
является его природа.
На рис. 3.2 представлены зависимости вязкости одного из образцов
СТГ от напряжения сдвига, скорости сдвига и температуры. Из этих
зависимостей следует, что вязкость суспензии можно изменять в
широких пределах путем подбора значений указанных параметров.
400
300
200
100
fi9 iia*c
1=200
40°/
глО W
ллО1/1
70oi/l \
С U0,5
0 100 200 300 г, дин/см2
Рис. 3.2. Зависимость вязкости СТГ от напряжения сдвига г при разных
скоростях сдвига j и температурах t
Плотность суспензии определяется:
(3.1)
г=1
ГДе р - плотность суспензии;
^-компонента.
г* - плотность и объемная доля

96 Гл. 3. Суспензионные тиксотропные горючие
Влиянием загустителя можно пренебречь из-за его малой
концентрации в суспензии (3-5%).
Температура начала кристаллизации СТГ в первом приближении
принимается равной температуре кристаллизации дисперсионной
среды. Загуститель не влияет, так как его температура кристаллизации,
как правило, выше температуры кристаллизации дисперсионной среды,
и при охлаждении суспензии он затвердевает первым. При этом
суспензия в целом остается подвижной тиксотропной системой.
Возможно также влияние в определенной мере энергетических
характеристик поверхности раздела фаз, и чем больше
относительная площадь поверхности, тем заметнее должно быть влияние на
температуру кристаллизации. Можно предположить, что это влияние
прямо пропорционально объемному содержанию дисперсной фазы и
стабилизатора в суспензии, т.е. определяется отношением (гт + гс)/гж.
Однако суспензии, представляющие практический интерес, содержат
более 26% (об.) дисперсионной среды, и величина этого отношения
будет мала.
Следует иметь в виду, что подвижность суспензии будет
определяться, в конечном счете, не температурой кристаллизации
дисперсионной среды, а реологическими характеристиками суспензии при
низких температурах.
Давление насыщенных паров СТГ следует принимать равным
давлению насыщенных паров дисперсионной среды, так как фугитивность
любого реального загустителя более чем на порядок ниже фугитивно-
сти дисперсионной среды. Для экспериментального определения
давления насыщенных паров дисперсионной среды можно использовать
метод ЦИАМ-КИИГА, принятый для реактивных топлив [3.5].
Теплота испарения. Количество тепла на испарение суспензии
определяется теплотой испарения дисперсионной среды и загустителя.
Твердые компоненты в процессе испарения не участвуют, так как
они кипят при температурах, существенно более высоких, чем другие
компоненты.
Теплота испарения СТГ (ДЯГ) определяется:
д#г = ежд#исп.ж + есдяиспс, (3.2)
где ёж и gc - массовые доли дисперсионной среды и загустителя;
ДЯИСП ж и Д#исп с - теплоты испарения дисперсионной среды и
загустителя.
Если теплота испарения загустителя неизвестна, то ее условно
можно принимать равной теплоте испарения дисперсионной среды.
Правомерность такого приема вполне корректна, так как загустителя
в суспензии по количеству на порядок меньше, чем дисперсионной
среды.
Для расчета теплоты испарения жидкой фазы суспензии при
температуре, отличающейся от нормальной температуры кипения, рекомен-

Гл. 3. Суспензионные тиксотропные горючие 97
довано уравнение:
/ Т -Т \0А
ЛЯИСП. = ДЯКИП. кр , (3.3)
\-*кр -*кип. /
где ДЯИСП и АЯКИП - теплоты испарения при температурах Т и Ткип;
Т - критическая температура.
КР Теплоемкость СТГ, в которых компоненты не вступают между
собой в химическое взаимодействие, может определяться по правилу
аддитивности.
Жаропроизводительность суспензии - это температура,
достигаемая продуктами сгорания при полном сгорании горючей смеси сте-
хиометрического состава в адиабатических условиях. При подсчете
жаропроизводительности температуры суспензии и окислителя
принимаются равными О °С и не учитываются потери тепла на диссоциацию
продуктов сгорания.
Температура самовоспламенения СТГ определяется свойствами
дисперсионной среды. Для углеводородов температура
самовоспламенения тем ниже, чем выше молекулярная масса. Для
авиакеросинов она находится на уровне 205-215°С при атмосферном давлении.
Углерод, алюминий, бор и их соединения при температурах
самовоспламенения дисперсионной среды практически инертны. Поэтому
их влиянием на температуру самовоспламенения суспензионных
горючих можно пренебречь.
Концентрационные пределы распространения пламени. Исходя
из физико-химических свойств компонентов суспензий,
концентрационные пределы распространения пламени (КПРП) определяются
свойствами дисперсионной среды.
В табл. 3.1-3.4 и на рис. 3.3 приведены результаты расчета
характеристик СТГ на основе горючего Т-6 и твердых энергоносителей:
технического углерода (ТУ), алюминия, бора и диборида алюминия.
Расчеты показывают, что у суспензионных горючих, не содержащих
бор в своем составе, изменение массового и объемного удельного
импульса /уд и /уд v практически полностью соответствует изменению
массовой и объемной теплот сгорания QH и Qv во всей области
режимов полета (Мп = 2 — 5, а > 1). К таким горючим относятся
суспензии с углеродом и алюминием.
Влияние бора на /уд и /уд v в суспензионных борных горючих такое
же, как у жидких борсодержащих горючих.
Процессы диссоциации и рекомбинации свойственны всем
горючим и топливам, однако эти процессы особенно сильно проявляются
в ракетных двигателях, работающих на металлизированных горючих
(топливах) и развивающих температуру до 3000-3500 К.
Расчеты показывают, что горючие с бором при одном и том же его
содержании превосходят по величине /уд и /уд v суспензии с 40% А1
или углерода. Наибольший эффект от использования борсодержащих
4 В.Н. Бакулин, Н.Ф. Дубовкин, В. Н. Котова и др.

98
Гл. 3. Суспензионные тиксотропные горючие
140
120
100
80
60
40
20
Qv, 10 кДж/дм3
-
100%/
%■■■'-"""-
- cxJC""'.
1 1
A1B9 *B
T-(
1
„74Й. -1
50% У
. 20%/
)
1 1 1
30 34 38 42 46 50 54
Ю3кДж/кг
Рис. 3.3. Связь между объемной Qv и массовой QH теплотами сгорания
в суспензионных горючих на основе Т-6, углерода, алюминия, бора и диборида
алюминия при обогащении горючего твердым продуктом
горючих следует ожидать в ЛА с ПВРД, осуществляющих длительный
маршевый полет при работе двигателя на режиме а ^ 2.
В целом суспензионные горючие на основе бора и боридов
алюминия следует рассматривать как наиболее перспективные. Однако
они нуждаются в улучшении ряда эксплуатационных характеристик,
прежде всего, реологических, седиментационных, адгезионных, коге-
зионных, которые сдерживают применение таких горючих на БПЛА.
По данным [3.3, 3.7], например, на основе углеводородной среды
и углерода можно получить суспензионное горючее с объемной
теплотой сгорания на уровне 51000-54000 кДж/дм3. Один из образцов
СТГ-С имел следующий состав [3.8]: 60% (мае.) JP-10 + 38% ТУ +
2% (мае.) СТ. Здесь JP-10 - синтетическое углеводородное горючее;
ТУ - технический углерод; СТ - стабилизатор.
В США создано суспензионное горючее на основе углерода, на
которое имеется спецификация. Оно обладает необходимой стабильностью
при хранении и имеет приемлемые реологические характеристики.
Были проведены демонстрационные испытания двигателя "Williums-107
Core Engine". Камера сгорания была оборудована специальными
форсунками, имела каталитическую секцию, жаровая труба покрыта
углеродом. Был выполнен большой объем работ по топливной системе
двигателя.
За рубежом проводятся также работы по созданию СТГ с
использованием более энергоемких, чем углерод, наполнителей, таких
как алюминий, бор и их сплавы. В нашей стране состояние работ
по суспензионным горючим находится примерно на таком же уровне,
что и в США.

3.2. Горючее Т-6+А1 99
В ЦИАМ совместно с ИГИ и ЯНПО "Техуглерод" были
исследованы опытные образцы СТГ-С с содержанием технического углерода
до 60% (мае.) [3.5]. Некоторые образцы горючего имели
удовлетворительную текучесть при температуре минус 40 °С и объемную теплоту
сгорания 46720 кДж/дм3 при 20 °С.
Известно, что высокой полноты сгорания СТГ достигнуть
значительно труднее, чем жидкого горючего. Опыты, проведенные на
натурной камере сгорания ГТД с пневматической форсункой (диаметр сопла
0,8 мм), показали, что горючее 40% ТУ + 60% Т-6 свободно
прокачивается шестеренчатым насосом и вполне удовлетворительно распыли-
вается. Воспламенение горючего обеспечивается электрическим
разрядом. Камера сгорания устойчиво работала до полного израсходования
горючего (« 30 мин). Полнота сгорания составляла 95% при давлении
в камере Р = 0,1 МПа.
Опыт работы с образцами разных СТГ на основе углеводородов
с добавками С, А1 и В показал, что в первом приближении их
можно рассматривать как механические смеси. Это положение весьма
близко к действительности, особенно при умеренных температурах,
когда дисперсионная среда и загуститель (структурирующая добавка)
термохимически остаются стабильными. Твердый компонент (С, А1, В
и др.), как правило, инертен в эксплуатационном интервале температур
в топливной системе. Это позволяет многие свойства СТГ
рассчитывать, исходя из допущения об аддитивности свойств.
3.1. Горючее Т-6+углерод
Теплотехнические характеристики суспензионных горючих Т-6+ТУ
приведены в табл. 3.1, из которой видно, что суспензии с
углеродом превосходят авиакеросин по объемной теплоте сгорания.
Горючие Т-6+ТУ при 50% содержании ТУ по объемной теплоте сгорания
на 36% превышают горючее Т-6.
Углеродные суспензии имеют хорошие эксплуатационные
показатели: они могут быть массовыми, дешевыми, экологически
чистыми, относятся к четвертому классу опасности; продукты сгорания
практически не содержат конденсированных частиц. Они совместимы
со всеми материалами, с которыми совместимы реактивные топлива;
свободно прокачиваются через пневматическую форсунку,
удовлетворительно распыливаются. Полнота сгорания опытного образца
горючего Т-6 + ТУ в камере сгорания ГТД достигала 90-95%.
3.2, Горючее Т-6+А1
Теплотехнические характеристики суспензионных горючих Т-6+А1
приведены в табл. 3.2. Как следует из приведенных данных, введение
алюминия в Т-6 увеличивает объемную теплоту сгорания и уменьшает

100
Гл. 3. Суспензионные тиксотропные горючие
Таблица 3.1. Теплотехнические характеристики
суспензионных горючих Т-6+ТУ [3.4]
Показатель
gTy, % (мае.)
М
р2о» КГ/М3
QH, кДж/кг
Qv» кДж/дм3
Ятп, кДж/кг
/ °Г
ьж» ^
Lo, кг возд./кг гор.
0
0
187.6
841
43150
36287
2767
2135
14,59
20
36.1
124.2
1053
39406
41495
2721
2139
13,47
ТУ в горючем,
30
49,19
101,2
1159
38050
44099
2705
2140
13,06
40
60,10
82,07
1265
36919
46704
2688
2141
12,73
% (об.)
50
69,32
65,9
1370
35965
49270
2675
2142
12,44
74
86,5
35,7
1625
34181
55544
2646
2144
11,91
100
100
12.011
1900
32782
62287
2625
2145
11,49
Таблица 3.2. Теплотехнические характеристики
суспензионных горючих Т-6+А1 [3.4]
Показатель
gA1, % (мае.)
М
р20, кг/м3
<2н> кДж/кг
Qv> кДж/дм3
Ятп, кДж/кг
Lo, кг возд./кг гор.
0
0
187,6
841
43150
36287
2767
14,59
20
44,5
116,1
1213
37756
45799
3496
9,80
А1 в горючем, (
30
57,9
94,6
1398
36132
50514
3663
8,36
40
68,1
78,2
1584
34897
55278
4224
7,26
Уо (Об.)
50
76,2
65,2
1770
33917
60034
4589
6,39
74
90,1
42,9
2216
32230
71423
5472
4,89
100
100
26,98
2699
31032
83757
6420
3,83
массовую теплоту сгорания. По сравнению с ТУ алюминий оказывает
более существенное влияние на характеристики горючего. Суспензия
горючего с 50% алюминия по энергоемкости превосходит горючее Т-6
на 65%.
Суспензионные горючие с алюминием могут быть массовыми,
сравнительно дешевыми и экологически чистыми; относятся к третьему
классу опасности. Они имеют благоприятные характеристики горения;
продукты сгорания содержат конденсированную фазу (AI2O3).

ЗА. Горючее Т-6+А1В2
101
3.3. Горючее Т-6+В
Теплотехнические характеристики суспензионных горючих Т-6+В
приведены в табл. 3.3. Из таблицы следует, что обогащение горючего
Т-6 энергоемким наполнителем - бором - приводит к более заметному
росту как массовой, так и объемной теплот сгорания. Для
суспензионного горючего с 50% бора рост теплоты сгорания составляет,
соответственно, 25% и 137% по отношению к горючему Т-6.
Таблица 3.3. Теплотехнические характеристики
суспензионных горючих Т-6+В [3.4]
Показатель
gB, % (мае.)
М
р20. кг/м3
<2н> кДж/кг
Qv> кДж/дм3
Ятп, кДж/кг
Lo, кг возд./кг гор.
0
0
187,6
841
43150
36287
2767
14,59
20
41,05
115,0
1141
49291
56241
3643
12,53
В в горючем,
30
54,4
91,4
1291
51289
66213
3988
11,86
40
65,0
72,7
1441
52875
76193
4288
11,33
% (об.)
50
73,6
57,5
1590
54162
86115
4555
10,89
74
58,8
30,6
1950
56437
110054
5071
10,13
100
100
10,81
2340
58113
135987
5499
9,57
Суспензии с бором могут быть массовыми, сравнительно
дешевыми; они обладают низкой коррозионной агрессивностью по
отношению ко многим металлам, применяемым в топливных системах
двигателей и летательных аппаратов; относятся к третьему классу
опасности. Продукты сгорания содержат конденсированную фазу (В2О3).
При температуре 1300-2100 °С оксид бора переходит в жидкое
состояние, а при более высоких температурах - в газообразное. Во влажной
среде образуется летучая борная кислота.
3.4. Горючее Т-6+А1В2
Основные теплотехнические характеристики суспензионных
горючих T-6+AIB2 приведены в табл. 3.4. С увеличением содержания дибо-
рида алюминия в Т-6 наблюдается такой же значительный рост
объемной теплоты сгорания, как и при введении бора. Суспензия горючего
с 50% диборида алюминия по энергоемкости превосходит горючее Т-6
на 130%. На массовую теплоту сгорания диборид алюминия
практически не влияет.

102
Гл. 3. Суспензионные тиксотропные горючие
Таблица 3.4.
Теплотехнические характеристики
суспензионных горючих Т-б+АШг [3.4]
Показатель
£а,в2> % (МаС')
М
р20, кг/м3
QH, кДж/кг
Qv> кДж/дм3
Ятп, кДж/кг
Lo, кг возд./кг гор.
0
0
187,6
841
43150
36287
2767
14,59
20
47,05
123,3
1271
43433
55204
3681
10,80
А1В2 в
30
60,4
105,0
1486
43513
64661
4059
9,72
горючем, % (об
40
70,3
91,5
1701
43573
74116
4392
8,92
50
78,05
80,9
1915
43620
83529
4690
8,30
•)
74
91,0
63,2
2431
43595
105974
5278
7,26
100
100
50,93
2990
43752
130821
5810
6,53
Использование боридов алюминия в СТГ имеет определенные
преимущества. Бориды алюминия обладают высокой плотностью (2500-
2990 кг/м3), объемной теплотой сгорания на уровне бора (131000—
142000 кДж/дм3) и лучше горят из-за наличия в них алюминия.
Использование боридов алюминия позволяет сократить расход бора.
Продукты сгорания СТГ на основе боридов алюминия содержат
алюминий - и борсодержащие соединения, которые в зависимости
от режима работы двигателя могут быть в твердом, жидком и
газообразном состоянии.
3.5. Горючие на основе смесей Т-6, ИПМК, А1, А1В2 и
углерода
В табл. 3.5 приведены энергетические характеристики бинарных
смесей на основе изопропилметакарборана (ИПМК), Т-6, ТУ, А1,
при равном (50%) содержании каждого компонента.
Таблица
Горючие
Т-6+ТУ
Т-6+А1
Т-6+А1В2
ИПМК+ТУ
ИПМК+ А1
ИПМК+А1В2
3.5. Энергетические характеристики
020.
кг/м3
1370
1770
1915
1238
1371
1405
Он.
кДж/кг
35965
33917
43620
42930
42056
48416
Ov. ,
кДж/дм3
49270
60034
83529
53176
57656
68052
кДж/кг
2675
4589
4690
3294
4568
4586
бинарных смесей [3.1]
«ж.
°С
2142
-
-
2545
-
-
А>,
кг возд./кг гор.
12,44
6,39
8,30
12,03
8,207
9,557

3.5. Горючие на основе смесей Т-6, ИПМК, Al, AlB<i u углерода
103
В табл. 3.6 дано сравнение показателей горючих с Т-6 и ИПМК.
Таблица 3.6. Сравнительные показатели бинарных горючих
Горючие1)
^/аГ(ту)
В2/В1 (Al)
C2/Ci (A1B2)
Отношение показателей, в %
Р2/Р1
110,6
129,1
136,3
QH2/QH1
83,8
80,6
90,1
QV2/Qvi
92,6
104,1
122,7
НТП2/Нтт
82,1
100,4
102,3
^ж2Лж1
84,2
Lo2/Lol
103,4
77,8
86,8
!) Аь Bi, и Ci - горючие с ИПМК; А2, В2, и С2 - горючие с Т-6
Физические, теплотехнические и эксплуатационные свойства этих
компонентов горючих приведены в Главах 1, 6 и 8.

Глава 4
ТВЕРДЫЕ ЛЕГКОПЛАВКИЕ ГОРЮЧИЕ
К легкоплавким горючим (ЛПГ) условно относятся горючие,
температура плавления которых выше 60 °С, т.е. выше максимально
возможной температуры атмосферного воздуха.
Легкоплавкие горючие могут состоять из легкоплавких компонентов
(ЛПК), а также содержать и тугоплавкие наполнители. В качестве
легкоплавких компонентов применяются высокоплотные полициклические
углеводороды или элементоорганические соединения. Как наполнители
могут использоваться С, А1, В, А1ВХ и др.
Борид алюминия АШг по сравнению с чистым бором имеет
примерно в 4 раза меньше микротвердость: 960 вместо 3800 кг/мм2.
Исходя из этого, можно предполагать: противоизносные свойства
расплавленных ЛПГ на основе А1ВХ будут значительно лучше, чем у ЛПГ
на основе бора.
Следует отметить, что потенциальный ресурс камеры сгорания при
работе на ЛПК + А1ВХ будет больше, чем при работе на горючем
ЛПК 4- А1, и меньше - на горючем ЛПК + В. Это вытекает из того
положения, что продукты сгорания алюминия, по сравнению с
продуктами сгорания бора, имеют более высокую температуру и,
следовательно, более высокую излучательную способность.
Таким образом, исходя из физико-химических и эксплуатационных
свойств, горючим с А1ВХ следует отдавать предпочтение перед горючим
с бором.
Легкоплавкие горючие можно применять в виде как шашек,
так и расплава, в зависимости от типа двигательной установки и ЛА.
Перед жидкими и суспензионными тиксотропными горючими ЛПГ
имеют ряд преимуществ. Они малотоксичны и не пожароопасны,
так как на борту ЛА и при хранении находятся в твердом состоянии.
Даже если ЛПГ на ЛА будет использоваться в расплаве, то в жидкое
состояние оно превратится постепенно в соответствии с программой
полета. Так как горючее в расплавленном состоянии находится
кратковременно, то проблемы седиментации и коагуляции дисперсной
фазы становятся не столь значимыми по сравнению с таковыми у СТГ.
Беспилотные летательные аппараты на ЛПГ обладают повышенной
боевой живучестью, так как ЛПГ не может быть взорвано осколком
снаряда или каким-либо другим способом. Применение таких горючих

Гл. 4. Твердые легкоплавкие горючие 105
на БПЛА позволит существенно повысить эффективность ЛА и
значительно облегчить обслуживание их на земле.
Характеристики, например, интегральных прямоточных воздушно-
реактивных двигателей (ИПВРД) могут быть существенно улучшены
при использовании новых горючих. Введение в ЛПГ гидрида фуллере-
на позволит интенсифицировать процесс горения горючего вследствие
ускоренного распада гидрида фуллерена на водород и элементный
углерод. Улучшение энергетических и эксплуатационных характеристик
горючих можно также получить при применении новых соединений
типа C6o[CnHm]xMfc.
Такие соединения получают путем синтеза, используя метод
гомогенного металлокомплексного катализа и циклопропанирования
фуллерена к напряженным молекулам полициклических углеводородов.
Он позволяет синтезировать молекулы, состоящие из фуллерена,
высокоплотного полициклического углеводорода и металла (А1, В и др.).
Разработка конкретных рецептур и технологии изготовления ЛПГ
пока находятся на стадии лабораторных исследований. При
изготовлении ЛПГ в виде шашек могут возникнуть технологические
ограничения. В принципе при использовании монодисперсного порошка
его объемная доля в ЛПГ не может быть более 74% (об.) (самая
плотная упаковка, координатное число г = 12). Если использовать
полидисперсный порошок, то объемное содержание его в горючем может
быть несколько больше за счет размещения мелких частиц в свободных
промежутках между крупными частицами.
Для того, чтобы ЛПГ было технологичным при изготовлении
шашек, оно должно содержать вполне определенное количество
легкоплавкого компонента (связующего). Из-за недостатка его горючее
может быть чрезмерно зернистым или очень жестким. Кроме того, состав
ЛПГ должен быть таким, чтобы в расплавленном состоянии горючее
имело приемлемые реологические характеристики, которые определяют
затраты энергии на прокачку горючего и качество распыливания.
При использовании ЛПГ в жидком состоянии работоспособность
топливной аппаратуры и эффективность рабочего процесса в камере
сгорания будут определяться теми же факторами, что и при
использовании СТГ.
В общем виде выбор дисперсности порошка и его содержания
в ЛПГ в каждом конкретном случае будет определяться компромиссом
между требованиями по объемной теплоте сгорания, полноте сгорания,
реологическим характеристикам и технологичностью.
Опыт по СТГ позволяет предполагать, что ЛПГ с оптимальными
характеристиками, вероятно, могут быть получены при использовании
порошкообразных металлов с медианным диаметром частиц в пределах
Ю-20 мкм.
Несомненный интерес представляют горючие, состоящие только
из легкоплавких компонентов. В этом случае получаются однородные
однофазные горючие как в твердом, так и в жидком (в расплаве)

106
Гл. 4. Твердые легкоплавкие горючие
состоянии. В отличие от металлизированных горючих, при
использовании однофазных горючих существенно упрощаются проблемы подачи
их в камеру сгорания и достижения высокой полноты сгорания,
отпадает проблема седиментационной устойчивости.
Перспективными представляются однофазные ЛПГ на базе элемен-
тоорганических соединений. Среди них, как показали исследования,
могут быть продукты, превосходящие углеводороды по энергетическим
показателям.
Как следует из данных, приведенных в табл. 4.1, однофазные
горючие на базе бинора-S (Б-S) и декаборана (ДКБ) могут быть
получены с объемной теплотой сгорания на уровне 50200-60000 кДж/дм3
(12000-14300 ккал/дм3). При этом, с увеличением содержания
декаборана в горючем повышается и массовая теплота сгорания,
относительный расход горючего по мере обогащения его декабораном снижается,
достигая 66% для чистого декаборана.
Таблица 4.1.
Показатель
ГДКБ, % (Об.)
М
р20, кг/м3
<2н> кДж/кг
<2у, кДж/дм3
Ятп, кДж/кг
кг возд.
кг гор.
Теплотехнические характеристики
0
0
184,28
1200
41022
49228
2835
13,47
20
24,2
171,87
1137
46641
53030
3271
13,26
ДКБ в
30
35,4
165,66
1108
49454
54797
3495
13,15
смеси, %
40
46,0
159,46
1180
52260
56438
3719
13,05
горючих
> (мае.)
50
56,1
153,25
1054
55073
58046
3951
12,94
Б-S + ДКБ [4.2]
70
74,9
140,84
1005
60688
60989
4420
12,73
100
100
122,22
940
69120
64970
5154
12,41
Даже на чисто углеводородных компонентах, например, на
базе бинора-S и антрацена, могут быть получены ЛПГ,
превосходящие жидкие углеводородные горючие по энергетическим показателям
[4.1-4.2].
Сравнительную оценку энергетических возможностей потенциально
возможных ЛПГ следует проводить в системе "двигатель-летательный
аппарат". При этом необходимо выявить влияние плотности горючего
на перераспределение масс и размеров топливного бака, разгонной
и маршевой ступеней двигательной установки и ЛА в целом с учетом
конкретных габаритно-массовых ограничений, накладываемых на ЛА,
например, сохранение объема топливного бака или сохранения
стартовой массы ЛА и т.п. Несомненно, интерес к таким горючим будет
повышаться, и они найдут свою область применения.

4.1. Горючие на основе полиэтилена, углерода и металлов
107
Ниже приведены энергетические и другие показатели возможных
ЛПГ на основе полиэтилена, ДАМСТ, антрацена, декаборана,
технического углерода, алюминия, бора и диборида алюминия.
4.1. Горючие на основе полиэтилена, углерода и
металлов
Полиэтилен (ПЭ) по энергетическим показателям находится
на уровне авиатоплив. Он плавится при температуре выше 100 °С,
нетоксичен, является массовым продуктом. Такие показатели дают
основание рассматривать ПЭ в качестве возможного компонента ЛПГ.
На рис. 4.1 показана связь между объемной и массовой теплотами
сгорания горючих на основе полиэтилена, углерода, алюминия, бора
и диборида алюминия.
130
114
98
82
66
50
34
0v,10
-
1
-
tyV
1 J X
i
3кДж/дм3
AlE
s
00%/''
/
^ — — '~
х s;
/
/
70%.,/
у
, ПЭ ,
4
30 34 38 42 46 50
54 ^ ю3кДж/кг
Рис. 4.1. Связь между объемной и массовой теплотами сгорания горючих
на основе ПЭ, углерода, алюминия, бора и диборида алюминия при
обогащении горючих высокоплавкими компонентами
Полиэтилен+ТУ. Теплотехнические характеристики легкоплавких
горючих ПЭ+ТУ приведены в табл. 4.2. Как видно из приведенных
данных, с увеличением содержания технического углерода в ЛПГ
возрастает объемная теплота сгорания. При этом массовая теплота сгорания
уменьшается. Легкоплавкое горючее ПЭ+ТУ с 50% ТУ по объемной
теплоте сгорания превосходит ПЭ на 17%.
Композиции ПЭ с техническим углеродом по экологическим
показателям находятся на уровне авиакеросинов, они дешевы, массовы,
образуют газообразные продукты сгорания.

108
Гл. 4. Твердые легкоплавкие горючие
Таблица 4.2. Теплотехнические характеристики горючих ПЭ+ТУ [4.1]
Показатель
гТУ, % (об.)
М
/920, КГ/М3
Qh> кДж/кг
Qv. кДж/дм3
Ятп, кДж/кг
т кг возд.
-«-'О»
кг гор.
0
0
25000
922
44212
40763
2807
2160
14,75
20
10,82
20002
1028
41927
43099
2777
2163
14,10
ТУ
30
17,22
17504
1090
40784
44455
2761
2165
13,77
в смеси, % (мае.)
40
24,44
15005
1161
39641
46021
2743
2166
13,45
50
32,67
12506
1242
38498
47813
2726
2167
13,12
60
42,13
10007
1334
37355
49831
2707
2169
12,80
70
53,10
7508
1441
36212
52180
2688
2171
12,47
100
100
12,01
1900
32783
62287
2625
2175
11,49
Полиэтилен+Al. Теплотехнические характеристики легкоплавких
горючих ПЭ+А1 приведены в табл. 4.3. По мере увеличения
содержания алюминия в композиции горючего повышается объемная
теплота сгорания ЛПГ и уменьшается массовая теплота сгорания,
как и в случае горючего ПЭ+ТУ. Однако при введении алюминия рост
объемной теплоты сгорания более значительный, чем при введении ТУ,
и составляет 44% для ЛПГ ПЭ+50% А1.
Таблица 4
Показатель
га,, % (об.)
М
р20, кг/м3
<3н> кДж/кг
Qv> кДж/дм3
Ятп, кДж/кг
т кг возд.
кг гор.
.3. Теплотехнические характеристики горючих
0
0
25000
922
44213
40763
2807
14,75
20
12,33
20005
1141
41575
47436
3064
12,57
А1
30
19,43
17508
1267
40260
51008
3228
11,47
в смеср
40
27,28
15011
1407
38941
54788
3422
10,38
I, % (мае.)
50
36,01
12513
1562
37623
58766
3656
9,20
60
45,77
10016
1735
36307
62986
3946
8,20
ПЭ+А1
70
56,77
7519
1931
34985
67554
4314
7,11
[4.1J
100
100
26,98
2699
31032
83757
6420
3,83
При сгорании ЛПГ с алюминием образуется конденсированная фаза
AL2O3. По токсичности AL2O3 относится к четвертому классу
опасности. ПДК аэрозоля AL2O3 в воздухе рабочей зоны 2 мг/м3.
Полиэтилен-^ В. Теплотехнические характеристики легкоплавких
горючих ПЭ+В приведены в табл. 4.4. Видно, что введение бора
в ПЭ существенно повышает как массовую, так и объемную теплоты

4.1. Горючие на основе полиэтилена, углерода и металлов 109
Таблица 4.4. Теплотехнические характеристики горючих ПЭ+В [4.1]
Показатель
гв, % (об.)
М
Р2О> КГ/МЗ
QH, кДж/кг
Qv, кДж/дм3
#тп, кДж/кг
кг возд.
°' кг гор.
0
0
25000
922
44213
40763
2807
14,75
20
8,97
20002
1049
46993
49295
3194
13,71
В
30
14,45
17503
1127
48383
54529
3410
13,19
в смеси, % (мае.)
40
20,80
15004
1217
49773
60575
3638
12,68
50
28,26
12505
1323
51163
67688
3888
12,16
60
37,15
10007
1449
52553
76149
4157
11,64
70
47,90
7508
1601
53943
86361
4451
11,12
100
100
10,81
2340
58113
135987
5499
9,57
сгорания. Для ЛПГ ПЭ+50% В повышение составляет 16% и 60%,
соответственно, по отношению к ПЭ.
Плотность всех композиций растет по мере увеличения бора
с 1049 кг/м3 (20% В) до 1601 кг/м1* (70% В).
Полиэтилен+А1В2. Теплотехнические характеристики
легкоплавких горючих ПЭ+АШг приведены в табл. 4.5. Обогащение горючего
ПЭ диборидом алюминия не влияет на массовую теплоту сгорания
и увеличивает объемную теплоту сгорания. Объемная теплота
сгорания ЛПГ ПЭ+50% AIB2 возрастает на 52% по сравнению с горючим
ПЭ. Плотность по мере повышения содержания диборида алюминия
в горючем увеличивается с 1070 кг/м3 (20% А1В2) до 1787 кг/м3 (70%
А1В2).
Таблица 4.1
Показатель
ГА1В2, % (Об.)
М
р2о> кг/м3
Qh> кДж/кг
Qv, кДж/дм3
Ятп, кДж/кг
j КГ ВОЗД.
__ °' кг гор.
>. Теплотехнические характеристики горючих
ПЭ+А1В2 [4.1]
А1Вг в смеси, % (мае.)
0
0
25000
922
44213
40763
2807
14,75
20
7,16
20010
1070
44120
47206
3128
13,11
30
11,67
17515
1163
44074
51259
3319
12,28
40
17,05
15004
1274
44028
56090
3534
11,46
50
23,57
12506
1409
43982
61973
3779
10,64
60
31,62
10007
1576
43936
69241
4061
9,82
70
41,84
7508
1787
43890
78431
4393
8,99
100
100
50,93
2990
43752
130821
5810
6,53
В табл. 4.6 приведены сравнительные данные по энергетической
эффективности (относительному изменению массовой Эдн и объемной
3qv теплот сгорания) ПЭ с А1, В и А1Вг по отношению к горючему
ПЭ+50% ТУ.

по
Гл. 4. Твердые легкоплавкие горючие
Таблица 4.6. Сравнительная энергетическая эффективность
ПЭ с А1, В и А1Вг по отношению к горючему ПЭ+50% ТУ
пэ-
пэ-
пэ-
лпг
Ь 50% А1
Ь 50% В
Ь 50% А1В2
Э(5Н,%
-2
33
14
3qv, %
23
42
30
4.2. Горючие на основе ДАМСТ, углерода и металлов
ДАМСТ может производиться в любом необходимом для
потребителя количестве. Технология производства его разработана и освоена.
По токсическим свойствам он относится к четвертому классу
опасности.
На рис. 4.2 приведена связь между объемной и массовой теплотами
сгорания горючих на основе ДАМСТ, технического углерода,
алюминия, бора и диборида алюминия.
Рис. 4.2. Связь между объемной и массовой теплотами сгорания горючих
на основе ДАМСТ, ТУ, А1, В и А1Вг при обогащении горючих высокоплавкими
компонентами
На базе смесей ДАМСТ с ТУ, А1, В и А1Вг потенциально
можно получить горючие с объемной теплотой сгорания от
46050 до 133980 кДж/дм3, массовой теплотой сгорания от 31400
до 57780 кДж/кг и плотностью от 1078 до 2990 кг/м5.

4.2. Горючие на основе ДАМСТ, углерода и металлов
111
ДАМСТ+ТУ. Теплотехнические характеристики легкоплавких
горючих ДАМСТ+ТУ приведены в табл. 4.7. Как видно из таблицы,
с увеличением содержания технического углерода в ЛПГ объемная
теплота сгорания увеличивается, а массовая теплота сгорания
уменьшается. Рост энергоемкости горючего ДАМСТ+50% ТУ составляет
16% по отношению к энергоемкости ДАМСТ.
Таблица 4.7. Теплотехнические характеристики горючих ДАМСТ+ТУ [4.1]
Показатель
ГТу, % (Об.)
М
р20, кг/м3
QH. кДж/кг
Qv, кДж/дм3
Ятп, кДж/кг
г кг возд.
кг гор.
Сстех., %(0б.)
0
0
236,36
1078
40193
43329
2787
13,42
0,905
20
12,42
191,49
1180
38711
45678
2759
13,03
1,148
ТУ
30
19,56
169,05
1239
37970
47043
2744
12,84
1,317
в смес*
40
27,44
146,62
1304
37229
48546
2727
12,65
1,538
I, % (мае.)
50
36,20
124,18
1376
36488
50208
2711
12,45
1,839
60
45,98
101,75
1456
35747
52046
2696
12,26
2,269
70
56,97
79,31
1546
35006
54118
2678
12,07
2,937
100
100
12,01
1900
32783
62287
2625
11,49
17,350
Горючие ДАМСТ+ТУ по экологическим показателям находятся
на уровне авиакеросинов, образуют газообразные продукты сгорания.
ДАМСТ+AL Теплотехнические характеристики легкоплавких
горючих ДАМСТ+А1 представлены в табл. 4.8. При увеличении в
горючем содержания А1 повышается объемная теплота сгорания, как и
при введении технического углерода. Однако рост объемной теплоты
сгорания более значительный и составляет 34% для ДАМСТ+50% А1
по отношению к ДАМСТ.
Горючие ДАМСТ+А1 относятся к четвертому классу опасности.
При сгорании образуют конденсированную фазу (А2О3).
ДАМСТ+В. Теплотехнические характеристики легкоплавких
горючих ДАМСТ+В приведены в табл. 4.9. Видно, что введение бора
в ДАМСТ значительно увеличивает как массовую, так и объемную
теплоты сгорания. Для ДАМСТ+50% В увеличение составляет,
соответственно, 14% и 55% по отношению к ДАМСТ.
ДАМСТ+А1В<1. Теплотехнические характеристики легкоплавких
горючих ДАМСТ+А1В2 приведены в табл. 4.10. Обогащение горючего
ДАМСТ диборидом алюминия незначительно увеличивает массовую
теплоту сгорания и существенно повышает объемную теплоту сгора-

112
Гл. 4. Твердые легкоплавкие горючие
Таблица 4.8.
Показатель
га., % (об.)
М
р20, кг/м3
<2н> кДж/кг
Qv. кДж/дм3
Ятп, кДж/кг
г кг возд.
кг гор.
Сстех., %(об.)
Теплотехнические характеристики горючих ДАМСТ+А1 [4.1]
0
0
236,36
1078
40193
43329
2787
iq до
0,905
20
9,08
194,48
1225
39364
48219
3149
1 1 Ч\
1,279
А1
30
14,61
173,55
1315
38858
51096
3367
10 S4
1,559
в смеси
40
21,03
152,61
1419
38267
54303
3617
О сто
1,943
, % (мае
50
28,54
131,67
1541
37581
57912
3902
2,486
:.)
60
37,46
110,73
1685
36764
61948
4240
7 fi7
3,298
70
48,24
89,79
1860
35776
66545
4640
fi 71
4,588
100
100
26,98
2699
31032
83753
6420
3,83
21,879
Таблица 4.9. Теплотехнические характеристики горючих ДАМСТ+В [4.1]
Показатель
В в смеси, % (мае.)
20
30
40
50
60
70
100
Гв, % (Об.)
М
р20, кг/м3
QH, кДж/кг
Qv» кДж/дм3
Ятп, кДж/кг
кг возд.
°* кг гор.
Сстех,%(0б.)
0
236,36
1078
40193
43329
2787
13,42
0,905
10,33
191,25
1208
42044
50790
3080
12,65
1,183
16,49
168,69
1286
43149
55488
3254
12,26
1,381
23,49
146,14
1375
44401
61052
3447
11,88
1,641
31,54
123,58
1463
45845
67303
3670
11,49
1,999
40,86
101,03
1594
47516
75739
3924
11,11
2,516
51,80
78,47
1732
49475
85691
4222
10,72
3,329
100
10,81
2340
58113
135987
5499
9,57
21,877
ния. Энергоемкость ДАМСТ+50% АШг возрастает на 50% по
сравнению с энергоемкостью ДАМСТ. Плотность увеличивается с 1236 кг/м3
(20% А1В2) до 1952 кг/м3 (70% А1В2).
В табл. 4.11 приведены сравнительные данные по энергетической
эффективности ДАМСТ с А1, В и A1B2 по отношению к горючему
ДАМСТ+50% ТУ.

4.3. Горючие на основе антрацена, углерода и металлов
Таблица 4.10. Теплотехнические характеристики
горючих ДАМСТ+А1В2 [4.1]
ИЗ
Показатель
га.в2, % (об.)
М
р20, кг/м3
<2Н, кДж/кг
Qv, кДж/дм3
#тп, кДж/кг
кг возд.
°' кг гор.
Сстех,%(0б.)
А1Вг в смеси, % (мае.)
0
0
236,36
1078
40193
43329
2787
13,42
0,905
20
8,27
199,27
1236
40486
50040
3105
12,04
1,193
30
13,38
180,73
1334
40670
54253
3293
11,35
1,346
40
19,38
162,19
1448
40884
59201
3506
10,66
1,648
50
26,50
143,64
1585
41135
65201
3750
9,97
1,983
60
35,10
125,10
1749
41441
72482
4027
9,29
2,432
70
46,69
106,56
1952
41818
81626
4356
8,60
3,064
100
100
50,93
2990
43752
130821
5810
6,53
8,013
Таблица 4.11. Сравнительная энергетическая эффективность (Э) ДАМСТ
с 50% А1, В и А1Вг по отношению к горючему ДАМСТ+50% ТУ
лпг
ДАМСТ + 50% А1
ДАМСТ + 50% В
ДАМСТ + 50% А1В2
Эдн,%
3
26
13
3qv,%
15
34
30
4.3. Горючие на основе антрацена, углерода и
металлов
Антрацен (АНТР) превосходит полиэтилен по объемной теплоте
сгорания на 22%, но уступает ему на 10% по массовой теплоте
сгорания. По сравнению с ПЭ, он имеет температуру плавления на 100 °С
выше. Обладает широким температурным диапазоном жидкого
состояния (130 °С). Антрацен можно рассматривать в качестве компонента
ЛПГ. На рис. 4.3 показана связь между объемной и массовой теплота-
ми сгорания горючих на основе антрацена, углерода, бора и диборида
алюминия.
Антрацен+ТУ. Теплотехнические характеристики горючих на
основе антрацена с техническим углеродом приведены в табл. 4.12.
Из таблицы видно, что объемная теплота сгорания горючих возрастает
по мере обогащения последних техническим углеродом, массовая
теплота сгорания при этом уменьшается. Рост объемной теплоты сгорания
горючего АНТР+50% ТУ составляет 12% по отношению к антрацену.
Плотность увеличивается с 1342 (20% ТУ) до 1643 (70% ТУ).

114
Гл. 4. Твердые легкоплавкие горючие
140
120
100
80
60
40
gv, 103кДж/дм3
A
/\
v"" \
- ту^^Х /
AHTP
i i i
100% — -f
/
i i i
32 36 40 44 48 52 q^ ю3кДж/кг
Рис. 4.3. Связь между объемной и массовой теплотами сгорания горючих
на основе антрацена (АНТР), ТУ, А1, В и А1В2 при обогащении горючих
высокоплавкими компонентами
Таблица 4.12. Теплотехнические характеристики горючих АНТР+ТУ [4.1]
Показатель
ГТу, % (Об.)
М
Р20, КГ/М3
<2н> кДж/кг
Qv> кДж/дм3
Ятп, кДж/кг
г кг возд.
кг гор.
Сстех, %(об.)
0
0
178,23
1250
39984
49978
2903
12,77
1,245
20
14,12
145,0
1342
38966
52293
2884
12,51
1,572
ТУ
30
21,99
128,39
1393
38401
53490
2870
12,38
1,790
в смеси
40
30,49
111,78
1448
37790
54717
2850
12,26
2,070
, % (мае.)
50
39,68
95,17
1508
37128
55990
2828
12,13
2,448
60
49,67
78,56
1573
36408
57271
2800
12,00
2,981
70
60,55
61,95
1643
35621
58523
2768
11,87
3,790
100
100
12,01
1900
32783
62287
2625
11,49
17,35
АншраценЛ-Al. Основные теплотехнические характеристики
горючих АНТР+А1 приведены в табл. 4.13. При введении А1 в горючие
наблюдается такая же картина, как и при введении ТУ: объемная
теплота сгорания увеличивается, а массовая теплота сгорания
уменьшается, Однако алюминий оказывает более существенное влияние.
Рост объемной теплоты сгорания горючего АНТР+50% А1 составляет
27% по отношению к антрацену. Плотность горючих увеличивается
с 1400 кг/м3 (20% А1) до 2002 кг/м3 (70% А1).
Антрацен+В. Основные теплотехнические характеристики
горючих АНТР+В приведены в табл. 4.14. Обогащение горючих бором дает

4.3. Горючие на основе антрацена, углерода и металлов 115
.^——^-^—^-^^—^—^^—^^^^
Таблица 4.13. Теплотехнические характеристики горючих АНТР+А1 [4.1]
Показатель
гА„ % (об.)
М
Р20> КГ/м3
QH, кДж/кг
Qv, кДж/дм3
#тп, кДж/кг
кг возд.
°' кг гор.
Сстех,%(0б.)
0
0
178,23
1250
39984
49978
2903
12,77
1,257
20
10,37
147,97
1400
39054
57367
3260
10,98
1,752
А1
30
16,57
132,85
1490
38502
58222
3472
10,09
2,115
в смеси
40
23,59
117,73
1592
37870
60286
3716
9,19
2,608
, % (мае.)
50
31,65
102,60
1708
37283
63681
4009
8,30
3,290
60
40,99
87,48
1844
36316
66968
4318
7,41
4,278
70
51,94
72,35
2002
35332
70757
4705
6,51
5,794
100
100
26,98
2699
31033
83757
6420
3,83
21,879
Таблица 4.1
Показатель
гв, % (об.)
М
р20, кг/м3
<2н> кДж/кг
Qv> кДж/дм3
Ятп, кДж/кг
Т кг возд.
кг гор.
Сстех, %(об.)
4. Теплотехнические характеристики горючих
0
0
178,23
1250
39984
49978
2903
1 9 77
1,257
20
11,78
144,75
1378
43610
60093
3321
19 11
1,623
В
30
18,63
128,00
1453
45422
65996
3546
1 1 Я1
1,880
в смеси,
40
26,26
111,26
1536
47235
72553
3782
1 1 ЛЛ
2,216
% (мае
50
34,82
94,52
1629
49048
79901
4030
1117
2,670
.)
60
44,48
77,78
1735
50861
88245
4292
10,85
3,319
АНТР+В [4.1]
70
55,48
61,03
1855
52670
97703
4568
1П 41
4,313
100
100
10,81
2340
58113
135987
5499
Q W\
21,88
еще больший эффект: увеличиваются как объемная, так и массовая
теплоты сгорания. Для горючего АНТР+50% В увеличение достигает,
соответственно, 60% и 23% по отношению к антрацену, плотность
возрастает с 1378 (20% В) до 1855 (70% В).
Антрацен+А1В2. Основные теплотехнические характеристики
горючих АНТР+ AIB2 приведены в табл. 4.15, из которой следует, что
Диборид алюминия практически не влияет на массовую теплоту
сгорания ЛПГ и увеличивает объемную теплоту сгорания, но в меньшей
степени, чем бор. Увеличение энергоемкости горючего АНТР+50% А1В2
составляет 45% по отношению к энергоемкости антрацена. Плотность
ЛПГ с диборидом алюминия повышается более заметно - с 1415 кг/м3
(20% А1В2) до 2109 кг/м3 (70% А1В2).

116
Гл. 4. Твердые легкоплавкие горючие
Таблица 4.15. Теплотехнические характеристики горючих АНТР+А1Вг [4.1]
Показатель
ГА1В2, % (Об.)
М
р20, кг/м3
<2н. кДж/кг
Qv, кДж/дм3
Ятп, кДж/кг
г кг возд.
кг гор.
Сстех., %(об.)
А1Вг в смеси, % (мае.)
0
0
178,23
1250
39984
49978
2903
12,77
1,257
20
9,46
152,77
1415
40340
57079
3237
11,46
1,628
30
15,19
140,04
1514
40553
61399
3434
10,81
1,878
40
21,79
127,30
1629
40800
66465
3659
10,15
2,193
50
29,48
114,58
1763
41085
72432
3913
9,50
2,592
60
38,54
101,89
1920
41412
79511
4204
8,85
3,113
70
49,38
89,12
2109
41834
88228
4552
8,19
3,817
100
100
50,93
2990
43752
130821
5810
6,53
8,013
Сравнительные данные по энергетической эффективности
антрацена с А1, В и АШг по отношению к горючему AHTP-f 50% ТУ приведены
в табл. 4.16.
Таблица 4.16. Сравнительная энергетическая эффективность (Э) антрацена
с А1, В и А1В2 по отношению к горючему АНТР+50% ТУ
лпг
АНТР + 50% А1
АНТР + 50% В
АНТР + 50% А1В2
Эдн,%
0,4
37
И
Эду,%
14
43
29
4.4. Горючие на основе декаборана, углерода и
металлов
Декаборан (ДКБ) обладает уникальными энергетическими
характеристиками: объемная теплота сгорания 64970 кг/дм3, массовая -
69120 кДж/кг при плотности 940 кг/м3. Технология его производства
разработана и освоена промышленностью. По токсичности относится
к веществам первого класса опасности. Декаборан можно
рассматривать в качестве компонента ЛПГ.
На рис. 4.4 изображена связь между объемной и массовой теплота-
ми сгорания горючих на основе декаборана, углерода, алюминия, бора
и диборида алюминия.
Декаборан+ ТУ. Теплотехнические характеристики декаборана
с техническим углеродом приведены в табл. 4.17. Из приведенных
данных видно, что объемная и массовая теплоты сгорания снижаются

4.4. Горючие на основе декаборана, углерода и металлов
117
Qv, 103кДж/дм3
А1В2
"юо%/
/
/
i i i
\
в
1
1 1 1
134
126
118
110
102
94
86
78
70
62
30 38 46 54 62 63 Qh) 10зкДж/кг
Рис. 4.4. Связь между объемной и массовой теплотами сгорания горючих
на основе декаборана (ДКБ), ТУ, А1, В и А1Вг при обогащении горючих
высокоплавкими компонентами
Таблица 4.17. Теплотехнические характеристики горючих ДКБ+ТУ [4.1]
Показатель
гТу, % (об.)
М
р2о> кг/м3
<2н> кДж/кг
Qv, кДж/дм3
Ятп, кДж/кг
г кг возд.
кг гор.
Сстех., %(0б.)
0
0
122,22
940
69120
64970
5154
12,41
1,87
30
17,49
102,94
1108
58217
64506
4434
12,13
2,27
ТУ
40
24,80
94,89
1178
54583
64297
4186
12,04
2,47
в смеси
50
33,10
85,74
1258
50949
64091
3934
11,95
2,75
, % (мае.)
60
42,60
75,16
1349
47315
63828
3679
11,86
3,15
70
53,58
63,25
1454
43685
63518
3415
11,79
3,74
80
66,43
49,01
1578
40051
63200
3161
11,67
4,82
100
100
12,01
1900
32783
62287
2625
11,49
17,35
при обогащении горючего углеродом. Однако снижение энергоемкости
незначительное и составляет для горючего ДКБ+50% ТУ всего
1,3% по отношению к декаборану. Кроме того, привлекают массовое
производство, дешевизна и экологичность углеродных ЛПГ.
Декаборан+AL Основные теплотехнические характеристики
горючих ДКБ+А1 приведены в табл. 4.18. При введении алюминия в
горючее происходит снижение массовой теплоты сгорания и увеличение
объемной теплоты сгорания. Для горючего ДКБ+50% А1 увеличение
составляет всего 7% по отношению к декаборану, в отличие от ЛПГ

118
Гл. 4. Твердые легкоплавкие горючие
Таблица 4.18. Теплотехнические характеристики горючих
Показатель
гА1, % (об.)
М
р20, кг/м3
QH> кДж/кг
Qv> кДж/дм3
#тп, кДж/кг
г кг возд.
кг гор.
0
0
122,22
940
69120
64970
12,41
1,87
30
12.99
93.63
1168
57694
67386
9.84
3.05
А1
40
18.84
84.11
1271
53884
68488
8.98
3.69
в смеси
50
25.83
74.59
1394
50074
69802
8.12
4.56
, % (мае.)
60
34.32
65.07
1540
46268
71251
7.26
5.78
70
44.83
55.55
1728
42458
73369
6.41
7.91
ДКБ+А1 [4.1]
80
58.22
46.02
1964
38648
75906
5.55
10.19
100
100
26.98
2699
31032
83757
3.83
21.88
на основе полиэтилена и антрацена, где рост объемной теплоты
сгорания, соответственно, 27% и 44%.
Декаборан+В. Теплотехнические характеристики горючих ДКБ-f В
приведены в табл. 4.19. Как следует из таблицы, с увеличением
содержания бора в горючем уменьшается массовая теплота сгорания
и увеличивается объемная теплота сгорания. Рост объемной теплоты
сгорания горючего ДКБ+50% В составляет 31%, что в 2 раза меньше,
чем при использовании в качестве основы ЛПГ полиэтилена или
антрацена.
Таблица 4.
Показатель
Гв, % (Об.)
М
р2о> кг/м3
<2н> кДж/кг
Qv. кДж/дм3
Ятп, кДж/кг
г кг возд.
кг гор.
19. Теплотехнические характеристики
0
0
122,22
940
69120
64970
12,41
1,87
30
14,69
88,78
1146
65816
75425
11,56
2,74
В
40
21,16
77,64
1236
64715
79989
11,27
3,20
горючих ДКБ+В [4.1]
в смеси, % (мае.)
50
28,66
66,39
1341
63614
85306
10,99
3,82
60
37,60
55,37
1466
62516
91645
10,70
4,66
70
48,38
44,23
1617
61416
99311
10,42
5,91
80
61,64
33,09
1803
60315
108748
10,14
7,95
100
100
10,81
2340
58113
135987
9,57
21,88
Декаборан+А1В2. Теплотехнические характеристики горючих
ДКБ+А1В2 приведены в табл. 4.20, из которой видно, что по мере
обогащения горючего диборидом алюминия снижается массовая
теплота сгорания и повышается объемная теплота сгорания. Увеличение
объемной теплоты сгорания горючего ДКБ+50% АШг составляет 24%
по отношению к декаборану. Эффект от диборида алюминия также
менее значительный.

4.4. Горючие на основе декаборана, углерода и металлов
119
Таблица 4.20. Теплотехнические характеристики горючих
Ппказатель
ГА.В2, % (Об.)
М
р20, кг/м3
<2Н, кДж/кг
Qv, кДж/дм3
#тп, кДж/кг
кг возд.
кг гор.
С7Стех,%(0б.)
ДКБ+А1В2 [4.1]
А1В2 в смеси, % (мае.)
0
0
122,22
940
69120
64970
5151
12,41
1,87
30
11,87
100,82
1183
61508
72762
5279
10,65
2,63
40
17,33
93,69
1295
58971
76367
5332
10,06
2,98
50
23,92
86,57
1430
56434
80700
5390
9,47
3,41
60
32,05
79,44
1597
53897
86072
5455
8,88
3,94
70
42,32
72,32
1807
51364
92813
5529
8,29
4,61
80
55,71
65,19
2082
48826
101655
5606
7,71
5,45
100
100
50,94
2990
43752
130821
5810
6,53
8,10
Сравнительные данные по энергетической эффективности
декаборана с А1, В и АШг по отношению к горючему ДКБ + 50% ТУ приведены
в табл. 4.21.
Таблица 4.21. Сравнительная энергетическая эффективность (Э) декаборана
с А1, В и А1Вг по отношению к горючему ДКБ + 50% ТУ
ДКБ-
ДКБ-
ДКБ-
ЛПГ
f 50%
f 50%
f- 50%
Al
В
A1B2
Эдн,%
—2
25
11
3qv, %
9
33
26
Таблица 4.22. Сравнительная энергетическая эффективность (Э, %)+) ЛПГ
Основа
ПЭ
ДАМСТ
Антрацен
Декаборан
50% ТУ
-13
-9
-7
-26
17
16
12
-1,3
50% Al
3Qh
-15
-6
-7
-27
3qv
44
34
27
7
50% В
16
14
23
-8
3gv
66
55
60
31
50% A1B2
3qh
-0,5
2
3
-18
52
50
45
24
*^ Эффективность рассчитана для горючих, содержащих 50%
высокоплавкого наполнителя по отношению к ПЭ, ДАМСТ,
антрацену или декаборану
В табл. 4.22 представлены сводные данные по влиянию
высокоплавких наполнителей (ТУ, А1, В, AIB2) на энергетическую эффективность
горючих на основе ПЭ, ДАМСТ, антрацена и декаборана. Как видно
из таблицы, наибольшей энергоемкостью обладают ПЭ+В и Антра-
Цен+В.

Глава 5
ЖИДКИЕ УГЛЕВОДОРОДНЫЕ КОМПОНЕНТЫ
ЭНЕРГОЕМКИХ ГОРЮЧИХ
В качестве компонентов энергоемких горючих в настоящее время
рассматриваются индивидуальные углеводороды и их смеси,
обладающие повышенной плотностью, низкой температурой плавления и малой
вязкостью при отрицательных температурах.
Для углеводородов характерно повышение объемной теплоты
сгорания при увеличении содержания углерода в молекуле
углеводорода (рис. 5.1). Если же в углеводороде содержание углерода больше
« 91 - 92% (мае), то такой продукт при 20 °С находится, как правило,
в твердом состоянии.
В Российской Федерации и за рубежом продолжается поиск
синтетических углеводородов, обладающих повышенной энергоемкостью,
которые можно было бы использовать в качестве компонентов в
энергоемких горючих [5.21-5.26].
Следует отметить, что в решение этой проблемы большой вклад
вносят НИИ химического профиля, и, прежде всего, ИНК РАН (г. Уфа)
и ИОХ РАН (г. Москва).
Высокая энергоемкость углеводородов достигается, как правило,
за счет повышенной плотности. Однако неизбежным следствием
увеличения плотности углеводородов является увеличение молекулярной
массы, что, в свою очередь, приводит к ухудшению
низкотемпературных свойств горючего (увеличение вязкости и, в пределе, переход
в твердое агрегатное состояние).
Одним из путей увеличения энергоемкости углеводородов является
образование ненасыщенных соединений (двойные или тройные связи)
или увеличение напряженности углеродной структуры. Напряжение
в углеводородных соединениях возникает тогда, когда атомы углерода
связываются друг с другом в кольца, содержащие менее 6 атомов
углерода. В насыщенных углеводородах шестизвенные кольца являются
энергетически наиболее благоприятными структурами, содержащими
все связи С-С в пределах тетраэдерной геометрии. В цепях меньшей
размерности для того, чтобы связать молекулы углерода,
необходимо использовать дополнительную энергию. Примером углеводорода с
напряженной структурой, который был исследован в качестве
потенциального компонента горючего, является квадрициклан. Квадрицик-
лан имеет приемлемые физические свойства и обладает большими
удельным импульсом (7уд = 306 с) и плотностью (увеличение на 22%),

Гл. 5. Жидкие углеводородные компоненты энергоемких горючих 121
86 88 90 92 94 96 98 gc, %(мас.)
Рис. 5.1. Зависимость низшей массовой QH и объемной Qv теплот
сгорания энергоемких горючих и их компонентов от содержания в них
углерода gc (QH - кДж/кг; Qv - кДж/дм3): 1 - децилин; 2 - горючее Т-6;
3 - изомеризованный бинор-S; 4 - гидрированные димеры норборнадиена;
5,6,7,8,10 - углеводородные компоненты энергоемких горючих; 9 - пенталан;
11 - бинор-S (твердый); ТУ - технический углерод
по сравнению с горючим RP-1, что может привести к увеличению
массы полезной нагрузки двухступенчатого разгонщика (например, ATLAS
11/CENTAUR DI-A на 25%).
В Лаборатории ВВС США (AFRL) был разработан ряд
углеводородов с незамкнутыми (напряженными) кольцами с расчетными
значениями /уд от 306 до 327 с. Эти вещества были исследованы с целью
определения их физических и химических свойств: летучести
(испаряемости), теплопроводности, вязкости, чувствительности к ударам,
токсикологической опасности и совместимости со многими
материалами. AFRL поставляет большое количество таких веществ авиационной
промышленности и государственным организациям с целью испытаний
их в силовых установках различной мощности и размерности.
Некоторые образцы высокоэнергетических углеводородов (ВЭУ)
уже были испытаны AFRL на ракетных двигателях совместно с NASA
и Центром им. Маршала. При этом было показано, что характеристики,

122 Гл. 5. Жидкие углеводородные компоненты энергоемких горючих
полученные из эксперимента, согласуются с теоретическими
прогнозами, основанными на оценке теплоты образования молекул.
Рассматривая возможность создания углеводородного горючего
с объемной теплотой сгорания Qv = 44800 кДж/дм3, нельзя не прийти
к выводу о том, что указанное горючее не может быть однокомпонент-
ным. Оно должно состоять из высокоэнергетической основы и одного
или нескольких разбавителей.
Высокоэнергетическая основа композиции должна удовлетворять,
по крайней мере, следующим требованиям:
- объемная теплота сгорания Qv > 46000 кДж/дм3;
- температура начала кристаллизации tH р ^ —55 °С (малая
вязкость).
Такая совокупность свойств практически труднодостижима, и
указанным требованиям удовлетворяет ограниченное число углеводородов.
В табл. 5.1 приведены несколько образцов индивидуальных
углеводородов, имеющих Qv > 44800 кДж/дм3 [5.20, 5.22-5.26].
Таблица 5.1
№
образца*^
1
2
3
4
Р>
кг/м3
1070
1079,3
1124
1180
Он.
кДж/кг
41466
41700
41198
41198
Qv,
кДж/дм3
44800
45008
46306
48567
^н.кр.>
°с
-87
-21
-57
-55
*Л
при -40°С, мм2/с
1800
-
2000
> 2000
*) 1 - гидрированный димер норборнадиена (ГДН); 2 - эндо-
эндо димер НБД гидрированный; 3 - циклопропанированные
изомеры бинора-S (ИБС-Ц); 4 - циклопропанированные димеры
циклооктатетраена (ЦД-ЦОТ)
Гидрированные димеры норборнадиена широко применяются
в США для получения высокоплотных и высокоэнергетических
углеводородных ракетных горючих многоцелевого назначения [5.23].
При выборе компонентов для вновь разрабатываемого
высокоэнергетического горючего (ВЭГ) необходимо исходить из условия, что,
кроме удовлетворительных эксплуатационных характеристик, горючее
при этом не должно требовать значительных затрат на его
производство, иметь доступное количество дешевого сырья и простую
технологию производства.
Наиболее перспективным сырьем для создания новых образцов
высокоэнергетических горючих является циклопентадиен (ЦПД),
который при хранении самопроизвольно превращается в димер - дицикло-
пентадиен (ДЦПД). Прежде всего, необходимо отметить, что ресурсы
циклопентадиена, являющегося первичным продуктом нефтепереработ-

рл 5. Жидкие углеводородные компоненты энергоемких горючих 123
практически не ограничены. При этом их нефтехимическое
происхождение позволяет прогнозировать относительно низкую стоимость
ЦПД в ближайшие годы.
Важнейшим преимуществом ЦПД, как ключевого сырья,
является возможность синтеза на его основе целого ряда напряженных
мономеров, перспективных для создания на их основе образцов
высокоплотных горючих. Первым из указанных мономеров следует
назвать норборнадиен. Значительный интерес представляют также би-
цикло[3.2.0]гептадиен, норборнен и 7-(спироциклопропан)норборнен,
7-спироциклопропан-норборнадиен, спиро[2.4]гептадиен.
Важнейшим мономером, перспективным в качестве сырья для
синтеза высоконапряженных полициклических углеводородов, остается
также норборнадиен. В России имеется технология производства нор-
борнадиена, при этом отечественная технология превосходит
зарубежную по безопасности, обеспечивает высокий выход мономера (60%,
считая на две стадии), чистота целевого продукта получается
высокой, что позволяет избежать дорогостоящей стадии ректификационной
очистки норборнадиена.
Привлекательность норборнадиена, как мономера для получения
высоконапряженных углеводородов, заключается в его уникальной
способности вступать всего в одну стадию в различные типы реакций
присоединения. Были синтезированы пента-, гекса-, гептациклические
углеводороды с плотностью > 1000 кг/м3 и объемной теплотой
сгорания до 46306 кДж/дм3. Именно гидрированные димеры норборнадиена
стали основой для создания в конце 70-х и в начале 80-х годов
самых высокоэнергетических горючих, таких как RJ-6, SI-80 (США)
и бицилин (СССР).
В табл. 5.2 приведены физико-химические свойства димеров
норборнадиена.
Следует отметить, что одним из наиболее эффективных путей
увеличения энергоемкости углеводородных горючих является цикло-
пропанирование. Важным следствием введения циклопропановой
группы (взамен гидрирования) является улучшение низкотемпературных
свойств горючего.
По этой причине создание и промышленное внедрение технологии
циклопропанирования является актуальной задачей. Проблема - одна
из сложнейших - создания безопасного метода циклопропанирования
ненасыщенных углеводородных соединений была решена в 90-е годы
научными коллективами ИОХ им. Н. Д. Зелинского РАН под
руководством академика РАН О.М. Нефедова и ИНК РАН под руководством
члена-корреспондента РАН У. М. Джемилева.
Метод циклопропанирования прошел успешные испытания на
опытных установках и был использован для наработки опытных образцов
горючих.

124 Гл. 5. Жидкие углеводородные компоненты энергоемких горючих
Таблица 5.2. Физико-химические свойства димеров норборнадиена [5.22]
Соединение £к, °С/р, Па tnjl, °С р, кг/м3 (£Пл.)г, °С рг, кг/м
75/26,7
92-93
92-102
75/26,7
-25
38-39
237/105
67-68
63,8±0,6
980(70°С)
117-119/1333
14-16
1089
21,1±0,7
1065 (30 °С)
12,3±0,2
1077 (20 °С)
73/133-267
65-65,5
122/1333
(-23М-21)
1102
8,0±0,2
1086 (20 °С)
121-122/1333
1087
г - значения для гидрированного димера
5.1. Метилциклогексан
Метилциклогексан (С7Н14) - нафтеновый углеводород, бесцветная
жидкость с запахом бензина; горит некоптящим светящимся пламенем.
В присутствии катализаторов (Рг, Pd) при 200-300 °С
метилциклогексан (МЦГ) дегидрируется в толуол. Содержится в нефтях и
отогнанных из них бензинах. В незначительных количествах растворяет
воду. При давлении 0,101 МПа максимальная растворимость воды

5.1. Метилциклогексан
125
при t= Ю,20 и 30°С составляет 0,0061, 0,0116 и 0,0179% (мае.)
соответственно.
Данные по физическим и теплотехническим свойствам МЦГ
приведены в табл. 5.3-5.24.
Таблица 5.3. Физические свойства МЦГ [5.2]
Показатель
М
gc, %(мас.)
gH. %(мас.)
Р20- кг/м3
а20, Ю-2 К"1
Д.. 10-'° Па"'
А,з., 10-'° Па"'
. °г
^н кр.» ^
''КИП» ^
Рн п, Па
Ткр, К (°С)
ркр, МПа
ркр, кг/м3
^кр
»кр
Мм. 10"3 Па-с
Величина
98,189
85,63
14,37
769,5
0,1083
8,355
10,65
-126,59
100,934
4830 (20 °С)
3,362- 105 (150 °С)
572,15 (299,13)
3,48
267,5
0,267
7,07
0,652
Показатель
i/20, мм2/с
D20, Ю-6 м2/с
<т20, 10"3 Н/м
Л20, Вт/(м-К)
а20, м/с
nD,20
#D(20, см3/с
а, 1029 см
М, Д
X, м3/кг
а, А
и
e/k, К
ПДК, мг/м3
Кл. опасности
Величина
0,847
6,71
23,68
0,112
1256
1,42312
2,02
0,3311
1,029
0
89,22
6,491
0,2564
327,7
50
4
Давление насыщенных паров МЦГ [5.2]:
- при -40 < t < 160:
lgpH п = 8,95179 - 1272,864/(221,630 +1),
- при 160 <<< 240:
igPiui. = 9,71292 - 1951,875/(316,4796 +1),
где рнп - в Па; t - в °С. Погрешность 0,02-0,2%.
(5.1)
(5.2)

126 Гл. 5. Жидкие углеводородные компоненты энергоемких горючих
Таблица 5.4. Теплотехнические свойства МЦГ [5.2]
Показатель
QB, кДж/кг
<2н. кДж/кг
Qv, 20» кДж/дм3
Ятп, кДж/кг
&НПЛ, кДж/кг
А#исп., 20» КДЖ/КГ
Ср20, кДж/(кг-К)
ЛЬ, Дж/(кг-К)
Lo, кг возд./кг гор.
Lm, моль
возд./моль гор.
Lv, м3 возд./м3 гор.
Цеп» ^->
/ °Г
Ьсв» ^
Величина
46530
43747
35660
2769
68,67
361,2
1,857
84,67
14,80
50,16
9842
3,9
265
Показатель
Ьк» ^
/ °Г
''ан.» ^
Сстех.. % (Об.)
С/н. см/с
сн,% (°6-)
Св, % (об.)
«в
*., °С
N, моль Ог/моль
гор.
ЛЧ
ОЧ
Величина
2133
40,3
1,954
37,5
1,11
6,96
1,775
0,266
2,0
27,5
10,5
100
74,8
t, °С
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
Таблица
Рн.п., Па
3,613
11,932
34,264
87,859
177,32
435,96
865,26
1617,19
2861,09
4830,25
t, °С
30
40
50
60
70
80
90
100
110
-
5.5. Давление насыщенных паров МЦГ
Рн.п., Па
7822
12208
18439
27049
38648
53931
73664
96685
129900
-
t, °С
120
130
140
150
160
170
180
190
200
-
Рн.п.. Ю5 Па
1,682
2,147
2,704
3,362
4,135
5,050
6,049
7,234
8,582
-
210
220
230
240
250
260
270
280
290
-
Рн.п, 105 Па
10,122
11,865
13,831
16,029
18,461
21,207
24,216
27,530
31,167
-
Таблица 5.6.
*, °С
р, кг/м3
20
0,211
Плотность
40
0,465
паров МЦГ на линии насыщения
80
1,733
100
3,089
150
9,484
250
60,25

5.1. Метилциклогексан
127
Таблица ,
и°с
0
10
20
30
40
50
60
70
р, кг/м3
786,8
778,1
769,5
760,6
751,9
743,2
734,5
725,6
5.7. Плотность жидкого МЦГ на линии
*, °С
80
90
100
110
120
130
140
150
р, КГ/М3
716,6
707,4
698,1
688,6
678,9
668,9
658,6
648,1
*, °С
160
170
180
190
200
210
220
-
р, кг/м3
637,3
620,0
614,1
601,7
589,1
575,9
561,6
-
насыщения
t,°C
230
240
250
260
270
280
290
-
р, кг/м3
546,4
530,4
512,8
494,3
473,9
440,0
402,0
-
Таблица 5.8. Плотность МЦГ при давлении 0,101 МПа
*, °с
р, кг/м3
и °с
р, кг/м3
-50
833,7
40
752,5
-40
824,6
60
735,1
-20
806,0
80
716,9
0
788,0
90
708,0
20
769,5
100
698,0
Таблица 5.9. Плотность МЦГ при различных температурах и давлениях
(по данным ЦИАМ-ТЦ «Нефтехим»)
+ °Г
С, L.
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
260
0,1
769,5
752,5
735,1
716,9
698,0
3,090
2,930
2,786
2,656
2,538
2,431
2,332
2,242
р, кг/м3, при р,
1
770,2
753,4
736,0
718,0
699,3
679,7
659,1
637,1
613,4
587,3
28,67
26,88
25,35
2
771,0
754,3
737,1
719,3
700,7
681,4
661,1
639,6
616,6
591,5
563,3
530,1
63,14
МПа
6
774,2
758,0
741,3
724,1
706,3
688,0
668,9
649,1
628,3
606,4
583,1
558,2
531,1
10
776,6
760,6
744,3
727,5
710,3
692,6
674,4
655,6
636,2
616,1
595,3
573,8
551,7

128 Гл. 5. Жидкие углеводородные компоненты энергоемких горючих
£, ^
280
300
320
340
360
380
400
420
440
460
480
500
0,1
2,158
2,081
2,009
1,942
1,879
1,820
1,765
1,713
1,664
1,618
1,575
1,533
Продолжение
р, кг/м3, при р,
1
24,03
22,87
21,84
20,92
20,08
19,32
18,62
17,97
17,38
16,83
16,31
15,83
2
57,23
52,81
49,20
46,37
43,90
41,74
39,85
38,17
36,65
35,28
34,03
32,88
МПа
6
501,3
467,3
415,9
342,6
264,0
212,6
180,9
159,8
144,9
133,5
124,4
117,0
табл. 5.9
10
529,1
506,0
475,8
440,6
401,2
360,4
321,2
284,6
253,7
229,8
210,7
195,1
Таблица 5.10. Изобарный коэффициент термического расширения МЦГ
(по данным ЦИАМ-ТЦ «Нефтехим»)
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
260
0,1
1,083
1,143
1,211
1,291
1,385
2,744
2,587
2,448
2,325
2,214
2,114
2,023
1,940
<*t. Ю-3
1
1,076
1,134
1,200
1,277
1,367
1,477
1,612
1,786
2,020
2,359
3,416
3,061
2,787
К"1, при
2
1,068
1,124
1,188
1,262
1,368
1,451
1,577
1,736
1,944
2,234
2,679
3,480
5,563
р, МПа
6
1,037
1,087
1,143
1,206
1,277
1,358
1,453
1,564
1,697
1,858
2,060
2,314
2,666
10
1,009
1,053
1,101
1,154
1,231
1,277
1,348
1,428
1,512
1,604
1,700
1,797
1,888

5.1. Метилциклогексан
129
Продолжение табл. 5.10
I, L.
280
300
320
340
360
380
400
420
440
460
480
500
0,1
1,864
1,794
1,730
1,670
1,614
1,562
1,513
1,467
1,424
1,384
1,346
1,310
at, 10"3
1
2,566
2,385
2,232
2,101
1,988
1,888
1,799
1,720
1,648
1,584
1,524
1,470
К"1, при
2
4,392
3,697
3,227
2,884
2,619
2,408
2,234
2,089
1,965
1,857
1,763
1,680
р, МПа
6
3,154
4,585
7,428
11,96
12,53
9,335
7,001
5,453
4,451
3,769
3,280
2,913
10
1,970
2,484
2,991
3,600
4,202
4,623
4,852
5,042
5,129
4,638
4,096
3,676
Таблица 5.11. Коэффициент изотермической сжимаемости МЦГ
(по данным ЦИАМ-ТЦ «Нефтехим»)
/ Of"
10
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
/?из, 10-10Па-\ прир, МПа
0,1
9,882
10,65
12,43
14,63
17,38
20,91
102900
102500
102200
101900
101700
101500
101300
1
9,83
10,59
12,35
14,50
17,20
20,64
25,15
31,26
39,87
52,66
73,20
12340
11930
2
9,77
10,52
12,25
14,37
17,00
20,35
24,71
30,56
38,69
50,54
68,97
100,6
164,6
4
9,65
10,39
12,07
14,11
16,63
19,80
23,88
29,26
36,55
46,82
61,95
85,68
126,3
6
9,55
10,26
11,89
13,86
16,27
19,28
23,11
28,07
34,66
43,65
56,33
74,92
103,5
8
9,44
10,13
11,72
13,61
15,93
18,79
22,39
26,98
32,97
40,92
51,73
66,75
88,09
10
9,336
10,01
11,55
13,38
15,60
18,33
21,71
25,98
31,44
38,54
47,88
60,32
76,98
В-Н. Бакулин, Н.Ф. Дубовкин, В. Н. Котова и др.

130 Гл. 5. Жидкие углеводородные компоненты энергоемких горючих
Продолжение табл. 5.11
л. О/~»
t, С
260
280
300
320
340
360
380
400
420
440
460
480
500
520
540
560
580
600
0,1
101200
101000
100900
100800
100800
100700
100600
100600
100500
100400
100400
100300
100300
100300
100300
100300
100200
100200
Аи.. 1
1
11620
11380
11190
11104
10910
10800
10710
10630
10560
10500
10450
10410
10360
10330
10300
10270
10240
10220
О"10 Па"1, прир, МПа
2
8150
7273
6761
6421
6177
5993
5850
5735
5640
5562
5495
5438
5389
5347
5309
5276
5247
5221
4
206,7
415,0
1597
1111
5544
4389
3863
3554
3344
3202
3091
3004
2934
2877
2829
2788
2753
2723
6
149,9
231,0
384
812
1953
3029
3022
2824
2598
2419
2284
2181
2101
2037
1985
1942
1905
1875
8
119,0
164,0
229
351
567
823
1286
1654
1668
1668
1647
1613
1574
1535
1500
1469
1441
1417
10
99,25
128,5
166
226
316
441
591
753
934
1111
1151
1147
1147
1143
1136
1126
1115
1104
Таблица 5.12. Коэффициент адиабатической сжимаемости МЦГ
при давлении 0,101 МПа
*, °с
&д, 10-10Па"1
-40
5,43
0
7,17
20
8,35
40
9,71
80
14,02
100
16,72
Таблица 5.13. Динамическая и кинематическая вязкость жидкого МЦГ [5.2]
*, °с
/х, 10~3 Пас
и, мм2/с
-50
3,137
3,766
-40
2,273
2,758
-20
1,435
1,78
0
0,993
1,26
20
0,652
0,847
40
0,529
0,703

5.1. Метилциклогексан
131
Таблица 5.14. Динамическая вязкость МЦГ при различных температурах
и давлениях (по данным ЦИАМ-ТЦ «Нефтехим»)
1 ОС
10
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
260
280
300
320
340
360
380
400
420
440
460
480
500
0,1
7,204
6,520
5,286
4,322
3,594
3,095
0,0863
0,0905
0,0947
0,0988
0,1029
0,1069
0,1108
0,1147
0,1185
0,1223
0,1260
0,1297
0,1333
0,1368
0,1403
0,1438
0,1472
0,1506
0,1539
0,1572
1
7,259
6,590
5,355
4,381
3,649
3,153
2,780
2,412
2,064
1,771
1,513
0,1136
0,1170
0,1205
0,1240
0,1274
0,1309
0,1343
0,1377
0,1411
0,1444
0,1477
0,1510
0,1542
0,1574
0,1606
А*, 10"4
2
7,320
6,668
5,431
4,447
3,711
3,218
2,826
2,447
2,096
1,818
1,559
1,327
1,132
0,1330
0,1346
0,1368
0,1393
0,1420
0,1448
0,1477
0,1506
0,1535
0,1565
0,1594
0,1624
0,1653
Па-с, при
4
7,443
6,827
5,580
4,572
3,825
3,332
2,912
2,518
2,162
1,906
1,644
1,407
1,218
1,000
0,7994
0,4677
0,2064
0,1809
0,1747
0,1725
0,1721
0,1726
0,1737
0,1752
0,1769
0,1788
р, МПа
6
7,567
6,994
5,717
4,682
3,913
3,405
2,986
2,589
2,230
1,973
1,712
1,479
1,304
1,119
0,8995
0,6064
0,4910
0,3708
0,2822
0,2408
0,2209
0,2106
0,2050
0,2018
0,2002
0,1996
8
7,691
7,161
5,842
4,787
4,006
3,690
3,062
2,659
2,296
2,031
1,780
1,557
1,385
1,216
1,010
0,6866
0,5944
0,5031
0,4204
0,3546
0,3060
0,2748
0,2557
0,2433
0,2351
0,2296
10
7,8150
7,3270
5,9580
4,8800
4,1020
3,5850
3,1410
2,7300
2,3610
2,0800
1,8470
1,6400
1,4590
1,2930
1,1330
0,7500
0,6671
0,5865
0,5116
0,4467
0,3943
0,3529
0,3203
0,2961
0,2795
0,2677
Динамическая вязкость жидкого МЦГ при р = 0,101 МПа:
lglg(//+ 1) = 391/Г- 1,965, (5.3)
гДе /х - в 1СГ3 Пас, Т - в К. Погрешность 1,9%.

132 Гл. 5. Жидкие углеводородные компоненты энергоемких горючих
Динамическая вязкость жидкого МЦГ при р ф 0,101 МПа:
lg f^P = 10-5p _ _L_ [о, 0239 + 0,01638 • (103//*)0'278], (5.4)
где fit,p - вязкость при заданных р и t\ [it - при t и р = 0,1 МПа;
р - в Па; /2 - в 10~3 Пас.
Таблица 5.15. Теплопроводность МЦГ при различных температурах
и давлениях [5.17]
t °C
27
47
67
87
107
127
147
167
187
207
227
247
267
287
A'UO-
0,1
1,10
1,06
1,01
-
0,176
0,190
0,205
0,223
0,243
0,264
0,287
0,311
0,337
0,366
-1 Вт/(м-1
5
1,12
1,08
1,03
0,99
0,94
0,90
0,86
0,82
0,77
0,73
0,68
0,64
0,59
0,55
С), при p
10
1,14
1,09
1,05
1,01
0,96
0,92
0,88
0,83
0,79
0,75
0,71
0,67
0,62
0,58
МПа
20
1,17
1,13
1,09
1,04
1,00
0,96
0,92
0,87
0,83
0,79
0,75
0,71
0,67
0,63
Погрешность оценивается в 6%
Таблица
и °с
Л, Вт/(м-К)
5.16. Теплопроводность
-50
0,127
-40
0,125
-20
0,121
МЦГ при давлении 0,101 МПа
0
0,116
20
0,112
40
0,107
60
0,103
[5.2]
80
0,098
Теплопроводность МЦГ в жидком состоянии при —50 ^ t ^ 50 °С
ир = 0,101 МПа:
Л = 0,112 - 149,420(1/р - 1/769,5),
где Л - в Вт/(м-К); р - в кг/м3.
(5.5)

5.1. Метилциклогексан
133
Теплопроводность жидкого МЦГ в зависимости от температуры
и давления:
(5.6)
где z = -5,138 • 10-3Г + 4,55; Лр,т - в Вт/(мК), Т - в К;
Рр.т - В КГ/М3.
Таблица 5.17. Коэффициент диффузии паров МЦГ в воздух
при давлении 0,101 МПа [5.2]
Д 10"6 м2/с
Д 10"6 м2/с
0
6,45
175
14,18
25
7,42
200
15,53
50
8,44
225
16,87
75
9,51
250
18,25
100
10,62
275
19,67
125
11,79
300
21,11
150
12,99
-
-
Коэффициент диффузии паров МЦГ в воздух при 273 ^ Т ^ 570:
D = -1,3198- 1(Г6 + 1,8639- 1(Г8Т 4- 3,5820 • КГПТ2, (5.7)
где D - в м2/с, Г - в К.
Таблица 5.18. Поверхностное натяжение МЦГ
и °с
(7, 10"3 Н/М
*, °С
<т, 10"3 Н/м
-50
30,6
25
23,15
-40
29,7
30
22,62
-20
27,7
40
21,56
0
25,80
50
20,50
10
24,7
75
17,85
20
23,68
100
15,20
Поверхностное натяжение МЦГ при 220 ^ Т ^ Т'
кр-
= 57,411
-t/tj
1,222
(5.8)
где а - в Н/м, Ткр = 572,15 К, Т - в К.
Таблица 5.19. Скорость звука в МЦГ при различных температурах
и давлениях (по данным ЦИАМ-ТЦ «Нефтехим»)
t, °с
20
40
60
80
а, м/с, при р, МПа
0,1
1256
1173
1093
1014
1
1257
1175
1096
1017
2
1259
1177
1098
1020
6
1266
1186
1108
1032
10
1273
1194
1118
1044

134 Гл. 5. Жидкие углеводородные компоненты энергоемких горючих
Продолжение табл. 5.19
С, С
100
120
140
160
180
200
220
240
260
280
300
320
340
360
380
400
420
440
460
480
500
0,1
936,3
181,9
186,9
191,7
196,7
200,9
250,3
209,6
213,8
217,9
221,9
225,9
229,7
233,5
237,2
240,9
244,5
248,0
251,5
255,0
258,4
а, м/с, при р,
1
939,6
862,4
735,0
707,0
627,6
545,7
174,1
182,2
189,5
196,3
202,5
208,4
213,9
219,2
224,2
229,0
233,7
238,1
242,5
246,7
250,8
2
943,2
866,7
790,2
713,7
635,5
556,0
473,4
385,1
148,3
162,8
174,4
184,2
192,9
200,7
207,8
214,4
220,6
226,4
231,9
237,1
242,1
МПа
6
957,4
883,6
810,6
738,1
665,9
594,1
522,7
451,8
381,8
312,9
264,8
200,9
148,6
134,4
142,7
154,6
167,6
179,8
190,8
200,8
209,9
10
971,3
900,1
830,2
761,5
694,1
628,3
564,7
504,1
447,4
395,5
368,3
327,3
288,4
255,1
230,4
213,3
200,7
193,3
197,6
204,6
211,1
Скорость звука в жидком МЦГ при р = 0,101 МПа:
а = 90+(0,01368/э)3,
где о - в м/с; р - в кг/м3.
Теплота испарения МЦГ при —120 < t < 290:
ДЯИСП. = [(310 -0/1.77- Ю-15]1/б - 378,
где ДЯИСП. - в кДж/кг, t - в °С. Погрешность не более 0,7%.
(5.9)
(5.10)

5.1. Метилциклогексан
135
Таблица 5.20. Теплота испарения МЦГ
г, °с
-120
-ПО
-100
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
Д#исп.
кДж/кг
412,3
409,3
406,4
402,5
399,1
395,7
392,3
388,9
385,0
381,2
377,4
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
АЯИСП,
кДж/кг
373,5
369,3
365,4
361,2
357,3
353,0
348,8
344,5
338,6
333,9
328,8
*, °С
100
ПО
120
130
140
150
160
170
180
190
-
д#исп.,
кДж/кг
323,2
317,7
311,7
305,7
299,3
292,5
285,3
277,6
269,0
260,5
-
t, °С
200
210
220
230
240
250
260
270
280
290
-
кДж/кг
251,1
240,9
229,8
217,9
204,7
189,7
173,1
153,5
129,6
96,37
-
Таблица 5.21. Изобарная теплоемкость жидкого МЦГ
при давлении 0,101 МПа [5.2]
т, к
150
160
170
180
190
200
Ср, кДж/(кг-К)
1,426
1,447
1,469
1,492
1,516
1,541
Г, К
210
220
230
240
250
260
Ср, кДжДкг-К)
1,567
1,596
1,627
1,661
1,696
1,732
Г, К
270
280
290
300
-
-
Ср, кДж/(кг-К)
1,770
1,808
1,848
1,888
-
-
Получение. Технический МЦГ выпускается по ТУ 09-4345-76.
В чистом виде МЦГ получают гидрированием толуола, тщательно
очищенного сульфированием и последующим гидролизом и четкой
ректификацией.
Токсические свойства. Метилциклогексан относится к веществам
четвертого класса опасности. Предельно допустимая концентрация
паров МЦГ в воздухе рабочей зоны 50 мг/м3. Значительный запах МЦГ
воспринимается при концентрации 1,8-3,9 мг/м3. Пары МЦГ сильно
Раздражают слизистые оболочки; при попадании на кожу вызывают
3УД. При хронической интоксикации отмечаются изменения в крови,
сходные с отравлением бензолом.

136 Гл. 5. Жидкие углеводородные компоненты энергоемких горючих
Таблица 5.22. Изобарная теплоемкость МЦГ
при различных температурах и давлениях
(по данным ЦИАМ-ТЦ «Нефтехим»)
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
260
280
300
320
340
360
380
400
420
440
460
480
500
Ср, кДж/(кг-К), при р, МПа
0,1
1,857
1,953
2,050
2,149
2,248
1,894
1,987
2,078
2,167
2,253
2,336
2,417
2,495
2,571
2,645
2,717
2,787
2,855
2,920
2,984
3,046
3,106
3,164
3,221
3,276
1
1,856
1,953
2,050
2,148
2,248
2,340
2,452
2,560
2,675
2,802
2,419
2,486
2,555
2,623
2,691
2,757
2,873
2,877
2,950
3,011
3,070
3,129
3,185
3,240
3,293
2
1,856
1,953
2,050
2,148
2,247
2,348
2,452
2,560
2,674
2,800
2,945
3,133
2,746
2,755
2,790
2,837
2,888
2,942
2,997
3,052
3,107
3,161
3,814
3,226
3,317
6
1,855
1,952
2,049
2,147
2,247
2,348
2,453
2,561
2,678
2,806
2,957
3,149
3,437
4,042
3,267
3,638
4,049
4,047
3,751
3,571
3,479
3,443
3,438
3,450
3,471
10
1,855
1,952
2,049
2,148
2,248
2,350
2,456
2,568
2,689
2,825
2,989
3,208
3,548
4,283
3,006
3,147
3,285
3,402
3,478
3,528
3,583
3,636
3,631
3,621
3,625

5.1. Метилциклогексан
137
Таблица 5.23. Показатель адиабаты МЦГ
при различных температурах и давлениях
(по данным ЦИАМ-ТЦ «Нефтехим»)
t °с
220
240
260
280
300
320
340
360
380
400
420
440
460
480
500
/с, при р, МПа
1
0,8691
0,8923
0,9107
0,9256
0,9380
0,9483
0,9570
0,9644
0,9708
0,9764
0,9813
0,9856
0,9893
0,9927
0,9956
2
-
-
0,6947
0,7581
0,8027
0,8363
0,8627
0,8839
0,9014
0,9161
0,9285
0,9392
0,9484
0,9565
0,9635
6
-
-
-
-
5,459
2,798
1,262
0,7942
0,7222
0,7208
0,7483
0,7804
0,8102
0,8366
0,8595
10
-
-
-
-
-
5,244
3,798
2,749
2,052
1,599
1,283
1,074
1,016
0,9997
0,9842
Таблица 5.24. Энтальпия МЦГ при различных температурах и давлениях
(по данным ЦИАМ-ТЦ «Нефтехим»)
t °с
20
40
60
80
100
120
140
160
0,1
-362,2
-324,4
-284,0
-241,2
-196,2
153,3
192,1
232,8
Я, кДж/кг, при р
1
-361,4
-323,6
-283,3
-240,5
-195,6
-148,3
-98,94
-47,37
2
-360,5
-322,7
-282,4
-239,8
-194,8
-147,7
-98,43
-46,99
, МПа
6
-356,9
-319,3
-279,1
-236,6
-191,9
-165,1
-96,17
-45,21
10
-353,3
-315,8
-275,8
-233,4
-188,9
-142,3
-93,66
-43,05

138 Гл. 5. Жидкие углеводородные компоненты энергоемких горючих
t °С
180
200
220
240
260
280
300
320
340
360
380
400
420
440
460
480
500
0,1
275,2
319,4
365,3
412,9
462,0
512,6
564,6
618,4
673,5
729,9
787,6
846,7
907,0
968,5
1031
1095
1160
Продолжение
Я, кДж/кг, при i
1
6,41
62,46
347,2
396,2
446,6
498,4
551,5
606,0
661,8
718,9
777,3
836,9
897,6
959,7
1023
1087
1152
2
6,58
62,31
120,3
171,1
422,9
477,8
533,3
589,5
646,8
705,1
764,4
824,9
886,5
949,2
1013
1078
1144
>, МПа
6
7,72
62,57
119,3
177,9
239,0
305,6
378,2
447,0
524,2
606,5
684,2
757,2
827,6
896,7
965,5
1034
1104
табл. 5.24
10
9,46
63,77
119,8
177,6
237,6
302,8
371,1
432,6
497,0
563,9
632,8
702,8
773,9
846,2
918,9
991,4
1064
5.2. Толуол
Толуол (метилбензол) - С7Н8 - при нормальных условиях
бесцветная жидкость, напоминающая по запаху бензол. С7Н8 обладает низкой
температурой начала кристаллизации (—95 °С), высокой плотностью
(867 кг/м3 при 20 °С), термически весьма устойчив. Он в любых
соотношениях смешивается с углеводородами, эфирами, ацетоном,
спиртами. В нем растворяются НгО (табл. 5.25), Ог, N2, СОг и другие газы
(табл. 5.26).
С кислородом С7Н8 начинает взаимодействовать только при
температуре t ^ 90 °С. При t « 170°С толуол разлагается на Нг
и 1,2-дифенилэтан, при повышении температуры до 600 °С образуются
высокомолекулярные продукты.
Данные по физическим и теплотехническим свойствам толуола
приведены в табл. 5.27-5.49.

5.2. Толуол
139
Таблица 5.25. Растворимость Н2О в толуоле при р =
ГТ°с
Ян,о, % (мас)
0
0,0270
10
0,0316
20
0,0460
30
0,0615
= 0,101 МПа [5.2]
40
0,0750
50
0,0965
Таблица 5.26. Растворимость газов в толуоле при температуре
и р = 0,101 МПа [5.2]
Газы
Коэффициент Генри, К,
10 , кг/(м3-Па)
Воздух
0,155
о2
0,252
N2
0,130-0,141
СО2
1,978
20-25 °С
н2
0,00298
Таблица 5.27. Физические свойства толуола [5.2]
Показатель
М
gc. % (мае.)
gH, % (мас.)
t °С
ьн кр.» ^
/ °Г
^кип» ^
Р20. кг/м3
Рн.п.. Па
c*t, Ю-3 К"1
&д., Ю-10 Па"1
V К(°С)
ркр, МПа
ркр, КГ/М3
^кр
»кр
1А>0> ММ2/С
Величина
92,141
91,28
8,72
-94,99
110,62
867,1
2912 (20 °С)
2,753- 105 (150 °С)
1,041
7,154
593,9 (320,8 °С)
4,215
292,0
0,264
7,069
0,702
Показатель
/i2o» Ю~3 Пас
D20, Ю"6 м2/с
ст20, Ю"3 Н/м
Л20, Вт/(м-К)
а20, м/с
nD,20
Х20, Ю-12 (0мм)"1
^D,20» СМ3/Г
м> Д
X, Ю"2 м3/кг
а, А
e/fc,K
а;
^ан., °С
Величина
0,609
8,15
28,53
0,135
1536
1,49693
2,4
12,5-91
0,3374
0,37 г*>
(84-209 °С)
-0,8922
5,932
377,0
0,2596
300
г - газ
С7Н8 относится к диэлектрикам. Однако, в зависимости от
содержания в нем механических примесей, растворенной воды и др., некоторые
показатели CzHg могут изменяться в широких пределах и оказывать
существенное влияние на условия его применения [5.12].
Чистый С7Н8 практически не электропроводен. Однако при
наличии посторонних примесей превращается в электризуемый продукт.

140 Гл. 5. Жидкие углеводородные компоненты энергоемких горючих
Поляризуемость молекулы С7Н8 при 20 °С равна 1,232-10~23 см3,
мольная поляризуемость - 31,08 см3/г-моль. Электропроводимость С7Н8
при 20°С составляет (91-12,5) • 10"12 (Омм)"1 [5.14].
С7Н8 является диамагнетиком, то есть отталкивается от магнита.
Относительная магнитная проницаемость /х < 1 [5.12].
Технический нефтяной толуол выпускается по ГОСТ 14710-78,
а каменноугольный и сланцевый - по ГОСТ 9880-76.
Таблица 5.28. Теплотехнические свойства толуола [5.2]
Показатель
QH 20» кДж/кг
Qv, 20» кДж/дм3
Ятп, кДж/кг
Д#пл, кДж/кг
Д#исп., 20» КДЖ/КГ
Ср20, кДжДкг-К)
До, Дж/(кгК)
Lo, кг возд./кг гор.
Lm, моль возд./моль гор.
Lv, м3 возд./м3 гор.
^всп» ^
ta, °с
Величина
40963
35519
2825
71,60
414,4
1,693
90,26
13,50
42,94
722
4,4
552
2231
Показатель
Сстех., % (об.)
J/н, см/с
Сн, % (об.)
Св, % (об.)
<*н
«в
. °г
tB, v^
N, моль Ог/моль гор.
ЛЧ
ОЧ
ПДК, мг/м3
Кл. опасности
Величина
2,276
39-40
1,29
6,70
1,782
0,324
8
37,5
9
101,0
3
50
3
Таблица
и °с
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
Ри п, Па
0,121
4,426
13,865
37,596
95,992
217,31
457,29
895,92
1657,19
2911,75
5.29. Давление насыщенных паров толуола [5.2, 5.12]
и °с
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
Рн п, Па
4888,92
7887,33
12281,6
18526,4
27164,3
38824,7
54226,0
74301,7
99534,2
131200
t, °С
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
Ри.п, Ю5 Па
• 1,704
2,181
2,753
3,433
4,234
5,166
6,242
7,475
9,095
10,939
*, °С
230
240
250
260
270
280
290
300
310
-
Д,п.. Ю5Па
12,979
15,256
17,772
20,508
23,487
25,699
30,154
33,832
37,753
-

5.2. Толуол
141
Давление насыщенных паров толуола:
- при 0 < t < 200:
lgpHn =9,07068- 1339,1838/(218,878 + *), (5.11)
- при 200 < t < 300:
lgPH.n. = 8,43388 - 743,633/(90,456 +1), (5.12)
где Рнп ~ в Па, t - в °С. Погрешность не более 0,1% (5.11) и 2,5%
(5.12). '
Таблица 5.30. Плотность жидкого толуола на линии насыщения [5.2]
*, °с
-100
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
рл.н., КГ/М3
979,9
970,1
960,4
950,8
941,3
931,8
922,5
913,2
*, °С
-20
-10
0
10
20
25
30
40
рлн, кг/м3
903,9
894,7
885,5
876,2
866,9
862,3
857,6
848,3
г, °с
50
60
70
80
90
100
ПО
150
рл.н , КГ/М3
838,8
829,3
819,7
809,9
800,0
790,0
779,8
746,8
Плотность жидкого толуола при —50 ^ t ^ 150 и р = 0,1 МПа:
р = 885,5 - 0,9243*, (5.13)
где р - в кг/м3, t - в °С.
Таблица 5.31. Плотность паров толуола на линии насыщения
*, °с
р, кг/м3
20
0,118
40
0,282
60
0,680
80
1,205
100
2,230
110,6
2,918
150
7,285
250
41,732
Динамическая вязкость толуола при 233 ^Т
lglg(/i+l) = 379,8416/Т- 1,918416,
где \х - в Па-с, Т - в К.
Кинематическая вязкость толуола при 233 ^ Т ^ 313:
lglg(i/+ 1) = 328,599/Т- 1,7722,
где v - в мм2/с, Т - в К.
,1 МПа:
(5.14)
(5.15)

142 Гл. 5. Жидкие углеводородные компоненты энергоемких горючих
Таблица 5.32. Плотность толуола при различных температурах и давлениях
(по данным ЦИАМ-ТЦ «Нефтехим»)
1, V^
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
260
280
300
320
340
360
380
400
420
440
460
480
500
0,1
867,1
848,8
829,9
810,4
790,2
2,894
2,745
2,611
2,489
2,379
2,279
2,187
2,102
2,024
1,951
1,884
1,821
1,762
1,707
1,656
1,607
1,561
1,518
1,477
1,439
ру кг/м3, при р,
1
967,6
849,4
830,6
811,3
791,2
770,3
748,4
725,4
700,9
644,4
26,50
24,90
23,84
22,35
21,30
20,36
19,51
18,74
18,04
17,40
16,81
16,26
15,75
15,27
14,82
2
868,2
850,1
834,4
812,2
792,2
771,5
749,9
727,2
703,1
677,2
648,8
616,9
579,0
52,22
48,48
45,44
42,88
40,68
38,77
37,07
35,54
34,17
32,92
31,77
30,72
МПа
6
870,7
852,9
834,6
815,8
796,4
776,4
775,6
734,0
711,4
687,6
662,3
635,2
605,7
572,9
535,2
489,8
406,3
275,8
203,0
168,4
148,2
134,3
124,0
115,7
109,0
10
873,1
855,6
837,7
819,3
800,5
781,1
761,1
740,5
719,2
697,1
674,2
650,4
625,7
600,3
574,4
548,8
514,3
473,4
426,8
378,4
331,7
290,0
258,2
233,6
214,0

5.2. Толуол
143
Таблица 5.33. Динамическая вязкость толуола
при различных температурах и давлениях
(по данным ЦИАМ-ТЦ «Нефтехим»)
t, ^
10
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
260
280
300
320
340
360
380
400
420
440
460
480
500
0,1
6,819
6,086
5,169
4,223
3,428
2,992
0,2626
0,2296
0,1999
0,1745
0,1340
0,1357
0,1200
0,1066
0,09387
0,07962
0,06727
0,06727
0,05787
0,04918
0,04199
0,03646
0,03245
0,02995
0,02833
0,02725
1
6,429
5,720
4,719
3,846
3,114
2,695
2,354
2,073
1,797
1,546
1,322
0,1223
0,1264
0,1304
0,1345
0,1386
0,1426
0,1466
0,1506
0,1545
0,1584
0,1623
0,1661
0,1698
0,1736
0,1773
/i, Ю
2
6,472
5,760
4,770
3,893
3,154
2,737
2,392
2,099
1,818
1,569
1,354
1,165
0,9972
0,8475
0,1435
0,1466
0,1499
0,1533
0,1568
0,1603
0,1638
0,1674
0,1709
0,1745
0,1780
0,1815
"4 Пас,
4
6,559
5,841
4,87
3,988
3,234
2,821
2,469
2,151
1,862
1,616
1,419
1,222
1,050
0,9025
0,7302
0,5861
0,1963
0,1835
0,1809
0,1807
0,1818
0,1835
0,1856
0,1879
0,1905
0,1931
при р, МПа
6
6,645
5,923
4,973
4,071
3,299
2,877
2,519
2,200
1,907
1,661
1,465
1,267
1,099
0,9600
0,8071
0,6540
0,6074
0,4494
0,2950
0,2411
0,2228
0,2152
0,2117
0,2103
0,2102
0,2108
8
6,732
5,576
5,074
4,153
3,364
2,930
2,567
2,248
1,953
1,705
1,509
1,311
1,148
1,018
0,8857
0,7209
0,6994
0,5895
0,4771
0,3796
0,3129
0,2779
0,2586
0,2474
0,2408
0,2369
10
6,819
6,086
5,169
4,225
3,428
2,992
2,625
2,296
1,999
1,745
1,540
1,357
1,200
1,066
0,9387
0,7962
0,7678
0,6727^
0,5787
0,4918
0,4199
0,3646
0,3245
0,2995
0,2833
0,2725
20
7,250
6,491
5,588
4,576
3,745
3,288
2,896
2,538
2,227
1,943
1,688
1,543
1,405
1,275
1,163
1,051
1,005
0,9303
0,8376
0,7883
0,7236
0,6646
0,6123
0,5670
0,5285
0,4960

144 Гл. 5. Жидкие углеводородные компоненты энергоемких горючих
Таблица 5.34. Динамическая и кинематическая вязкость
жидкого толуола [5.2]
д, 10~3 Па-с
v, мм2/с
-50
2,436
2,614
-40
1,587
1,72
-20
1,112
1,23
0
0,754
0,87
20
0,609
0,702
40
0,517
0,609
Таблица 5.35. Динамическая вязкость толуола
на линии насыщения [5.1, 5.15, 5.16]
г, к
383,8
400
425
450
475
/2ЛН, 10"3 Пас
ж
251
220
183
153
134
г
9,0
9,5
10,1
10,7
11,4
Г, К
500
525
550
575
594
/W, 10~3 Пас
ж
118
104
92
82
50
г
12,5
13,7
15,0
17,2
50
Таблица 5.36. Изобарный коэффициент термического расширения толуола
при давлениях 0,1 и 10 МПа (по данным ЦИАМ-ТЦ «Нефтехим»)
20
40
60
80
100
120
140
160
180
at, lO"3 К"1
0,1 МПа
1,041
1,094
1,154
1,223
1,304
2,731
2,576
2,439
2,317
10 МПа
0,991
1,034
1,082
1,135
1,193
1,259
1,332
1,415
1,508
200
220
240
260
280
300
320
340
at, 10-3 К"1
0,1 МПа
2,207
2,108
2,018
1,936
1,860
1,791
1,726
1,667
10 МПа
1,614
1,733
1,865
2,005
2,141
2,246
2,879
3,654
. оС
360
380
400
420
440
460
480
500
at, 10~3 К"1
0,1 МПа
1,610
1,559
1,511
1,465
1,423
1,382
1,344
1,309
10 МПа
4,662
5,658
6,325
6,791
6,340
5,370
4,670
4,094
Коэффициент диффузии паров толуола в воздух [5.1]:
/ Т ч 1,98
D = 7,09- 10- (м) .
где D - в м2/с, Г-вК.
(5.16)

5.2. Толуол
145
Таблица 5.37. Коэффициент адиабатической сжимаемости толуола
при давлениях 0,1 и 10 МПа (по данным ЦИАМ-ТЦ «Нефтехим»)
,'С
20
40
60
80
100
120
140
160
180
Ад.ю-
0,1 МПа
7,154
8,304
9,698
11,42
13,58
10,27
10,23
10,20
10,18
10 Па"1
10 МПа
6,876
7,922
9,167
10,67
12,51
14,79
17,67
21,33
26,19
л. ОГ*
t, L.
200
220
240
260
280
300
320
340
Ад., ю-
0,1 МПа
10,16
10,14
10,12
10,11
10,10
10,09
10,08
10,07
10 Па"1
10 МПа
32,64
41,45
53,75
71,23
96,36
132,1
180,3
264,4
л. ОГ*
£, L.
360
380
400
420
440
460
480
500
Ад.ю-
0,1 МПа
10,06
10,06
10,05
10,05
10,04
10,04
10,04
10,03
10 Па"1
10 МПа
406
618
877
1170
1314
1302
1299
1284
Таблица 5.38. Теплопроводность жидкого толуола [5.17]
t, °с
-80
-60
-40
-20
0
Л, ВтДм-K)
0,159
0,154
0,149
0,144
0,140
tt °С
20
30
40
50
60
Л, ВтДм.К)
0,135
0,132
0,130
0,127
0,125
t, °С
70
80
100
110,6
Л, ВтДм.К)
0,123
0,120
0,116
0,111
Таблица 5.39. Теплопроводность толуола на линии насыщения [5.1]
т, к
200
280
360
400
450
Л, 10"
ж
1,57
1,37
1,17
1,08
0,97
1 ВтДм-К)
г
-
-
-
0,123
0,160
Т, К
500
525
550
575
594
А, 10-
ж
0,85
-
0,76
0,65
0,378
ВтДм.К)
г
0,198
0,219
0,244
0,278
0,378

146 Гл. 5. Жидкие углеводородные компоненты энергоемких горючих
Таблица 5.40. Теплопроводность толуола
при различных температурах и давлениях [5.2]
Т К
1 , ГУ
200
220
240
260
280
300
320
340
360
380
400
420
440
460
480
500
520
540
560
580
600
620
640
660
680
Л, 10"1 Вт/(мК), при р, МПа
0,1
1,570
1,530
1,475
1,425
1,375
1,325
1,275
1,225
1,175
1,125
0,187
0,210
0,233
0,256
0,279
0,302
0,325
0,348
0,371
0,394
0,417
0,440
0,464
0,488
0,512
2
1,58
1,53
1,48
1,43
1,38
1,34
1,29
1,24
1,19
1,14
1,10
1,05
1,01
0,959
0,919
-
-
0,378
0,394
0,413
0,438
0,461
0,485
0,509
0,534
10
1,59
1,55
1,50
1,45
1,40
1,36
1,31
1,27
1,22
1,17
1,13
1,09
1,04
1,00
0,959
0,915
0,876
0,846
0,825
0,812
0,798
0,791
0,781
0,773
0,764
20
1,60
1,57
1,52
1,47
1,44
1,39
1,35
1,30
1,26
1,22
1,18
1,13
1,09
1,05
1,01
0,975
0,937
0,917
0,892
0,883
0,874
0,869
0,864
0,861
0,858
Погрешность Л составляет 2-3% при р = 0,1 МПа и 3-4%
при 0,1 < р ^ 20 МПа.

5.2. Толуол
147
Таблица 5.41. Коэффициент диффузии паров толуола в воздух (расчет)
-40
-30
-20
-10
0
D, 10~6, м2/с
5,18
5,63
6,10
6,58
7,09
t, °С
10
20
30
40
50
А 10"6, м2/с
7,61
8,15
8,71
9,29
9,89
t, °С
60
70
80
90
100
D, 10"6, м2/с
10,51
11,14
11,79
12,46
13,15
Таблица 5.42. Поверхностное натяжение толуола [5.1, 5.18]
*,°с
-50
-40
-20
0
20
30
40
50
<т, 10"3 Н/м
36,8
35,6
33,2
30,9
28,5
27,3
26,2
25,0
tt °С
60
70
80
90
100
110,6
127
-
а, 10"3 Н/м
23,9
22,9
21,8
20,7
19,6
18,0
16,3
-
*, °С
152
177
202
227
252
277
302
-
<т, 10"3 Н/м
13,8
11,4
8,99
6,74
4,62
2,66
0,95
-
Поверхностное натяжение толуола:
а = 65,563 • 10"3 (\ - ^
V -мер
1,228
(5.17)
где а - в Н/м, Т и Т - в К. Погрешность 0,6-1,4%.
Таблица 5.43. Скорость звука в жидком толуоле
на линии насыщения [5.1, 5.19]
t, °с
-70
-60
-50
-40
-30
-20
а, м/с
1722
1660
1620
1592
1549
1506
и °с
-10
0
20
40
60
80
а, м/с
1463
1420
1335
1251
1172
1094
t, °С
100
120
140
160
180
-
а, м/с
1015
936
857
779
699
-
Скорость звука в жидком толуоле:
а = 2,3995-1
где а - в м/с, р - в кг/м3.
(5.18)

148 Гл. 5. Жидкие углеводородные компоненты энергоемких горючих
Таблица 5.44. Скорость звука в толуоле при различных температурах
и давлениях (по данным ЦИАМ-ТЦ «Нефтехим») [5.2]
t °с
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
260
280
300
320
340
360
380
400
420
440
460
480
500
0,1
1536
1455
1372
1288
1206
189,8
194,8
199,8
204,5
209,2
213,7
218,1
222,4
226,6
230,7
234,8
238,8
242,6
246,5
250,2
253,9
257,6
261,2
264,7
268,2
а, м/с, при р,
1
1529
1450
1369
1286
1203
1121
1042
965,3
892,5
823,8
184,8
192,7
199,8
206,4
212,6
218,4
223,9
229,1
234,2
239,0
243,7
248,2
252,6
256,9
261,0
2
1524
1447
1367
1286
1205
1124
1046
970,5
898,3
830,0
765,9
706,0
650,5
176,0
186,7
196,0
204,3
211,9
218,8
225,3
231,3
237,1
242,5
247,7
252,7
МПа
6
1514
1444
1371
1296
1220
1144
1069
996,8
926,8
860,0
796,8
737,3
681,6
629,8
581,8
243,3
161,9
129,6
139,3
157,2
173,3
187,1
199,0
209,5
219,0
10
1512
1448
1381
1311
1240
1168
1069
1026
958,0
892,5
829,9
770,7
714,9
662,7
613,9
354,4
307,8
263,5
227,3
202,7
187,3
186,5
194,2
201,1
208,5
Теплота испарения толуола при 233 ^ Т ^
=423,03
493:
0,3535
1кр
T-273J
(5.19)
где Д#исп. - в кДж/кг, Г и Т - в К. Погрешность 0,2-0,8%.

5.2. Толуол
149
t,°c
-80
-60
-40
-20
0
20
40
Таблица 5.45. Теплота испарения толуола [5.
Д#исп., кДж/кг
449,84
444,34
438,34
431,21
423,03
414,40
403,95
t, °С
60
80
100
120
140
160
180
Д#исп., кДж/кг
393,50
382,14
370,78
358,51
345,33
331,70
315,80
t,°C
200
220
240
260
280
300
320
1,5.12]
Д#исп, кДж/кг
298,08
278,54
255,37
227,65
193,57
147,22
30,44
Таблица 5.46. Изобарная теплоемкость жидкого толуола
при давлении 0,101 МПа
*, °с
Ср, кДж/(кг-К)
t, °С
С,, кДж/(кг.К)
-50
1,485
40
1,753
-40
1,510
40
1,814
-20
1,565
80
1,880
0
1,626
100
1,946
20
1,693
110,6
1,970
Теплоемкость жидкого толуола при 0 ^ t ^ 100 и р = 0,101 МПа:
Ср = 1,626(1 + 1,927 • 10"3*), (5.20)
где Ср - в кДж/(кг-К), t - в °С.
Таблица 5.47. Изобарная теплоемкость толуола при различных температурах
и давлениях (по данным ЦИАМ-ТЦ «Нефтехим») [5.1]
t °С
20
40
60
80
100
120
140
160
180
(
0,1
1,693
1,752
1,814
1,879
1,946
1,506
1,574
1,639
1,708
2Р> кДж/(кг-К), при р, МП*
1
1,693
1,752
1,814
1,879
1,946
2,016
2,089
2,167
2,250
2
1,693
1,752
1,814
1,878
1,946
2,016
2,089
2,166
2,249
6
1,692
1,751
1,813
1,878
1,945
2,015
2,088
2,166
2,250
\
10
1,692
1,750
1,812
1,877
1,945
2,015
2,089
2,169
2,255

150 Гл. 5. Жидкие углеводородные компоненты энергоемких горючих
Продолжение табл. 5.47
t °с
200
220
240
260
280
300
320
340
360
380
400
420
440
460
480
500
(
0,1
1,764
1,824
1,882
1,937
1,991
2,044
2,094
2,144
2,191
2,237
2,281
2,324
2,366
2,406
2,445
2,483
7Р, кДж/(кг-К), при р, МШ
1
2,343
1,904
1,949
1,995
2,042
2,088
2,134
2,179
2,223
2,263
2,308
2,349
2,388
2,427
2,466
2,500
2
2,341
2,448
2,579
2,763
2,160
2,180
2,208
2,240
2,275
2,311
2,347
2,384
2,419
2,455
2,490
2,523
6
2,343
2,451
2,585
2,766
3,958
3,729
2,971
3,879
4,130
3,331
2,929
2,773
2,706
2,679
2,772
2,677
i
10
2,552
2,467
2,614
2,824
3,179
4,035
2,544
2,699
2,860
2,981
3,043
3,096
3,063
2,976
2,925
2,890
Совместимость с конструкционными материалами. Толуол
является неагрессивным продуктом по отношению к большинству
конструкционных материалов (сталь СтЗ, стали хромистые Х13, XI7, Х25,
Х28, Х21Н5Т, Х18Н10М2Т, Х17Н8М2Т, ОХ23Н28МЗДЗТ, медь МЗ,
латунь Л63, алюминий АДОМ, АМГ6, свинец).
При комнатной температуре в контакте с толуолом перечисленные
материалы обладают высокой коррозионной устойчивостью; по шкале
коррозионной стойкости они могут быть отнесены к 1 группе
совершенно стойких материалов (балл стойкости - 1) по ГОСТ 9.908-85.
По мере повышения температуры толуола коррозионная стойкость
материалов ухудшается.
Совместимость с полимерными материалами. По отношению
к большинству известных полимерных материалов толуол
чрезвычайно активен, взаимодействует как с полярными, так и неполярными
полимерами. Вызывает сильное набухание полимера или растворение
и вымывание пластификаторов.

5.2. Толуол
151
Таблица 5.48. Показатель адиабаты толуола
при различных температурах и давлениях
(по данным ЦИАМ-ТЦ «Нефтехим») [5.1]
J. Of
t, ^
20
40
60
80
100
120
140
160
180
к, при р, МПа
0,1 МПа
20040
17290
14810
12580
10580
1,042
1,042
1,042
1,041
10 МПа
203,0
176,0
151,6
129,7
110,0
92,35
76,61
62,67
50,43
t °С
200
220
240
260
280
300
320
340
к, при р, МПа
0,1 МПа
1,041
1,041
1,040
1,040
1,039
1,039
1,038
1,038
10 МПа
39,81
30,73
23,12
16,92
12,04
8,358
6,895
4,874
t °С
360
380
400
420
440
460
480
500
к, при р, МПа
0,1 МПа
1,038
1,037
1,037
1,036
1,036
1,036
1,035
1,035
10 МПа
3,287
2,205
1,555
1,164
1,009
0,9736
0,9447
0,9307
Из полимерных материалов химической стойкостью в толуоле
обладают фторопласты Ф-4, Ф-40, Ф-42, Ф-4М, Ф-3, Ф-30, паронит
4В-10 или ПК (современная марка); резины ИРП-1287, ИРП-2013,
ИРП-1345.
Совместимость с маслами и смазками. Химической стойкостью
к толуолу обладают смазки кремнийорганические (Ц-221) и
приготовленные на фтороэфирах (В-282, В-284, СК), а также масла и жидкости
на этих основах.
Перспективы применения. Толуол благодаря низкой температуре
начала кристаллизации, широкому температурному диапазону жидкого
состояния (от минус 95 до 110 °С), малой вязкости и повышенной
плотности может быть использован для улучшения низкотемпературных
свойств энергоемких горючих.
Токсические свойства. Толуол относится к веществам третьего
класса опасности. Порог восприятия запаха 1,8 мг/м3. Предельно
допустимая концентрация (ПДК) паров С7Н8 в воздухе рабочей зоны
50 мг/м3, в воздухе населенных мест 0,6 мг/м3, в воде 0,5 мг/дм3.
Пары толуола при высоких концентрациях действуют наркотически.
Они влияют на нервную систему, оказывают раздражающее действие
на кожу и слизистые оболочки носа, горла, глаз. При работе с
высокими концентрациями толуола необходимо применять фильтрующие
противогазы марки А, или, в особых случаях, шланговые изолирующие
противогазы с принудительной подачей воздуха. Необходимо строго
соблюдать меры личной гигиены, применять ожиряющие и
защитные кремы, мази, пасты. Спецодежда должна быть хлопчатобумажной
с хлорвиниловым или силикатно-казеиновым покрытием. Работающие

152 Гл. 5. Жидкие углеводородные компоненты энергоемких горючих
Таблица 5.49. Энтальпия толуола при различных температурах и давлениях
(по данным ЦИАМ-ТЦ «Нефтехим») [5.1]
t °с
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
260
280
300
320
340
360
380
400
420
440
460
480
500
0,1
-412,3
-378,8
-343,3
-306,0
-267,0
122,8
153,7
185,8
219,2
253,9
289,8
326,8
365,0
404,3
444,7
486,1
528,4
571,8
616,1
661,3
707,3
754,2
802,0
850,5
899,7
Я, кДж/кг, при р
1
-411,6
-378,1
-342,7
-305,4
-266,4
-225,7
-183,3
-139,2
-93,5
-46,1
272,0
310,5
349,9
390,3
431,6
473,8
517,0
561,0
605,9
651,6
698,2
745,6
793,7
842,6
892,3
2
-410,8
-377,3
-341,9
-304,7
-265,7
-225,1
-182,7
-138,8
-93,2
-46,0
2,94
53,81
107,3
370,6
414,0
457,8
502,3
547,5
593,3
639,9
687,2
735,2
784,0
833,4
883,6
>, МПа
6
-407,5
-374,2
-338,9
-301,8
-263,1
-222,6
-180,6
-137,0
-91,9
-45,3
2,64
52,08
103,1
156,5
216,3
282,6
349,6
435,3
509,5
571,5
628,3
683,0
736,8
790,3
843,8
10
-404,3
-371,0
-335,9
-298,9
-260,3
-220,1
-178,3
-135,0
-90,3
-44,2
3,18
51,81
101,8
153,8
211,6
272,0
342,4
380,0
438,5
498,8
560,2
622,1
682,4
741,4
799,5
с толуолом должны находиться под постоянным медицинским
наблюдением [5.2].
Небольшие проливы толуола (15-20 дм3) ликвидируются путем
обработки места пролива опилками, ветошью.

5.3. Изопропилбензол
153
5.3. Изопропилбензол
Изопропилбензол (кумол) - СбН5СН(СНз)2 - ароматический
углеводород бензольного ряда. При нормальных условиях -
бесцветная со своеобразным нерезким запахом жидкость. Изопропилбензол
(ИПБ) обладает достаточно высокой термоокислительной
стабильностью: при£=150°С и выдержке 4 часа образуется нерастворимых
смол не более 2 мг/100 см3 ИПБ, растворимых смол не более
1,2 мг/100 см3.
Чистый ИПБ является диэлектриком. При наличии в нем примесей
он приобретает свойства электропроводника.
Изопропилбензол смешивается со спиртами, эфирами, бензолом,
ограниченно растворяется в воде (менее 0,01% при 20°С).
Данные по физическим и теплотехническим свойствам
изопропилбензола приведены в табл. 5.50-5.61.
Таблица 5.50. Максимальная растворимость
при р = 0,101 МПа [5.2]
в ИПБ
gH2o, % (мае.)
0
0,0156
20
0,0303
40
0,055
50
0,071
Таблица 5.51.
Показатель
М
gc, %(мас.)
gH, %(мас.)
р20, кг/м3
Д., Ю"10 Па"1
/?„,, Ю-10 Па"1
/ °г
''КИП» ^
Рн п, Па
Ткр, К(°С)
РкР, МПа
ркр, КГ/М3
Физические свойства изопропилбензола [5.2]
Величина
120,196
89,94
10,06
861,8
6,413
6,54
-96,035
152,392
445 (20 °С)
95192 (150°С)
635,85(362,85)
3,14
280,0
0,262
Показатель
/i20, 10~3 Пас
i/20, мм2/с
£>20, Ю"6 м2/с
Л20, Вт/(м-К)
а20, Ю~3 Н/м
о20, м/с
nD,20
е20
HDi20, см3/с
А*.Д
а, А
e/jfe, К
Величина
0,788
0,914
6,15
0,125
28,2
• 1270
1,49146
2,384
0,3360
0,43
7,017
334
0,2862

154 Гл. 5. Жидкие углеводородные компоненты энергоемких горючих
Таблица 5.52. Теплотехнические свойства изопропилбензола [5.2]
Показатель
QB> кДж/кг
Qh» кДж/кг
Qv. кДж/дм3
Ятп, кДж/кг
АЯПЛ, кДж/кг
A#Hcn,2o> кДж/кг
Ср20, кДж/(кг-К)
До, Дж/(кг-К)
Lo, кг возд./кг гор.
Lm, моль возд./моль гор.
Lv, м3 возд./м3 гор.
ьвсп» v-
Ссв, 1^
Величина
42654
41596
35847
2390
59,25
374,1
1,765
69,17
13,81
57,31
9877
38
424
2195
Показатель
Сстех., % (об.)
#н. см/с
Сн, % (об.)
Св, % (об.)
«н
«в
*..°с
N, моль Ог/моль гор.
ЛЧ
04
ПДК, мг/м3
Кл. опасности
Величина
1,715
39-40
0,975
6,22
1,722
0,263
32,8
69,5
12
9
105,9
50
4
Таблица 5.53. Давление насыщенных паров ИПБ [5.1,5.2]
t9 °с
-20
-10
0
10
20
30
40
50
60
Рнп.. Па
19,198
47,462
107,59
226,65
445,29
829,26
1466,54
2482,99
4040,99
t, °С
70
80
90
100
ПО
120
130
140
150
Рнп., Ю5 Па
6350,12
9671,18
14318,8
20667,6
29150,8
40260,8
53887,4
72641,8
95191,9
t, °С
160
170
180
190
200
210
220
230
Рнп., Ю5 Па
1,229
1,565
1,970
2,450
3,015
3,674
4,434
5,307
Давление насыщенных паров ИПБ при 50 ^ t ^ 230:
lgpHn = 9,05325 - 1453,244/(206,619 + t),
где рНП - в Па, t - в °С. Погрешность не более 1 %.
(5.21)

5.3. Изопропилбензол
155
Таблица 5.54. Плотность ИПБ при давлении 0,101 МПа [5.2]
-50
-40
-20
0
р, КГ/М3
920,0
912,0
896,0
878,6
tt °С
10
20
25
30
р, кг/м3
870,2
861,8
857,5
853,4
t, °С
40
50
60
70
р, кг/м3
845,0
836,6
828,3
819,9
*, °С
80
90
100
150
р, кг/м3
811,5
803,1
796,0
753,9
Плотность жидкого ИПБ при -50 ^ t ^ 150 и р = 0,10 МПа:
р = 878,6 - 0,826*, (5.22)
где р - в к/м3, t - в °С. Погрешность не более 0,1%.
Таблица 5.55. Коэффициент адиабатической сжимаемости ИПБ [5.1]
и °с
Ад, Ю-10 Па"1
-40
4,564
0
5,725
20
6,413
40
7,337
80
9,730
100
11,08
152,39
16,71
Таблица 5.56. Динамическая и кинематическая вязкость жидкого ИПБ [5.2]
*, °с
/х, 10"3 Пас
I/, ММ2/С
-50
3,08
3,35
-40
2,32
2,54
-20
1,47
1,64
0
1,05
1,19
20
0,79
0,91
40
0,62
0,73
Таблица 5.57. Теплопроводность ИПБ [5.2]
t, °с
Л, Вт/(мК)
*, °С
Л, Вт/(м-К)
-50
0,136
40
0,122
-40
0,134
60
0,119
-20
0,131
80
0,116
0
0,128
100
0,113
20
0,125
110,6
0,104
Теплопроводность жидкого ИПБ при —50 < t < ПО °С и давлении
V = 0,10 МПа:
А = 0,128 - 0,12685(1/р - 1,138 • 10"3), (5.23)
где А - в Вт/(м-К), р - в кг/м3. Погрешность не более 0,01%.
Поверхностное натяжение ИПБ при 227 ^ Т ^ 423:
• rp rp v 1,305
а = 30,19 • Ю-3 [ ^кр п?о ) , (5.24)
где а - в Н/м, Т - в К, Гкр = 635,85 К. Погрешность не более 0,6%.

156 Гл. 5. Жидкие углеводородные компоненты энергоемких горючих
Таблица 5.58. Поверхностное натяжение ИПБ [5.2]
t, °с
<т, 10"3 Н/м
t, °С
<7, 10"3 Н/М
-50
35,5
40
26,09
-40
34,5
60
24,07
-20
32,4
80
21,9
0
30,3
100
19,8
20
28,20
152,39
14,4
Таблица 5.59. Скорость звука в жидком ИПБ при давлении 0,101 МПа [5.2]
t, °с
а, м/с
*, °С
а, м/с
-50
1550
40
1205
-40
1480
60
1132
-20
1410
80
1065
0
1345
100
995
20
1270
150
892
Скорость звука в жидком ИПБ при —40 < t < 150 °С и
р = 0,101 МПа:
а = (12,7629- 10~3р)3,
где а - в м/с, р - в кг/м3. Погрешность не более 1,5%.
Таблица 5.60. Теплота испарения ИПБ [5.2]
давлении
(5.25)
*, °с
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
АЯИСП,
кДж/кг
407,8
407,5
404,4
401,2
398,1
395,0
391,8
388,3
384,9
381,4
377,9
374,1
*, °С
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
АЯИСП,
кДж/кг
370,2
366,4
362,2
358,0
353,9
349,7
345,2
340,6
336,1
331,2
326,4
321,5
*, °С
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
250
АЯИСП.,
кДж/кг
316,6
311,4
306,2
300,6
295,0
289,1
282,8
276,2
268,9
260,9
252,9
*, °С
260
270
280
290
300
310
320
330
340
350
360
АЯИС,,
кДж/кг
243,8
234,4
224,3
212,8
200,6
178,7
171,7
154,3
133,0
105,2
55,7
Теплота испарения ИПБ при 183 ^ Т ^ 573:
ДЯИСП. = 382,066
0,364
(5.26)
где АЯИСП - в кДж/кг, TL и Г - в К. Погрешность не более 1,4%.

5.4. Изобутилбензол
157
Таблица
«, °С
Ср, кДж/(кг-К)
t °С
Ср, кДж/(кг-К)
5.61. Изобарная теплоемкость жидкого ИПБ
при давлении 0,101 МПа
-50
1,532
40
1,839
-40
1,560
60
1,913
-20
1,624
80
1,988
0
1,695
100
2,063
20
1,765
152,4
2,26
Изобарная теплоемкость жидкого ИПБ при —50
нии р = 0,101 МПа:
Ср= 1,395 + 0,368- 10-2t,
t < 150 и
давле(5.27)
где Ср - в кДж/(кг-К), t - в °С. Погрешность не более 0,15%.
Получение. Технический ИПБ выпускается по ГОСТ 20491-75.
Гарантийный срок хранения - один год со дня изготовления.
Перспективы применения. ИПБ используется в основном как
высокооктановая добавка к авиационным бензинам, как растворитель лаков
и красок и как исходное сырье для получения фенола и ацетона. ИПБ
обладает низкой температурой плавления (-96 °С), высокой
температурой кипения (152 °С) и повышенной плотностью (861,8 кг/м3), что
делает его привлекательным компонентом ракетных горючих.
Токсические свойства. Изопропилбензол относится к четвертому
классу опасности. ПДК паров ИПБ в воздухе рабочей зоны 50 мг/м3,
в воздухе населенных мест 0,014 мг/м3, в водоемах 0,1 мг/дм3.
При попадании ИПБ на кожу его следует смыть струей воды,
а затем кожу смазать защитным кремом.
Индивидуальные средства защиты: спецодежда согласно
действующим типовым отраслевым нормам, фильтрующий противогаз марки А.
Меры защиты и оказания первой помощи такие же, как при работе
с бензолом и толуолом.
5.4. Изобутилбензол
Изобутилбензол (2-метил-1-фенилпропан) СбН5СН2СН(СНз)2 при
нормальных условиях бесцветная жидкость, смешивается с этанолом и
эфиром в любых соотношениях, практически не растворяется в воде.
Чистый изобутилбензол (ИББ) является диэлектриком, при наличии
примесей - теряет указанное свойство.
Данные по физическим и теплотехническим свойствам ИББ
приведены в табл. 5.62-5.72.
Давление насыщенных паров ИББ при 60 ^ t ^ 250:
где Рн.п. - в Па, t - в °С. Погрешность не более 0,15% .

158 Гл. 5. Жидкие углеводородные компоненты энергоемких горючих
Таблица 5.62. Физические свойства ИББ [5.2]
Показатель
М
gc, %(мас.)
gH. %(мас.)
р20» КГ/М3
&д., 10"10 Па"1
Ьн.кр.» v-
''КИП» ^
Рнп., Па
ткр, к (°с)
ркр, МПа
ркр, КГ/М3
^кр
Величина
134,223
89,48
10,52
853,21
6,290
-51,48
172,759
176,25 (20 °С)
55378 (150°С)
650 (377)
3,043
261,0
0,260
Показатель
#кр
//20, Ю"3 Пас
i/20, мм2/с
Л20, Вт/(м-К)
D20, КГ6 м2/с
а20, 10"3 Н/м
а20, м/с
nD,20
^D.20» СМ3/Г
м.Д
X, м3/кг
а;
Величина
0,848
0,985
1,154
0,123
5,73
28,0
1365
1,48646
2,391
0,33675
0,37
-0,9538
0,3437
Таблица 5.63.
Показатель
<2в» кДж/кг
QH, кДж/кг
Qv, 20» кДж/дм3
Ятп, кДж/кг
Д#исп., 20» КДЖ/КГ
Ср20, кДж/(кг-К)
Яо, Дж/(кгК)
Lo, кг возд./кг гор.
Lm, моль возд./моль гор.
Lv, м3 возд./м3 гор.
''ВСП» V>
Теплотехнические свойства ИББ [5.2]
Величина
42903
41797
35661
2811
360,5
1,765
61,94
13,87
58,20
9180
50
Показатель
*ж,°С
О™., % (°б)
ад, см/с
<2воспл , Ю-3 ДЖ
Сн, % (об.)
Св, % (об.)
<*н
«в
N, моль Ог/моль гор.
ПДК, мг/м3
Кл. опасности
Величина
2160
1,535
39-40
0,25
0,871
5,80
1,775
0,253
13,5
50
3

5.4. Изобутилбензол
159
Таблица 5.64. Давление насыщенных паров ИББ [5.2]
t% °с
20
40
60
80
86,6
95,0
100,0
106,4
Рнп.. Па
176,25
636,55
1892,9
4820,9
6414,4
8989,7
10888,8
13837,9
t, °С
116,8
128,1
141,3
150,0
165,2
171,9
173,8
250
Рнп, Па
19942
28974
43345
55378
83740
99229
103972
494686
Таблица 5.65. Плотность жидкого ИББ при р = 0,101 МПа [5.2]
*, °с
р, кг/м3
tt °С
р, кг/м3
-50
911
60
819
-40
903
80
802
-20
886
100
786
0
870
150
744
20
853
172,7
724
40
836
-
-
Плотность жидкого ИББ при —50 ^ t ^ 170:
р = 870-0,832*, (5.29)
где р - кг/м3, t - °С. Погрешность не более 0,3%.
Таблица 5.66. Коэффициент адиабатической сжимаемости ИББ
при давлении 0,101 МПа
и °с
&д, Ю"10 Па"1
Ад., Ю"10 Па"1
-40
4,493
80
9,158
0
5,621
100
10,61
20
6,290
172,7
19,58
40
7,077
-
-
Таблица 5.67. Теплопроводность жидкого ИББ при р = 0,101 МПа [5.2]
и °с
_Л^Вт/(м.К)
_J^Bt/(m-K)
-50
0,135
60
0,117
-40
0,133
80
0,114
-20
0,130
100
0,111
0
0,127
150
0,103
20
0,123
172,7
0,099
40
0,120
-
-

160 Гл. 5. Жидкие углеводородные компоненты энергоемких горючих
Теплопроводность ИББ при —50 ^ t < 150 °С и р = 0,101 МПа:
А = 0,1218 - 126,051 (- - ^
(5.30)
где А - в Вт/(м-К), р - в кг/м3. Погрешность не более 0,9%.
Таблица 5.68. Коэффициент диффузии паров ИББ в воздух
при давлении 0,101 МПа [5.2]
t, °С
А 10"6 м2/с
0
5,12
20
5,73
40
6,36
60
7,03
80
7,70
100
8,40
150
10,26
172,7
11,15
Коэффициент диффузии ИББ при 273 ^ Т ^ 423 и р = 0,101 МПа:
D = 5,12 • 10"6
273,15
1,588
(5.31)
где D - в м2/с, Г - в К. Погрешность не более 0,04%.
Таблица 5.69. Поверхностное натяжение ИББ
«, °с
а, Ю-3 Н/м
*, °С
(7, 10"3 Н/М
-50
35,3
60
24,1
-40
34,3
80
22,2
-20
32,2
100
19,7
0
30,0
150
15,5
20
28,0
172,7
13,4
40
26,0
-
-
Поверхностное натяжение ИББ при 273 ^ Г < 423:
Т —Т ч 1>3058
Ткр-273,15
(5.32)
где а - Н/м, Т - в К, Ткр = 650 К. Погрешность не более 0,3 %.
Таблица 5.70. Скорость звука в жидком ИББ при давлении 0,101 МПа [5.2]
*, °с
а, м/с
*, °С
а, м/с
-40
1570
60
1230
-20
1500
80
1160
0
1430
100
1095
20
1365
150
919
40
1300
172,7
840
Скорость звука в жидком ИББ при —40 ^ t
р = 0,101 МПа:
а = 4,0714р- 2107,014,
где а - м/с, р - кг/м3. Погрешность не более 0,3%.
150°С и давлении
(5.33)

5.4. Изобутилбензол
161
r——
/ °C
I/, ^
-40
-20
0
20
40
60
80
Таблица
дяисп,
кДж/кг
383,1
375,8
368,3
360,5
352,5
344,2
335,6
5.71.
t, °C
100
150
172,7
200
220
240
260
Теплота испарения
АЯИСП,
кДж/кг
326,6
302,2
290,0
274,2
261,7
248,1
233,3
ИББ1)
*, °С
280
300
320
340
360
370
376,85
АЯИСП,
кДж/кг
216,8
198,1
176,1
148,7
109,6
77,2
0,0
При t > 174,2 °С Д#исп. рассчитана по уравнению (5.34)
Теплота испарения ИББ при 200
—Т
0>39
где Д#исп - в кДж/кг, Т - в К; Ткр = 650 К.
Таблица 5.72. Изобарная теплоемкость ИББ
в идеально-газовом состоянии [5.2]
t, °с
Ср, кДж/(кг-К)
Ср, кДж/(кг-К)
-50
1,532
60
1,913
-40
1,560
80
1,988
-20
1,624
100
2,063
0
1,695
150
2,250
20
1,765
172,7
2,330
40
1,839
-
-
Перспективы применения. ИББ может использоваться для тех же
целей, что и ИПБ, но с меньшей эффективностью.
Токсические свойства. ИББ относится к веществам третьего
класса опасности. Предельно допустимая концентрация паров ИББ в воз-
Духе рабочей зоны 50 мг/м . При контакте с кожей рук вызывает
сухость, зуд, красноту, дерматит. Пары ИББ действуют наркотически.
Признаки интоксикации ИББ: сонливость, головокружение, тошнота,
бледность кожи и слизистых оболочек. Меры защиты: фильтрующий
противогаз, маски, шлем, спецодежда из хлопчатобумажной ткани,
пропитанная непроницаемым для растворителей покрытием, резиновые
перчатки. Небольшие проливы ИББ ликвидируют путем обработки
места пролива опилками, ветошью. Твердые отходы сжигают, а место
пролива обрабатывают водой.
" В. Н. Бакулин, Н.Ф. Дубовкин, В. Н. Котова и др.

162 Гл. 5. Жидкие углеводородные компоненты энергоемких горючих
5.5. Циклин
Циклин - синтетический углеводород циклопропанового ряда,
состоит из смеси двух изомеров: цис- и транс-1-метил-1,2-дициклопро-
пилциклопропана. Бесцветная прозрачная жидкость со специфическим
запахом. Хорошо растворяется в органических растворителях (бензине,
керосине, спиртах, ацетоне) и практически не растворяется в воде
(0,002%).
Растворимость воздуха в циклине:
t, °С
10"5 кг/(м3Па)
-20
0,173
0
0,177
20
0,182
50
0,190
Циклин термостабилен, не окисляется кислородом воздуха при
температуре 100 °С в течение 10 часов. При нагреве до 370 °С в течение
25 мин или 310 °С в течение 1 часа циклин не претерпевает изменений.
Наблюдается изомеризация без образования газообразных продуктов
разложения при температуре 300-370 °С и продолжительности тер-
мостатирования 1 час и при температуре 450-520 °С в течение 1с.
Разложение циклина с коксообразованием наблюдается при t > 460 °С
и продолжительность нагрева более 3 мин. В условиях эксплуатации
нагрев циклина допускается не выше 400 °С.
Циклин не чувствителен к детонации, тепловым импульсам и
механическим ударам. В условиях хранения циклин стабилен во всем
интервале эксплутационных температур при контакте (без доступа
воздуха) с нержавеющей, углеродистой и оцинкованной сталями, чугуном,
алюминием и его сплавами в течение гарантийного срока хранения.
Данные по физическим и теплотехническим свойствам циклина
приведены в табл. 5.73. Более подробно свойства циклина изложены
в работах ЦИАМ.
Таблица 5.73. Физические и теплотехнические свойства циклина [5.2]
Показатель
М
gc, %(мас.)
gH> %(мас-)
р20, кг/м3
QH, кДж/кг
Qv> кДж/дм3
A#f°298,15> КДЖ/КГ
Величина
136,24
88,16
11,84
851,2
44087
37518
950,4
Показатель
Ятп, кДж/кг
Lo, кг возд./кг гор.
Lm, моль возд./моль гор.
Lv, м3 возд./м3 гор.
Сстех , % (Об.)
Величина
2906
2020
14,17
66,64
9330
1,478

5.5. Циклин 163
Совместимость с материалами. Продукт отличается малой
коррозионной активностью по отношению к большинству обычно
применяемых конструкционных материалов и сплавов. Алюминий и его сплавы,
нержавеющая и углеродистая сталь, медь и ее сплавы, титан и припой,
оцинкованные стали стойки в циклине.
Для применения в контакте с циклином рекомендуются смазки
СК-2-06 и ЦИАТИМ-205 и герметики УГ-1к, УГ-1, УГ-5М. В качестве
прокладочно-уплотнительных материалов для средств хранения
рекомендуются фторопласт-4 и фторопласт-3.
Получение, хранение, транспортирование. Разработана
технология получения циклина. Циклин транспортируется в железнодорожных
цистернах типа ЖГЦ-60 или ЖГЦ-73, автоцистернах типа АЦГ-5-375,
бочках из нержавеющей стали, рассчитанных на давление 0,588-105 Па
и др.
Хранят циклин в герметично закрытых стальных резервуарах.
Емкости должны иметь приспособления для герметичного налива и слива.
Гарантийный срок хранения 5 лет со дня изготовления.
Пожароопасные свойства. Циклин относится к
легковоспламеняющимся жидкостям. Температура самовоспламенения 323 °С.
Токсические свойства. По токсическим свойствам циклин
относится к третьему классу опасности. При ингаляционном пути
поступления возможны острые отравления. Длительное воздействие циклина
на кожу приводит к развитию сухого дерматита.
Предельно допустимая концентрация паров циклина в воздухе
рабочей зоны 50 мг/м3, в воде водоемов 0,02 мг/дм3. Хроническая
интоксикация проявляется симптомами: раздражением слизистых оболочек
дыхательных путей, нарушением функций центральной нервной
системы, появлением одышки, изменением состава крови, снижением массы
тела.
При выполнении всех технологических операций с циклином
должны соблюдаться правила по технике безопасности, принятые при работе
с химическими и огнеопасными продуктами. При работе с циклином
обслуживающий персонал должен быть обеспечен средствами защиты
кожных покровов, органов дыхания и глаз: спецодеждой из
хлопчатобумажной ткани (из маслобензостойкого материала), перчатками
из фторополимеров и защитными очками или щитками. В аварийных
ситуациях применять фильтрующие противогазы марки А или ПРВ.
При попадании циклина на слизистые оболочки глаз необходимо
промыть их 2%-ным раствором питьевой соды или 2%-ным раствором
борной кислоты или обильной струей воды; при попадании на кожу его
необходимо тщательно смыть водой с мылом или содовым раствором.

164 Гл. 5. Жидкие углеводородные компоненты энергоемких горючих
5.6. Пенталан
Пенталан (ПНТ) - С10Н12 - синтетический продукт, относится
к классу алициклических углеводородов. При температуре 20 °С -
подвижная бесцветная или светло-желтого цвета прозрачная жидкость
со специфическим запахом. ПНТ обладает высокой летучестью,
термически стабилен до температуры 250 °С. ПНТ хорошо растворяется в
спиртах, ацетоне, гексане, бензоле, растворяется в воде до 0,005%.
ПНТ совместим со всеми конструкционными и
резинотехническими материалами, применяемыми в топливных системах авиационных
и ракетных изделий.
Данные по физическим и теплотехническим свойствам ПНТ
приведены в табл. 5.74. Более подробно свойства пенталана изложены
в работах ЦИАМ.
Таблица 5.74. Физические и теплотехнические свойства пенталана [5.20]
Показатель
М
gc, %(мас.)
gH> %(мас.)
''КИП» ^
Величина
132,207
90,85
9,15
-35 ч- -36
178
Показатель
Рзо. кг/м3
д2о> Ю"3 Па-с
<2н> кДж/кг
Qv> кДж/дм3
Величина
1035
3,49
42077
43550
Получение, хранение. Разработана технология промышленного
получения ПНТ и имеется установка для его промышленного
производства.
ПНТ следует хранить в сухих помещениях вдали от
нагревательных приборов, он должен быть защищен от влаги и прямых солнечных
лучей. При выполнении технологических операций с ПНТ следует
руководствоваться основными правилами работы с химическими
веществами.
Гарантийный срок хранения - один год со дня изготовления.
Перспективы применения. ПНТ как горючее или как компонент
смесевого горючего обладает определенными преимуществами перед
многими углеводородными горючими. Он имеет высокие плотность
(1035 кг/м3) и объемную теплоту сгорания (43550 кДж/дм3), малую
вязкость (3,49-10~~3 Па-с), достаточно низкую температуру начала
кристаллизации (—35 °С) и высокую температуру кипения (178 °С).
ПНТ, несмотря на его относительно высокую токсичность, может
рассматриваться в качестве перспективного горючего для ракетных
топлив.

5.7. Децилин
165
Пожароопасные свойства. Находится на уровне ароматических
углеводородов (толуола, изопропилбензола и других жидких
углеводородов).
Токсические свойства. По токсическим свойствам ПНТ относится
к веществам третьего класса опасности; ПДК в воздухе рабочей зоны
1 мг/м3. Пороговая концентрация паров ПНТ по органолептическому
показателю вредности при температуре 60 °С установлена на уровне
0,033 мг/дм3, по влиянию на санитарный режим водоемов 0,05 мг/дм3.
В качестве ПДК для воды водоемов санитарно-бытового
водопользования рекомендуется 0,03 мг/дм3 по органолептическому методу.
5.7. Децилин
Децилин представляет собой смесь изомеров тетрагидродицикло-
пентадиена. Брутто-формула - СюН^. Горючее содержит
антиокислительную присадку ионол. Децилин - бесцветная или слабоокрашенная
в желтый цвет жидкость с характерным запахом [5.21].
Данные по физическим и теплотехническим свойствам децилина
приведены в табл. 5.75-5.77. Более подробно свойства децилина
изложены в работах ЦИАМ.
Таблица 5.75. Максимальная растворимость воды в децилине
при давлении 0,101 МПа
t, °с
-60
-50
-40
-30
-20
gH2o, г/т
1,53
2,60
4,31
6,99
11,77
и °с
-10
-5
0
5
10
gH2o, г/т
17,30
21,42
26,47
32,63
40,12
*, °С
15
20
25
30
35
gH2o, г/т
49,06
60,00
72,78
88,14
106,20
t, °С
40
45
50
60
gH2o, г/т
127,7
153,1
183,5
260,2
Таблица 5.76. Растворимость воздуха, азота и кислорода в децилине.
Коэффициент Генри, 10~5 кг/(м3-Па)
t, °С
-30
-20
-10
0
10
20
30
Воздух
0,118
0,119
0,120
0,121
0,123
0,124
0,125
N2
0,0918
0,0938
0,0959
0,0979
0,0999
0,102
0,104
о2
0,223
0,221
0,220
0,218
0,216
0,215
0,214
t, °С
40
50
60
70
90
120
150
Воздух
0,126
0,128
0,130
0,131
-
-
-
N2
0,107
0,109
0,111
0,114
0,123
0,132
0,137
о2
0,213
0,212
0,205
0,201
-
-
-

166 Гл. 5. Жидкие углеводородные компоненты энергоемких горючих
Таблица 5.77. Физические и теплотехнические свойства децилина [5.21]
Показатель
М
gc, %(мас.)
gH, %(мас.)
р20, кг/м3
/ °Г
^н кр.» ^
i/20, мм2/с
Величина
136,1
87,9
12,1
941
-55 -т- -60
3,84
Показатель
<3н» кДж/кг
Qv. кДж/дм3
Ятп, кДж/кг
Lo, кг возд./кг гор.
Величина
42415
39750
2790
2163
14,22
Совместимость с материалами. Децилин совместим с
конструкционными и резинотехническими материалами, применяемыми в теп-
лонапряженных авиационных и ракетных двигателях.
При температуре 950-1150 °С агрессивность продуктов сгорания
децилина находится на уровне агрессивности продуктов сгорания
горючего Т-6.
Токсические свойства. Децилин относится к третьему классу
опасности. ПДК в воздухе рабочей зоны 5 мг/м3. Децилин раздражает
слизистые оболочки и кожные покровы.

Глава 6
БОРСОДЕРЖАЩИЕ КОМПОНЕНТЫ
ЭНЕРГОЕМКИХ ГОРЮЧИХ
Гидриды бора (ВгНб, В5Н9, ВюН^) являются высокореакционно-
способными соединениями. Они легко окисляются, при их окислении
выделяется значительно больше энергии, чем при окислении
соответствующего количества углеводородов. При сгорании гидриды бора дают
повышенный удельный импульс. Теплота сгорания составляет около
70000 кДж/кг [6.1-6.6].
Сводные данные по физическим и теплотехническим свойствам
гидридов бора ВгНб, В5Н9 и ВюНн приведены в табл. 6.1.
Получение, хранение и транспортирование. Диборан ВгНб
получают по реакции трехфтористого бора и алюмогидрида лития
в эфирном растворе при комнатной температуре:
4BF3 + 3LiAlH4 -+ 2B2H6 + 3LiF + 3A1F3 .
Известны также и другие способы получения диборана:
восстановлением соединений бора водородом, восстановлением галогенидов
бора простыми и комплексными гидридами, электролизом боргидридов
металлов [6.3].
Диборан может храниться и транспортироваться в стандартных
стальных баллонах с латунными вентилями. Хранить баллоны с дибо-
раном рекомендуется при температуре не выше 17,8°С. В этих
условиях повышение давления составляет 0,436-105 Па в месяц. Проверка
давления в баллонах производится каждые полгода [6.3].
Пентаборан В5Н9 получают путем термического разложения
диборана при температуре 225-290 °С в статических или динамических
Условиях [6.3]:
БВгНб —> 2В5Н9 -f- 6H2 .
Лучшие результаты достигаются при циркуляции диборана через
нагреваемую реакционную зону.
Декаборан ВюНи получают посредством пиролиза диборана
пРи 120-240 °С и других бороводородов. Получение ВюНи в больших
количествах ведут в циркуляционных системах при атмосферном
или повышенном давлении с быстрым охлаждением продуктов реакции
+ 8H2 .

168
Гл. 6. Борсодержащие компоненты энергоемких горючих
Таблица 6.1. Физические и теплотехнические свойства гидридов бора
[6.1-6.6,6.15-6.25]
Показатель
М
£ме> %
gH, %(мас.)
. О/-
6ПЛ.» V-
/9, КГ/М3
Рнп.. Па
/i, 10"3 Пас
(7, 10"3 Н/М
а100, м/с
/3(_45-ю), Ю"3 град"1
а, Ю-3 К"1
6кр> ^
ркр, МПа
ркр, КГ/М3
^кР
Л20, Вт/(м.К)
ДЯПЛ, кДж/кг
Д#исп., кДж/кг
QcrOp., кДж/кг
A#f298,15> КДЖ/КГ
Ср298,15К» КДЖ/(КГ-К)
Я298,15К' КДЖ/КГ
^298.15 К» КДЖ/(КГ-К)
ВгНб
27,67
78,14
21,86
-165,5
-92,53
447 (-112°С) ж
557 (-183°С)тв
2,73- 106 (0°С)
0,18 (-109 °С)
10,9 (-69,4 °С)
-
-
-
16,7
3,99
166
-
-
160,4
579,5
72560
295,1 ж
1482,9 г
2,01
428,50
8,36
В5Н9
63,13
85,63
14,37
-46,74
60
650 (0°С) ж
630 (-46 °С) тв
8798 (0°С)
0,32(25 °С)
21,2 (21,2°С)
-
1,25
-
274
3,967
285
-
0,12
149,2
510,7
69294
678,8 ж
1160,7 г
2,38 ж
1,48 г
470,69 ж
239,18 г
2,91 ж
4,35 г
BioHu
122,22
88,45
11,55
99,7
213
780(100°С)ж
940 (20 °С) тв
2666 (100°С)
1,69 (100 °С)
27,38 (100°С)
1193
-
0,9634 (20 °С)
403
3,035
265
0,249
0,13
267,7
397,4
65422
-236,4 тв
-58,2 ж
387,1 г
1,78 тв
1,46 г
231,67 тв
201,86 г
1,44 тв
2,89 г

Гл. 6. Борсодержащие компоненты энергоемких горючих 169
Перспективы применения. Гидриды бора, благодаря высокой
теплотворной способности, представляют большой интерес как
перспективные высокоэффективные горючие. Разработан [6.9-6.13] ряд твердых
ракетных топлив, содержащих В2Н6 и В5Н9. Однако высокая
токсичность ограничивает их практическое применение. Кроме того, следует
учитывать потери энергии при конденсации таких продуктов
окисления, как В2О3 [6.14]. Были проведены только стендовые испытания
экспериментальных ЖРД на ди- и пентаборанах.
Пожаро- и взрывоопасные свойства. В воздухе или в
атмосфере кислорода все гидриды бора энергично горят. Самовоспламенение
гидридов бора зависит от влажности воздуха, содержания примесей,
скорости смешения паров гидрида с воздухом.
Среди гидридов бора наиболее опасным является диборан. ВгНб,
содержащий следы высших гидридов бора, или при взаимодействии
с влагой взрывается с воспламенением на воздухе уже при комнатной
температуре. В обычном лабораторном воздухе даже малые количества
неочищенного ВгНб загораются с сильным взрывом. Он горит также
в N2 и СОг и реагирует с ССЦ. Все работы должны проводиться
в атмосфере инертного газа. Чистый ВгНб не воспламеняется в сухом
воздухе и в Ог до температур 125-150°С [6.4].
Пределы воспламенения ВгНб в сухом воздухе, не содержащем
СОг, варьируются от 0,9 до 93%. Смеси ВгНб с 75-98% воздуха при
поджигании электрической искрой взрываются. ВгНб воспламеняется в
воздухе при температуре 40-50 °С, но в присутствии примесей (В5Н9,
B2H5CI и др.) воспламенение диборан-воздушных смесей может
произойти и при комнатной температуре [6.3].
Чистый В5Н9 не воспламеняется в сухом воздухе при 10-20 °С,
но в присутствии примесей и во влажном воздухе пары В5Н9 легко
загораются. Реакция окисления В5Н9 может происходить в форме
взрыва.
Чистый BioHi4 не воспламеняется при комнатной температуре,
и с ним можно безопасно работать на воздухе. При температуре 100 °С
и длительном хранении на воздухе пары ВюН^ могут самопроизвольно
взрываться.
Для тушения воспламенившихся гидридов бора следует
использовать сухой песок и бикарбонат натрия.
Токсические свойства. Гидриды бора - очень токсичные вещества.
Вдыхание небольших количеств ВгНб, В5Н9, ВюН^ может вызвать
головную боль, тошноту, отек легких, удушье, слабость, судороги,
психическую депрессию. Они специфически действуют на нервную
систему, поражают почки и печень. В5Н9 и ВюНн способны проникать
ч
неповрежденную кожу, вызывают раздражение кожи и слизистых
оболочек.
Предельно допустимая концентрация ВгНв, В5Н9 и ВюНн в воз-
Духе рабочей зоны составляет, соответственно, 0,1, 0,1 и 0,3 мг/м3,
в воде водоемов 0,1, 0,01 и 0,5 мг/л [6.7, 6.8].

170
Гл. 6. Борсодержащие компоненты энергоемких горючих
Для защиты от гидридов бора применяют специальные
фильтрующие противогазы с гопкалитом, силикагелем, алюмогелем, натронной
известью, а также изолирующие шланговые противогазы.
Активированный уголь плохо адсорбирует пары бороводородов. Для защиты
от проникновения гидридов бора в организм через кожу рук следует
надевать резиновые перчатки.
6.1. Диборан
Диборан (ВгНб) - бесцветный газ с неприятным запахом,
напоминающим запах сероуглерода. При комнатной температуре медленно
разлагается с образованием высших гидридов бора и водорода.
Выделяющийся водород тормозит дальнейшее разложение ВгНв. Поэтому
в присутствии водорода разложение ВгНб происходит очень
медленно. При температуре выше 300 °С ВгНб быстро разлагается на бор
и водород. В отсутствие влаги и воздуха при комнатной температуре
разложение составляет 10-20% в год.
Диборан является чрезвычайно реакционноспособным
соединением. Бурно и самопроизвольно реагирует со свободным хлором
с образованием хлористого водорода и треххлористого бора. Быстро
гидролизуется в воде в течение нескольких секунд с выделением
водорода и образованием борной кислоты. Взаимодействует с водными
растворами щелочей, спиртами, щелочными металлами,
непредельными соединениями [6.3-6.6, 6.21].
Физические и теплотехнические свойства диборана приведены
в табл. 6.2-6.20 и на рис. 6.1-6.6.
Таблица 6.2. Давление насыщенных паров
Т, К
Рн п, Па
Т, К
Ри п. Па
117
160
210
4,0-105
130
1692,9
230
8,23- 105
150
12423,6
250
15,05-105
ВгНб [6.15, 6
170
53986,5
273,15
26,0- 105
>. 16, 6.23]
190
1,64-105
289,86
39,92- 105
Давление насыщенных паров В2Н6 при 130 < Т < 290:
870,68
(ш!з)"8>
1251 -
-0.002339Т,
(6.1)
где рнп- в Па, Г - в К. Погрешность 1-4% (130-273,15 К), 7%
(289,86 К).
Плотность жидкого ВгНб на линии насыщения при 140 < Т < 289:
р = 63,45 + 81,5(290,31 - Т)0-28 + 10844,6/Т, (6.2)
где р - в кг/м3, Т-вК. Погрешность < 0,5%.

6.1. Диборан
171
Рн.п> МПа
■
1,
1
7
/
100 200
300
400 500 j5 к
Рис. 6.1. Зависимость давления насыщенных паров ВгНв (1) и В5Н9 (2)
от температуры (по данным табл. 6.2 и 6.21)
Таблица 6.3
Т, К
140
160
180
200
220
/9Ж, КГ/М3
471,56
450,64
428,81
405,66
380,46
Плотность В
рг, кг/м3
0,119
0,578
1,889
4,791
10,303
гНб на линии насыщения
Т, К
240
260
280
289,86
рж, кг/м3
351,76
316,07
260,02
165,82
[6.3]
рг, кг/м3
19,987
37,066
73,367
165,82
о, кг/м3
160 200 240 280 г, к
6.2. Зависимость плотности ВгНб от температуры на линии насыщения
(по данным табл.6.3)

172
Гл. 6. Борсодержащие компоненты энергоемких горючих
Таблица
*, °С
-73,15
-53,15
-33,15
-13,15
0
6,84
6.4. Плотность газообразного ВгНб при давлении
р, кг/м3
1,7394
1,5675
1,4289
1,3140
1,2483
1,2169
и °с
25,0
26,84
46,84
66,84
86,84
106,84
р, кг/м3
1,1407
1,1336
1,0612
0,9976
0,9413
0,8911
t,°C
126,84
146,84
166,84
186,44
206,44
226,84
0,101 МПа
р, кг/м3
0,8460
0,8053
0,7885
0,7348
0,7039
0,6756
Таблица 6.5. Плотность ВгНб при различных температурах
и давлениях [6.15]
Т V
1 , J\
200
250
273,15
298,15
360
400
500
600
800
1000
1500
р, кг/м3, при р, МПа
0,1
1,7394
1,3689
1,2483
1,1407
0,94134
0,84609
0,67563
0,56253
0,42167
0,33742
0,22481
0,4
-
5,7315
5,1629
4,6774
3,8153
3,4151
2,7123
2,2525
1,6849
1,3468
0,89756
1,0
-
16,043
13,937
12,345
9,7995
8,6961
6,8286
5,6425
4,2034
3,3556
2,2355
10,1
-
-
-
273,58
158,37
114,09
73,734
56,995
40,534
31,933
21,218
Таблица
Т, К
10~3 Пас
6.6. Динамическая
145,6
0,245
152,7
0,210
вязкость жидкого ВгНб
164,0
0,177
198,8
0,104
[6.17]
203,9
0,0976
Динамическая вязкость жидкого ВгНб при 145 < Т < 204:
(6.3)
где /х - в Па-с, р - в кг/м3, Т - в К. Погрешность 1-2%.

6.1. Диборан
173
Таблица 6.7. Динамическая вязкость газообразного В2Н6
при давлении 0,101 МПа
*, °С
/х, 10"6 Пас
t, °С
/х, 10~6 Па-с
-130
9,75
-60
7,95
-ПО
9,24
-40
7,45
-100
8,98
-20
6,93
-92,5
8,78
0
6,42
-80
8,46
15
6,03
ц, 10~3 Па.с
1,6
1,2
0,8
0,4
\в5н9
•
B10H14j
\
V
V
N.
200 300
400
Г, К
Рис. 6.3. Зависимость динамической вязкости ВгНб, В5Н9 и ВюНн от
температуры: • - по данным табл. 6.6, 6.23 и 6.32; по уравнениям (6.3.), (6.10)
и (6.15)
Таблица 6.8.
t, °С
а, 10"3 Н/м
143,6
19,94
Поверхностное натяжение Вг
155,9
16,98
161,3
16,38
170,3
14,84
Н6 [6.17]
181,1
13,41
203,7
10,90
Поверхностное натяжение
при 143 ^ Т < Т
кр:
а = 169,06 - О, ЗЗТ - 27949,32/Т + 1912492,1/Т2,
где а - в Н/м, Т-вК. Погрешность 1-2%.
Таблица 6.9. Диэлектрическая постоянная ВгНб [6.16]
(6.4)
т, к
£
108,26
2,0735
120,12
2,040
140,11
1,9841
160,00
1,9307
170,01
1,9020
180,66
1,8725
Диэлектрическая постоянная ВгНб при 108 < Т < 180:
е = 2,3721- 0,002765Г,
где Т - в К. Погрешность 0,05%.
(6.5)

174
Гл. 6. Борсодержащие компоненты энергоемких горючих
а, 10 3 Н/м
30
20
10
0
В
\
в2н6 \
\ Т
•г
l£lOH14
\
\ \
■•••]'
200
400
600 т, К
Рис. 6.4. Зависимость поверхностного натяжения ВгНв, В5Н9, ВдоНк и
от температуры: • - по данным табл. 6.8, 6.25, 6.37 и 6.63;
по уравнениям (6.4.), (6.11), (6.18) и (6.29)
\
>
\
>
\
N
\
2,05
2
1,95
1,9
1,85
100 120 140 160 180 г, К
Рис. 6.5. Зависимость диэлектрической постоянной В2Н6 от температуры:
• - по данным табл. 6.9; по уравнению (6.5)
Таблица 6.10. Теплота испарения В2Н6
т, к
140
160
180
АНИСП., кДж/кг
580,58
550,53
518,75
Т, К
200
220
240
Д#исп., кДж/кг
474,60
428,65
385,48
Г, К
260
280
289,6
АНИСП., кДж/кг
316,03
202,27
0,0
Теплота испарения диборана при 140 ^ Т
/Tvn-T
Гкр:
U\T-\8OJ
где АЯИСП - кДж/кг, Гкр и Г - в К. Погрешность 0.5-2%.
(6.6)

6.1. Диборан
175
Таблица
Сртв, кДж/(кг-К)
6.11. Изобарная
-259,3
0,0616
-252,6
0,1970
теплоемкость твердого В<А
-250,4
0,2542
-229,3
0,8819
-218,1
1,1078
>Н6 [6.16]
-205,5
1,6387
-168,6
2,0398
Таблица 6.12. Изобарная теплоемкость жидкого
на линии насыщения [6.23]
т, к
170,09
180,86
192,0
203,36
213,63
Ср, кДж/(кг-К)
2,73
2,79
2,86
2,92
2,98
Т, К
224,11
234,87
245,64
255,64
263,14
Ср, кДжДкг-К)
3,07
3,21
3,40
3,64
3,93
Т, К
269,14
271,95
274,58
282,31
Ср, кДж/(кг-К)
4,08
4,46
4,79
6,18
Таблица 6.13. Изобарная теплоемкость газообразного ВгНб
при давлении 0,101 МПа [6.18]
т, к
100
200
298,15
400
500
Ср, кДж/(кг-К)
1,25
1,55
2,01
2,59
3,11
Т, К
600
700
800
900
1000
Ср, кДжДкг-К)
3,58
3,98
4,34
4,63
4,89
Т, К
1200
1500
1800
2000
2500
Cpi кДж/(кг-К)
5,28
5,67
5,93
6,05
6,24
Таблица 6.14. Теплоемкость В2Н6
при различных температурах и давлениях [6.15]
т, к
200
250
273,15
298,15
360
400
500
600
800
1000
1500
Ср, кДж/(кг-К), при р, МПа
0,1
1,600
1,795
1,911
2,046
2,392
2,613
3,131
3,592
4,340
4,884
5,667
0,4
1,914
1,991
2,099
2,416
2,630
3,140
3,598
4,343
4,886
5,668
1,0
2,262
2,195
2,228
2,471
2,666
3,159
3,610
4,349
4,891
5,669
10,1
5,609
4,292
3,620
3,486
3,791
4,438
4,946
5,694

176
Гл. 6. Борсодержащие компоненты энергоемких горючих
Табл
Т, К
180,68
190
200
210
220
ица 6.15. Энтальпия
Я, кДж/кг
470,36
496,79
525,78
555,38
585,88
Т, К
230
240
250
260
270
жидкого ВгНб
Я, кДж/кг
617,44
651,26
685,24
722,99
764,97
на линии насыщения [6.23]
Т, К
275
280
285
289,7
Я, кДж/кг
788,67
815,85
849,07
«885,01 (экстрап.)
Таблица 6.16. Энтальпия газообразного
при давлении 0,101 МПа [6.18]
т, к
Я, кДж/кг
298,15
428,5
500
949,8
800
1519,8
1000
3014,0
1200
4043,8
1500
5697,2
1800
7441,3
2000
8640,3
2500
11715,9
Таблица 6.17. Энтальпия
при различных температурах и давлениях [6.15]
т к
1 , IY
200
250
273,15
298,15
360
400
500
600
800
1000
1500
я,
0,1
248,8
333,2
376,1
425,5
562,7
662,8
1056,2
1287,3
1666,9
3009,7
5673,5
кДж/кг,
0,4
-
322,4
367,5
418,6
558,1
659,0
947,9
1285,3
1665,7
3009,1
5674,0
при р, МПа
1,0
-
297,3
348,6
403,8
548,4
651,2
942,7
1281,5
1662,7
3007,9
5674,0
10,1
-
-
-
85,3
363,3
519,7
866,2
1229,1
1625,4
2994,6
5679,4
Таблица 6.18. Энтропия газообразного В2Н6 при давлении 0,101 МПа [6.18]
т, к
5, кДж/(кг-К)
298,15
8,36
500
9,67
800
11,43
1000
12,48
1200
13,41
1500
14,64
1800
15,70
2000
16,34
2500
17,71

6.2. Пентаборан
177
Таблица 6.19. Энтропия жидкого ВгНб на линии насыщения [6.23]
т, к
180,68
190
200
210
220
5, кДж/(кг-К)
4,62
4,77
4,92
5,06
5,20
Г, К
230
240
250
260
270
5, кДж/(кг-К)
5,33
5,47
5,61
5,75
5,90
Т, К
275
280
285
289,7
5, кДж/(кг-К)
5,99
6,08
6,19
« 6,32 (экстрап.)
Таблица 6.20. Энтропия
при различных температурах и давлениях [6.15]
т, к
200
250
273,15
298,15
360
400
500
600
800
1000
1500
5, кДж/(кг-К), при р, МПа
0,1
7,65
8,02
8,41
8,36
8,78
9,04
9,68
10,29
11,43
12,46
14,61
0,4
7,60
7,76
7,94
8,36
8,63
9,26
9,87
11,01
12,04
14,19
1,0
7,29
7,47
7,65
8,08
8,34
8,98
9,51
10,74
11,77
13,92
10,1
6,66
7,27
7,57
8,25
8,87
10,02
11,06
13,21
6.2. Пентаборан
Пентаборан (В5Н9) - бесцветная летучая жидкость с характерным
резким запахом. В5Н9 является одним из наиболее стабильных
гидридов бора. Чистый В5Н9, защищенный от действия света, при комнатной
температуре практически не разлагается, начинает разлагаться при
температуре выше 150 °С. Разложение В5Н9 на бор и водород при
300°С происходит значительно медленнее, чем разложение ВгНб.
При комнатной температуре В5Н9 гидролизуется довольно
медленно. Гидролиз ускоряется перемешиванием, а также добавлением
инертных растворителей, например, диоксана, с которым вода и В5Н9
легко смешиваются. Для полного гидролиза при температуре 90-100°С
требуется значительное время [6.3-6.6, 6.21].

178
Гл. 6. Борсодержащие компоненты энергоемких горючих
ЛЯисп.,кДж/кг
400
200
0
\
1
г
КР
в н
200
400
600
Рис. 6.6. Зависимость теплоты испарения ВгНб, ВюНн и CsHigBio от
температуры: • - по данным табл. 6.10, 6.39 и 6.65; по уравнениям (6.6.), (6.2)
и (6.31)
Физические и теплотехнические свойства В5Н9 приведены
в табл. 6.21-6.30 и на рис. 6.1, 6.3, 6.4, 6.7.
Таблица 6.21. Давление насыщенных паров В5Н9 [6.3,6.19]
т, к
Рнп., Па
Т, К
Рн.п.. Па
232,8
666,5
297,8
0,2666105
242,5
1333
313,9
0,5332-105
253,2
2666
331,3
1,013105
265,2
5332
373,1
3,24-105
272,8
7998
500
39,67-105
282,8
13330
Давление насыщенных паров В5Н9:
при 230 ^ Т ^ 330 К:
lgpHn = 10,3846 - 1737,15/Т - 0,4076 • 10"3Т,
при 330 ^ Т ^ 500 К:
рНП = (15,467-0,0923Т + 0,0001386Т2)106,
где рнп - в Па, Т - в К. Погрешность 0,5-1,2%.
Таблица 6.22. Плотность В5Н9 [6.3,6.17]
(6.7)
(6.8)
т, к
р, кг/м3
Т, К
/0, кг/м3
226,9
681
274,6
642
235,2
675
283,5
635
246,1
666
289,3
630
253,0
660
298,15
618
263,2
652
323,15
596

6.2. Пентаборан
179
Плотность В5Н9 при 230 ^ Т < 323:
р = 777,35 - 0,099Т - 1,43 • 10"3T2,
где р - в кг/м3, Т - в К. Погрешность < 1%.
. з
/9, КГ/М
680
660
640
620
600
(6.9)
ч
\
4
\
240 260 280 300 320 j; к
Рис. 6.7. Зависимость плотности В5Н9 от температуры: • - по данным
табл. 6.22, по уравнению (6.9)
Таблица 6.23. Динамическая вязкость В5Н9
при давлении 0,101 МПа [6.3, 6.17]
т, к
/х, 10~3 Пас
Г, К
/1,10"3 Пас
232,2
0,782
298,15
0,318
246,5
0,564
313,15
0,265
258.4
0,478
333,1
0,222
269,0
0,417
353,1
0,185
279,6
0,368
373,1
0,161
286,4
0,342
Динамическая вязкость В5Н9 при 230 ^ Т ^ 373:
(6.10)
где /i - в Пас, р - в кг/м3, Т - в К. Погрешность 1-6% (240-373 К),
8% (232 К).
Л,
Таблица
и °с
Вт/(мК)
6.24.
20
0,132
Теплопроводность
40
0,127
60
0,122
ЖИДКОГО В5Н9
80
0,119
100
0,112
Поверхностное натяжение В5Н9 при 230 ^ Т < 300:
а = (64,484 - 0,1186Т)р'/310-5,
где а - в Н/м, р - в кг/м3, Т - в К. Погрешность 1-2%.
(6.П)

180
Гл. 6. Борсодержащие компоненты энергоемких горючих
Таблица 6.25. Поверхностное натяжение В5Н9 [6.3, 6.17]
т, к
(7, 10~3 Н/М
233,9
28,9
245,1
27,4
249,0
27,0
264,7
24,8
286,2
22,0
294,4
21,2
303,3
20,1
Таблица 6
*, °С
е
-46,1
53,1
26. Диэлектрическая постоянная
-36,2
46,5
-26,2
39,2
-12,2
32,6
-0,20
28,0
В5Н9
14,8
22,9
24,8
21,1
Таблица 6.27. Теплоемкость жидкого В5Н9
т, к
Ср, кДж/(кг-К)
-30
2,03
-10
2,15
10
2,27
25
2,38
Таблица 6.28. Теплоемкость газообразного В5Н9
при давлении 0,101 МПа [6.18]
т, к
Ср, кДж/(кг-К)
298,15
1,48
500
2,56
800
3,59
1000
4,01
1200
4,31
1500
4,59
1800
4,77
2000
4,85
2500
4,98
Таблица 6.29. Энтальпия газообразного В5Н9
при давлении 0,101 МПа [6.18]
т, к
Я, кДж/кг
Т, К
Я, кДж/кг
298,15
239,18
1500
4519,35
500
650,10
1800
5925,74
800
1585,06
2000
6887,76
1000
2347,62
2500
9316,89
1200
3181,46
Таблица 6.30. Энтропия газообразного В5Н9 при давлении 0,101 МПа [6.18]
т, к
5, кДж/(кг-К)
т, к
5, кДж/(кг-К)
298,15
4,35
1500
9,42
500
5,38
1800
10,37
800
6,80
2000
10,78
1000
7,67
2500
11,88
1200
8,43
6.3. Декаборан
Декаборан (ВюНн) - белое кристаллическое вещество. Стабилен
при комнатной температуре. В отсутствие воздуха его можно нагревать
значительное время при 150°С без заметного разложения. Незначи-

6.3. Декаборан
181
тельное разложение наблюдается при нагревании в течение 48 часов
при 200 °С. Разложение на бор и водород при 300 °С происходит очень
медленно. Гидролиз ВюНи протекает также медленно даже при 100°С
[6.3-6.6, 6.21].
Физические и теплотехнические свойства ВюНи приведены в табл.
6.31-6.51 и на рис. 6.3, 6.4, 6.6, 6.8-6.11.
Таблица 6.31. Давление
Г, К
240
250
260
270
298,15
333,1
353,9
Рнп.. Па
3,25- 10"3
1,49-10"2
6,06-10"2
2,19-Ю-1
6,665
133,3
666,5
Т, К
373,1
390,9
415,4
436,9
486,1
513,1
533,1
насыщенных паров ВюНи
Рн.п., Па
2666
7998
13330
26660
1,01-Ю5
1,60 105
2,39-105
Т, К
553,1
573,1
593,1
613,1
633,1
653,1
673,1
[6.3,6.15]
Рн п, Па
3,57
5,25
7,59
10,82
15,21
21,12
28,96
Давление насыщенных паров:
- над твердым ВюНи при 240 ^ Т ^ 370:
lgpH.n = 2962,553/Т + 116,81671gT-0,091579T-270,9057, (6.12)
- над жидким ВюНи при 400 ^ Т ^ 700:
lgpH.n. = 8,0034 + 0,001977Т - 1947,6278/Т,
гДе Рн.п. " в Па, Т - в К. Погрешность 1-5%.
Таблица 6.32. Плотность ВюНи на линии насыщения
(6.13)
*, °с
98,7
100
120
140
160
180
200
Рл.н (ж), КГ/М3
757,4
756,6
743,0
729,4
715,8
702,2
688,6
t, °С
220
250
300
350
375
400
403
Рлн.(ж). КГ/М3
660,4
632,5
575,7
493,8
431,5
321,4
265,0
Рлн (г), КГ/М3
6,395
11,896
31,321
75,800
119,42
210,84
265,0
Плотность жидкого ВюНн при 98,7 ^ t < 375:
рж = 294,739 + 26,625(407,617 - t
где рж - в кг/м3, * - в °С. Погрешность 0,5-2%.
(6.14)

182
Гл. 6. Борсодержащие компоненты энергоемких горючих
600
400
200
р, кг/м3
0 100 200 300 400 t,°C
Рис. 6.8. Зависимость плотности ВдоНм от температуры на линии насыщения
(по данным табл. 6.32)
Таблица 6.33. Коэффициент термического расширения
t, °С
-50
-40
-20
0
20
at, 10"3 К"1
0,8646
0,8771
0,9036
0,9323
0,9634
*, °С
40
60
80
98,78
at, 10"3 К"1
0,9973
1,0345
1,0754
1,1178
t, °С
100
150
200
219,16
BioHu (расчет)
at, 10~3 К"1
1,1207
1,2595
1,4528
1,5495
Таблица 6.34. Коэффициенты адиабатической (/ЗаА) и изотермической (/3ИЗ)
сжимаемости ВюНи (расчет)
98,78
100
120
140
Ад
Аз.
10"10, Па"1
9,244
9,282
10,645
12,433
9,486
9,525
10,914
12,731
160
180
200
219,15
Ад
Аз.
10"10, Па"1
14,591
17,167
20,542
23,922
14,922
17,532
20,951
24,367
Динамическая вязкость ВюНи при 373 < Т ^ 493:
lg lg(/z + 1) = 796,226/Г - 2,5133,
где ц - в Па-с, Т - в К. Погрешность 1-4%.
(6.15)

6.3. Декаборан
183
Кинематическая вязкость ВюНи при 373 ^ Т ^ 493:
lglg(i/+ 1) = 523,79/Г- 1,748,
где v - в мм2/с; Т - в К. Погрешность 0,5-2%.
Таблица 6.35. Динамическая и кинематическая вязкость
при давлении 0,101 МПа
Таблица 6.36. Теплопроводность жидкого
Теплопроводность ВюНи при 100 ^ t ^ 220:
А = 0,118 - 0,12 • Ю~Н + 8,03 • КГ7*2,
(6.16)
100
по
120
130
140
//, 10"3 Пас
1,693
1,228
1,080
0,914
0,827
1/, ММ2/С
1,840
1,623
1,452
1,252
1,155
*, °С
150
160
180
200
219,5
/1,10~3 Пас
0,735
0,629
0,499
0,407
0,341
I/, ММ2/С
1,038
0,948
0,803
0,693
0,611
t, °с
Л, Вт/(м-К)
t, °С
Л, Вт/(м-К)
98,78
0,113
150
0,118
100
0,114
160
0,119
120
0,115
180
0,122
130
0,116
200
0,126
140
0,117
219,6
0,130
(6.17)
где Л - в Вт/(м-К); t - в °С. Погрешность 1-2%.
Теплопроводность ВюНи в твердом состоянии при t = 70,80 и 90°С
равна 0,206, 0,217 и 0,227 Вт/(м-К) соответственно.
100
по
120
130
140
150
Таблица (
а, 10"3 Н/м
27,38*>
26,48*}
25,29*>
24,40*}
23,25*>
22,10
>.37. Поверхностное натяжение ВюНи
t, °С
160
180
200
220
240
250
or, 10"3 Н/м
20,89
18,80
16,75
14,76
12,80
11,94
и °с
270
300
320
350
370
400
а, 10"3 Н/м
9,98
7,29
5,60
3,23
1,81
0,096
экспериментальные данные, при t > 140 °С - расчетные

184
Гл. 6. Борсодержащие компоненты энергоемких горючих
Поверхностное натяжение ВюНи при 373 ^ Т ^ 673:
„27.38-Ю-
(6.18)
где а - в Н/м; Т и Г - в К. Погрешность 0,4-1,2%.
Л, Вт/(м*К)
0,128
0,124
0,12
0,116
0,112
80
120
160
200 t, °C
Рис. 6.9. Зависимость теплопроводности ВшНм от температуры: • - по данным
табл. 6.36; по уравнению (6.17)
и °с
98,78
100
ПО
120
130
Таблица (
а, м/с
1197
1193
1158
1124
1087
3.38. Скорость звука в жидком ВюНн
t, °С
140
150
160
170
180
а, м/с
1050
1014
978
944
911
и °с
190
200
210
219,15
а, м/с
876
841
813
786
Скорость звука в жидком ВюНи при 100 ^ t < 220 °С:
а= 1537,78-3,47*,
где а - в м/с; t - в °С. Погрешность 0,2-1%.
Теплота испарения при 373 ^ Г ^ 673:
0,38
(6.19)
(6.20)
где ДЯИСП - в кДж/кг, Т - в К.

6.3. Декаборан
185
u°c
98,78
100
120
140
160
Таблица 6
Яисп, кДж/кг
449,2
448,7
438,3
425,8
412,4
39. Теплота испарения ВюНн (расчет)
*, °С
180
200
219,15
250
Яисп, кДж/кг
399,0
385,4
370,9
346,1
«, °С
300
350
375
400
Яисп, кДж/кг
297,8
231,4
181,5
77,7
Таблица 6.40. Теплота сгорания*
Состав продуктов реакции
ВюНм + ИО2 = 5В2О3 (т) + 7Н2О (ж)
ВюНм + 11О2 = 5В2О3 (ж) + 7Н2О (ж)
В10Нн + 11О2 = 5В2О3 (т) + 7Н2О (г)
кДж/кг
68157
67575
65377
ккал/кг
16279
16140
15615
*) Теплоты сгорания приведены с учетом фазового состояния Н2О и В2Оз
Таблица 6.41. Теплоемкость твердого (Ств) и жидкого (Сж)
[6.24]
t, °с
-23
2
25
27
77
97
Ств, кДж/(кг-К)
1,405
1,614
1,795
1,808
2,203
2,388
t, °С
100
ПО
120
130
140
150
Сж, кДж/(кг-К)
2,663
2,717
2,767
2,834
2,872
2,982
Теплоемкость твердого ВюНм при —23 ^ t ^ 97:
Ств = 1,592 + 0,008*,
где Ств - в кДж/(кг-К), t - в °С. Погрешность 0,2-0,8%.
Теплоемкость жидкого ВюНм при 100 ^ t ^ 150:
Сж = 3 - 0,0094* + 6,19 • Ю-5*2,
где Сж - в кДж/(кг-К); * - в °С. Погрешность 0,1-0,8%.
(6.21)
(6.22)
Таблица 6.42.
t, °С
_£*, кДж/(кг-К)
98,78
2,59
Изохорная теплоемкость жидкого
100
2,59
120
2,70
140
2,83
160
3,00
180
3,19
ВюНн
200
3,42
219,15
3,62

186
Гл. 6. Борсодержащие компоненты энергоемких горючих
а, м/с
1400
1200
1000
800
600
\
\
л
к'
>
о
100
200
Рис. 6.10. Зависимость скорости звука в ВюНи (1) и CsHisBio (2) от
температуры: • - по данным табл. 6.38 и 6.64, по уравнениям (6.19) и (6.30)
Таблица 6.43. Изобарная теплоемкость газообразного ВюНн
при давлении 0,101 МПа [6.15, 6.18, 6.22)
т, к
Ср, кДж/(кг-К)
Г, К
Ср, кДж/(кг-К)
298,15
1,46
1500
4,21
500
2,49
1800
4,35
800
3,39
2000
4,41
1000
3,74
2500
4,52
1200
3,98
Г, К
14
25
50
75
100
Таблица 6.44.
Я, кДж/кг
0,097
0,85
6,06
14,42
24,89
Энтальпия кристаллического ВюЬ
Т, К
125
150
175
200
250
Я, кДж/кг
37,50
53,01
72,09
95,38
155,91
Т, К
275
298,15
300
350
370
Iu [6.24]
Я, кДж/кг
193,32
231,67
236,50
334,82
380,93
Таблица 6.45. Энтальпия газообразного
при давлении 0,101 МПа [6.15, 6.18]
т, к
Я, кДж/кг
Т, К
Я, кДж/кг
298,15
201,86
1500
4223
500
607,41
1800
5509,22
800
1504,16
2000
6385,83
1000
2219,52
2500
8622,40
1200
2993,09

6.3. Декаборан
187
Таблица 6.46. Энтальпия жидкого
т, к
Я, кДж/кг
371,93
565,22
375,0
573,10
380,0
585,78
<?р,кДж/(кг.К)
2,8
2,4
2
1,6
^40
/
у
у
'2
о
40 80 120 t, °C
Рис. 6.11. Зависимость теплоемкости твердого (1) и жидкого (2) В
от температуры: • - по данным табл. 6.41; по уравнению (6.21)
Таблица 6.47. Энтропия кристаллического ВюНн [6.24, 6.25]
т, к
14
25
50
75
100
5, кДжДкг-К)
0,01
0,046
0,18
0,32
0,44
Т, К
125
150
175
200
250
5, кДж/(кг-К)
0,55
0,66
0,78
0,90
1,17
Т, К
275
298,15
300
350
370
5, кДж/(кг-К)
1,32
1,45
1,46
2,15
2,31
Энтропия кристаллического ВюНн при 25 ^ Т ^ 300:
S = -0,07643 +0,005Т,
где 5 - в кДж/(кг-К); Т - в К. Погрешность 1-7%.
Таблица 6.48. Энтропия газообразного
при давлении 0,101 МПа [6.15, 6.18]
(6.23)
т, к
S, кДж/(кг-К)
Т, К
S, кДж/(кг-К)
298,15
2,89
1500
7,69
500
3,88
1800
8,47
800
5,30
2000
8,93
1000
6,07
2500
9,92
1200
6,77

188
Гл. 6. Борсодержащие компоненты энергоемких горючих
Таблица 6.49. Энтропия жидкого
т, к
5, кДж/(кг-К)
371,93
2,49
375,0
2,94
380,0
2,98
Таблица 6.50. Скорость разложения ВюНн в инертной атмосфере
Т U
1
1
1
1
1
1
8
15
t °С
125
200
208
217
225
250
200
200
моль Нг
моль ВюНн
0
0,0625
0,106
0,432
0,900
3,100
0,687
1,826
Степень
разложения, %
0
3,13
5,30
21,6
45,4
100,0
30,7
89,6
Состав твердых
продуктов разложения
-
0
0
0
(BHi,oo)n
(ВНо,78)п
(ВНо,9в)п
(ВНо.99)п
Таблица 6.51. Растворимость ВюНи в различных растворителях при 20°С
Растворитель
Бензол
Толуол
Диоксан
Диэтиловый эфир
Тетралин
Циклогексан
Растворимость, %
62,5
50,0
36,8
28,0
25
4-5
Растворитель
Н-гептан
Изооктан
Бензин
автомобильный
Дизельное топливо*^
Керосин тракторный
Растворимость, %
1,66
1,45
10,6
5,6
5,6
зимнее
6.4. Изопропилметакарборан
Изопропилметакарборан (ИПМК) - (CsHigBio) - представляет
собой прозрачную жидкость, бесцветную или слегка желтого цвета
с специфическим резким запахом и высокой температурой кипения
(255-260 °С). ИПМК химически и термически устойчив до 300 °С,
не окисляется кислородом воздуха и не гидролизуется водой при
нормальных условиях. Хорошо растворяется в индивидуальных
углеводородах и реактивных топливах. Обладает повышенной химической
активностью [6.3, 6.6, 6.26-6.28].

6.4. Изопропилметакарборан
189
Данные по физическим и теплотехническим свойствам ИПМК
приведены в табл. 6.52-6.66 и на рис. 6.4, 6.12, 6.13.
Таблица 6.52. Физические свойства ИПМК [6.27]
Показатель
М
gc, %(мас.)
gH, %(мас.)
gB, %(мас.)
<„л, °С
. °Г
^кип» ^
р20, кг/м3
at, 10"3 К"1
Ад., 10"10 Па"1
Дз., Ю-10 Па"1
Величина
186,309
32,23
9,74
58,03
-43
255-260
918,8
0,877
6,18
6,27
Показатель
Рн.п. 20. Па
I/go, MMVC
/х20, 10"3 Пас
Л20, Вт/(м-К)
стае, Ю-3 Н/м
а20, м/с
ткр, к
Ркр, МПа
/0кр, КГ/М3
ZKp
Величина
-666
16,2
14,9
0,105
32,8
1332
733
2,761
317,0
0,267
Таблица 6.53. Теплотехнические свойства ИПМК [6.27]
Показатель
<3н> кДж/кг
<3v> кДж/дм3
Ятп, кДж/кг
ДЯПЛ, кДж/кг
ДЯисп., 20» КДЖ/КГ
Ср20, кДж/(кг-К)
^всп > ^
''СВ» ^
*ж» °С
Величина
53080
48768
4217
100,04
376
3,114
105
292
2918
Показатель
Сстех, % (об.)
Сн, % (об.)
Cg, % (об.)
<*н
«в
«н.°С
*., °С
Ro, Дж/(кг-К)
Lo, кг возд./кг
гор.
Величина
1,22
0,703
5,20
2,032
0,262
82
125
44,5
12,58
Таблица 6.54. Теплота сгорания ИПМК+) [6.27]
Единица измерения
кДж/кг
кДж/дм3
58142
-
Qb (т ж.)
58797
51267
Q.(t.d
53670
49312
Qh (ж г)
53080
48768
Окб. - теплота сгорания, определенная в калориметрической
бомбе по методике МГУ; QB (т ж > - В2О3 в твердом, а НгО в жидком
состоянии; <ЭВ(ТГ.) - В2О3 в твердом, а НгО в газообразном состоянии;
QH (ж г) - В2О3 в жидком, а НгО в газообразном состоянии

190
Гл. 6. Борсодержащие компоненты энергоемких горючих
Таблица 6.55. Давление насыщенных паров ИПМК [6.27]
20
40
60
80
100
Рн п > Па
666
800
960
1440
2133
t, °С
150
200
250
255
300
Рн п > Па
8350
32000
90900
100000
249000
*, °С
350
375
400
450
460
Рнп, Ю5Па
5,97
8,82
12,69
24,45
27,61
Давление насыщенных паров ИПМК при 20 ^ t ^ 450:
lgpH п = 2,81 - 0,002* + 9,71 • КГ5*2
(6.24)
где рн п - в Па, t - в °С. Погрешность 2-8 %.
Таблица 6.56. Плотность жидкого ИПМК на линии насыщения [6.27]
t, °с
-40
-35
-20
0
20
40
60
р, кг/м3
961,9
958,3
947,5
933,2
918,8
904,2
889,6
t, °С
80
100
150
200
250
255
300
р, кг/м3
876,7
861,3
825,5
789,4
760,5
754,9
713,2
t% °С
350
375
400
425
450
460
р, кг/м3
651,7
610,2
557,0
500,0
377,1
317,0
Плотность жидкого ИПМК:
- при -40 ^ t ^ 300:
р = 918,8-0,7187(t - 20),
где р - в кг/м3, t - в °С. Погрешность < 0,6%;
- при -40 ^ t ^ 460:
р = 936,47 - 0,6И - 0,0035*2 + 2,19 • 10"5t3 - 3,85 • 10"8*4,
где р - в кг/м3, t - в °С. Погрешность 0,2-3% при -40 ^ t
и 5-10% при 400 ^ t^ 460 °С.
(6.25)
(6.26)
375 °С
Таблица
t, °С
р, кг/м3
255
8,5
6.57. Плотность
300
20,5
350
48,9
> паров 1
375
74,0
ИПМК на линии
400
110,0
425
160,0
насыщения
450
257,5
460
317,0

6.4. Изопропилметакарборан
191
/9, КГ/М
800
600
400
200
0
-100 0 100 200 300 400 t,°C
Рис. 6.12. Зависимость плотности ИПМК от температуры на линии насыщения
(по данным табл. 6.56 и 6.57)
Таблица 6.58. Изобарный коэффициент теплового расширения ИПМК
д. -1
\
>
\
)
t, °с
at, Ю-3 К"1
atl Ю"3 К"1
-40
0,808
80
0,963
-35
0,813
100
0,997
-20
0,829
150
1,097
0
0,852
200
1,228
20
0,877
250
1,408
40
0,903
255
1,430
60
0,932
Таблица 6.59. Коэффициент адиабатической сжимаемости ИПМК
t, °с
&д, Ю-10 Па"1
t, °С
Ад, Ю-10 Па"1
-35
4,23
80
9,16
-20
4,54
100
10,41
0
4,95
150
14,48
20
6,18
200
20,79
40
7,05
250
29,38
60
8,06
255
30,60
Таблица 6.60. Коэффициент изотермической сжимаемости ИПМК
Аз, Ю-10 Па"1
г, °с
Аз, Ю"10 Па"1
-35
4,30
80
9,27
-20
4,61
100
10,53
0
5,02
150
14,63
20
6,27
200
20,98
40
7,15
250
29,62
60
8,16
255
30,85
Динамическая вязкость ИПМК при 253 < Т ^ 373:
lglg(/*+l) = 365,61/T- 1,176,
ГДе ц - в Па-с, Г - в К. Погрешность 3-7%.
(6.27)

192
Гл. 6. Борсодержащие компоненты энергоемких горючих
Таблица 6.61. Динамическая и кинематическая вязкость
жидкого ИПМК [6.27]
t, °С
/2, 10~3 Пас
I/, ММ2/С
-20
75,2
79,4
0
29,6
31,7
20
14,9
16,2
40
8,18
9,05
60
6,00
6,75
80
3,83
4,38
100
3,33
3,87
х, Па»с; z/, мм /с
60
40
20
0
240
Л
280 320 360 Т,К
Рис. 6.13. Зависимость динамической и кинематической вязкости ИПМК
от температуры (по данным табл. 6.61)
А,
Л,
t,°C
Вт/(м
t,°C
Вт/(м
•К)
•К)
Таблица 6.62. Теплопроводность
при давлении 0,101 МПа (расчет)
-40
0,117
80
0,093
-35
0,116
100
0,089
-20
0,113
150
0,079
0
0,109
200
0,069
ИПМК
[6.27]
20
0,105
250
0,059
40
0,101
255
0,058
60
0,097
Теплопроводность ИПМК при —40 ^ t ^ 255:
А = 0,109-0,2-10-4
где А - в Вт/(м-К), t - °С.
Поверхностное натяжение ИПМК при 238 ^ Т ^ 723:
_ 1,274
где а - в Н/м, Т и Гкр - в К. Погрешность 3-6%.
(6.28)
(6.29)

6.4. Изопропилметакарборан
193
-35
-20
0
20
40
60
Таблица 6.63
а, 10"3 Н/м
38,1
36,6
34,7
32,8
31,0
29,2
. Поверхностное натяжение ИПМК [6.27]
*, °С
80
100
150
200
250
255
а, 10"3 Н/м
27,3
25,4
20,4
16,8
12,8
12,4
и °с
300
350
375
400
425
450
а, Ю-3 Н/м
9,09
5,64
4,06
2,60
1,30
0,28
Таблица 6.64. Скорость звука в ИПМК [6.27]
*,°с
-35
-20
0
а, м/с
1573
1510
1425
t, °С
20
40
60
а, м/с
1332
1252
1181
t, °С
80
100
150
а, м/с
1116
1054
913
t, °С
200
250
255
а, м/с
787
669
658
Скорость звука в ИПМК при -35 ^ t ^ 255:
а = 1419,82 - 4,13* + 0,0046*2,
где а - в м/с, t - в °С. Погрешность 0,5-1,2%.
Таблица 6.65. Теплота испарения ИПМК [6.27]
(6.30)
t, °с
-35
-20
0
20
Д#исп., кДж/кг
393
388
382
376
t, °С
40
60
80
100
АЯИСП, кДж/кг
369
363
356
348
t, °С
150
200*>
300
400
ЛЯИСП, кДж/кг
329
308
256
176
200 °С - расчетные данные
Теплота испарения ИПМК при 238 ^ Т ^ Т :
ДЯИСП. = 376
кр-
0,3813
(6.31)
где ДЯИСП - в кДж/кг, Г и Ткр - в К. Погрешность 1,5-1,8%.
Получение, хранение и транспортирование. Имеются достаточные
сырьевые ресурсы и возможности промышленного производства ИПМК
(ТУ 6-02-1328-85). ИПМК хранят в металлической таре из белой
' В. Н. Бакулин, Н. Ф. Дубовкин, В. Н. Котова и др.

194
Гл. 6. Борсодержащие компоненты энергоемких горючих
Таблица 6.66. Теплота сгорания низшая
на единицу объема (энергоемкость) ИПМК
Qv> кДж/дм3
Qv> кДж/дм3
-40
51420
60
47220
-20
50290
80
46480
0
49534
100
45715
20
48770
120
45054
40
47993
Таблица 6.67. Изобарная и изохорная теплоемкость
при давлении 0,101 МПа
*, °С
-20
0
20
40
60
сР
cv
кДжДкг-К)
2,842
2,973
3,114
3,265
3,425
2,798
2,929
3,070
3,220
3,380
t, °С
80
100
150
200
250
сР
ИПМК
cv
кДж/(кг-К)
3,595
3,776
4,270
4,826
5,443
3,551
3,731
4,226
4,782
5,398
жести или стальных бочках. Коэффициент заполнения не более 0,8.
Нельзя хранить продукт вблизи открытого огня и окислителей.
Продукт перевозят на автомашинах, они должны быть оборудованы
средствами пожаротушения - огнетушителем, ящиком с песком,
кошмой, как при перевозке горючих жидкостей.
Перспективы применения. ИПМК рассматривается как
перспективный энергоноситель. Этот продукт превосходит углеводородные
горючие CnHm по массовой и объемной теплоте сгорания, а также
по теплопроизводительности (примерно на 30%).
Недостатком ИПМК является то, что при его сгорании образуются
соединения (В2О3 и др.), которые, в зависимости от режима работы
двигателя, могут быть в жидком или твердом состоянии. Однако этот
недостаток несуществен применительно к ПВРД.
Совместимость с материалами. ИПМК совместим со многими
конструкционными, резинотехническими и уплотнительными
материалами, используемыми в авиационном и ракетном двигателестроении.
Пожароопасные свойства. ИПМК относится к горючим
пожароопасным веществам, температура вспышки составляет 105 °С
температура самовоспламенения 292 °С. Концентрационные пределы
распространения пламени 0,709-5,2% (об.), температурные 25-82 °С.
Работы с CsHigBio следует проводить вдали от открытого огня.
Для тушения CsHieBio использовать песок, кошму, углекислотные
огнетушители.

6.4. Изопропилметакарборан 195
Токсические свойства. ИПМК относится к третьему классу
умеренно опасных веществ; ПДК в воздухе рабочей зоны 3 мг/м3. Продукт
может вызывать отравления при проникновении в организм.
ИПМК относится к политропным ядам, преимущественно поражает
нервную систему и печень. При остром отравлении нарушается
координация движения, отмечается угнетение, но это явление быстро
проходит в клинических условиях. Действие на слизистые оболочки
глаз и кожу не обнаружено.
Так как давление насыщенных паров ИПМК при обычной
температуре мало, то концентрация их в воздухе не достигает опасной
величины, вызывающей отравление. При попадании продукта на кожу
необходимо быстро смыть его струей воды, затем промыть этиловым
спиртом и теплой водой с мылом. Работающие с ИПМК должны быть
в хлопчатобумажной одежде, иметь резиновые перчатки, защитные
очки и противогаз с коробкой марки Б. Все емкости и детали,
находившиеся в контакте с ИПМК, промываются толуолом, изопропиловым
спиртом или керосином [6.27].

Глава 7
ТВЕРДЫЕ УГЛЕВОДОРОДНЫЕ КОМПОНЕНТЫ
ЭНЕРГОЕМКИХ ГОРЮЧИХ
В качестве легкоплавких компонентов применяются высокоплотные
полициклические углеводороды (ДАМСТ, антрацен, полиэтилен и др.).
Они имеют определенные преимущества перед жидкими
углеводородными компонентами: удобны в обращении, менее опасны в
пожарном отношении, экологически более чистые, образуют газообразные
продукты сгорания. Могут использоваться как в твердом состоянии,
так и в расплаве [7.1-7.8].
7.1. ДАМСТ
ДАМСТ (С18Н20) - продукт нефтепереработки. Исходным сырьем
для его производства является а-метилстирол. Содержание
фактических смол g^c = 6,5 мл/100 см3. Показатели термоокислительной
стабильности (i = 250°С, г = 5 час): содержание нерастворимых смол
12,0-12,6 мг/100 см3; содержание нерастворимых осадков -
отсутствие. Зольность - отсутствие.
По токсичности ДАМСТ относится к веществам четвертого класса
опасности по ГОСТ 12.1.007-76.
Данные по физическим и теплотехническим свойствам ДАМСТ
[7.1] приведены в табл. 7.1-7.7.
7.2. Антрацен
Антрацен (СиНю) - ароматический диен; бесцветные кристаллы
с голубовато-фиолетовой флуоресценцией.
Растворимость антрацена при 15 °С, г/100 г: в этиловом
спирте (р = 0,8 г/см3) - 0,591, в эфире - 1,175, в хлороформе - 1,786
и бензоле - 1,661; в воде не растворяется.
Температура возгонки антрацена 216 °С. Диэлектрическая
проницаемость е = 3,46 при 17°С. Дипольный момент при 25 °С равен нулю.
Данные по физическим и теплотехническим свойствам антрацена
приведены в табл. 7.8-7.11.
Получение. Выпускается промышленностью по ТУ6-09-2283-77.
Выделяют из каменноугольной смолы.

7.2. Антрацен
197
Таблица 7.1. Физические и теплотехнические свойства ДАМСТ
Показатель
М
gc, %(мас.)
gH, %(мас.)
р20, кг/м3
/ °Г
. °г
«'КИП» ^
Рн.п., 200» Па
//100, 10~3 Па-с
i/100, мм2/с
А100, Вт/(м-К)
Ср, кДж/(кг-К)
Величина
236,36
91,36-91,52
8,64-8,48
1078
52
301-302
3400
2,40
2,59
0,127
1,390 (0°С)
2,051 (100°С)
Показатель
<2н. кДж/кг
Qv. кДж/дм3
Ятп, кДж/кг
АЯПЛ, кДж/кг
АЯИСП. 100, кДж/кг
Lo, кг возд./кг гор.
Lm, моль возд./моль гор.
Lv, м3 возд./м3 гор.
Кл. опасности
-
Величина
40193
43333
2787
166,6
328,6
13,42
112,12
12045,6
125
4
-
Таблица 7.2. Давление насыщенных паров ДАМСТ
t, °с
Рн.п, Па
200
3400
250
18800
300
70600
Таблица 7.3. Плотность жидкого ДАМСТ
t, °с
р, кг/м3
62
1057
100
926
150
876
200
843
250
815
Таблица 7.4. Кинематическая вязкость жидкого ДАМСТ
t, °С
v, мм2/с
62
6,59
100
2,59
150
1,33
200
0,80
250
0,56
Таблица 7.5. Теплопроводность жидкого ДАМСТ
t, °С
А, Вт/(мК)
62
0,132
100
0,127
150
0,119
200
0,112
250
0,105
300
0,098
Пожароопасные свойства. Пыль антрацена пожароопасна. Темпе-
Ратура самовоспламенения 946 °С. Нижний концентрационный предел
воспламенения 5 г/м3.

198 Гл. 7. Твердые углеводородные компоненты энергоемких горючих
Таблица 7.6. Теплота испарения жидкого ДАМСТ
t, °С
Д#исп, кДж/кг
62
«338
100
«328,6
150
313,0
200
296,4
250
278,0
300
257,1
ср,
t,°c
кДж/(кг
Таблица 7.7.
•К)
100
2,051
Теплоемкость
150
2,217
жидкого
200
2,386
ДАМСТ
250
2,563
300
2,763
Токсические свойства. Антрацен токсичен. При вдыхании пыли
антрацена наблюдается отек век, раздражение слизистых оболочек,
жжение и зуд кожи. Предельно допустимая концентрация пыли
антрацена в воздухе рабочей зоны 0,1 мг/м3. При работе с антраценом
необходимо соблюдать меры предосторожности, принятые для веществ
высокой токсичности.
Таблица 7.8. Физические и теплотехнические свойства антрацена [7.1]
Показатель
М
gc. %(мас.)
gH. %(мас.)
р20, кг/м3
/ °с
«'Н.К.» ^
*к к » °С
Рн.п., 150' Па
(298,15' К Ж КГ
АЯПЛ, кДж/кг
Величина
178,23
94,4
5,6
1250
216
342
351
118
71 й
( 1О
162
Показатель
Д#исп., кДж/кг
<2н> кДж/кг
Qv» кДж/дм3
Ятп, кДж/кг
Ср, кДж/(кг-К)
5298К, кДж/(кг-К)
т кг возд.
кг гор.
м3 возд.
м гор.
моль О2
моль горючего
ПДК, мг/м3
Величина
312
39984
49990
2918
1,46 (100°С) тв
2,01 (342 °С) ж
1,16
12,7
13218
ifi 5
0,1
Таблица 7.9. Давление насыщенных паров антрацена [7.1, 7.8]
*, °с
Рн п, Па
67,1
0,14
80
0,49
100
1,65
150
118
200
2200
250
13000
300
44000
350
110000

7.3. Полиэтилен
199
т, к
380
390
400
410
Таблица 7.10. Теплопроводность антрацена
Л, Вт/(мК)
0,157
0,156
0,155
0,154
Т, К
420
430
440
450
Л, Вт/(мК)
0,153
0,153
0,152
0,151
Т, К
460
470
480
-
[7.1]
Л, Вт/(м-К)
0,150
0,149
0,149
-
Таблица 7.
t, °С
Ср, кДж/(кг-К)
0
1,151
[1. Теплоемкость антрацена
20
1,214
50
1,289
100
1,465
[7.1]
150
1,599
350
2,01
7.3. Полиэтилен
Полиэтилен (СН2)П - твердый белый полимер, термопласт. В
полиэтилене (ПЭ) отмечают наличие кристаллических и аморфных
структур. При повышении температуры кристаллические структуры
постепенно переходят в аморфное состояние. Вблизи точки плавления, когда
весь полимер становится мягким и прозрачным, кристаллическая фаза
полностью исчезает.
Полиэтилен обладает высокой химической стойкостью к различным
агрессивным средам: кислотам, щелочам и органическим жидкостям.
Разрушается 50%-ной азотной кислотой, а также жидкими и
газообразными С1г и F2. В толуоле, бензоле, ацетоне и некоторых других
жидкостях он набухает, а при повышенных температурах -
растворяется.
Полиэтилен проявляет повышенную чувствительность к
окислению. При нагревании он энергично окисляется кислородом воздуха.
При нагревании без доступа воздуха (в вакууме или атмосфере азота)
полиэтилен расщепляется на низкомолекулярные продукты. При 400 °С
расплав ПЭ переходит из вязкотекучего состояния в жидкость. При
этом выделяются газообразные продукты. При нагревании до 430 °С
происходит глубокий распад полиэтилена на парафины (65-70%) и оле-
фины (16-19%). Кроме того, в продуктах разложения обнаруживаются:
Н2 (до 10%), СО (до 12%), СО2 (до 1,6%). Из олефинов основную
массу составляет этилен. Наличие окислов углерода свидетельствует
о присутствии кислорода в полиэтилене, т.е. о наличии карбонильных
групп.
Под воздействием тепла, ультрафиолетового излучения,
кислорода воздуха происходит старение полиэтилена, которое выражается
в постепенном ухудшении физико-механических и диэлектрических
свойств. Одним из признаков старения полиэтилена является
увеличение хрупкости.

Таблица 7.12. Физико-химические свойства полиэтилена [7.4]
Показатель
Молекулярная масса (условно)
Плотность, кг/м3
Насыщенная масса гранулята, кг/м3
Коэффициент объемного расширения на 1 °С:
в интервале от 0 до 50 °С
в интервале от 50 до 100 °С
Коэффициент линейного расширения на 1 °С:
в интервале от 0 до 50 °С
в интервале от 50 до 100°С
Усадка, %х)
Температура плавления, °С
Температура размягчения, °С
Температура хрупкости, °С
Твердость по Джонсу
Теплопроводность, Вт/(мК)
Теплоемкость при 25 °С, кДж/(кг-К)
Диэлектрическая проницаемость при 20 °С
и частоте 106 Гц
Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом-см
Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 106 Гц
ПЭ-1
18000-25000
922
500-540
0,00057
0,00156
0,00022
0,00052
1,0-2,0
« 120
108-115
ниже минус 70
43-46
0,293
2,093-2,847
2,2-2,3
^1017
0,0001-0,0005
ПЭ-П
25000-35000
925
500-540
0,00062
0,00165
0,00021
0,00055
1,0-2,5
« 120
110-120
ниже минус 70
52
-
-
2,2-2,3
^1017
-
пэн
-
940-960
500-550
-
-
-
-
3,0
-
125
ниже минус 70
70-120
0,402
2,303
2,3-2,4
^1017
-
При наличии внутренних напряжений возможна усадка изделия [7.4]

7.3. Полиэтилен
201
Таблица 7.13. Плотность полиэтилена марок ПЭ-I и ПЭ-Н [7.1]
t °С
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
р, кг/м3
ПЭ-1
956
953
951
949
942
935
931
927
922
ПЭ-Н
955
952
949
946
942
939
935
932
925
t °С
30
40
50
60
70
80
90
100
ПО
р, кг/м3
ПЭ-1
917
909
901
892
883
871
858
836
750
ПЭ-Н
920
914
907
898
888
871
854
838
-
Для подавления процесса старения полиэтилена используются
ароматические амины и фенольные соединения. Хорошие результаты
получаются при введении в полиэтилен 2% тонкодиспергированной газовой
канальной сажи, увеличивающей срок службы ПЭ в атмосферных
условиях в 30 раз. Сажа оказывает положительное воздействие и при
тепловом старении полиэтилена. К эффективным стабилизаторам
полиэтилена при тепловом старении относятся также сернистые соединения
(например, додецилмеркаптан в количестве 0,1%).
Плотность ПЭ зависит от соотношения между аморфной и
кристаллической составляющими.
Данные по физико-химическим свойствам полиэтилена разных
марок приведены в табл. 7.12-7.17.
Вязкость расплава полиэтилена в зависимости от температуры
описывается уравнением:
где А - константа; Е - энергия активации вязкого течения, зависит
от скорости сдвига Uc и напряжения сдвига г (табл. 7.15); R -
универсальная газовая постоянная, Т - в К.
Расплав полиэтилена является неньютоновской жидкостью.
Эффективная вязкость жидкого полиэтилена в зависимости от скорости
сдвига описывается уравнением:
Мэф = Вие* , (7.2)
гДе Uc - скорость сдвига, В - коэффициент пропорциональности;
п = 1,4 — 2,5 (зависит от молекулярной массы, структуры полимера
и температуры расплава).

202 Гл. 7. Твердые углеводородные компоненты энергоемких горючих
Таблица 7.14. Температурный коэффициент линейного
и объемного расширения полиэтилена [7.1]
Температура, °С
-50-0
0-10
10-20
20-30
30-40
40-50
50-60
60-70
70-80
80-90
90-100
0-50
0-100
20-100
50-100
at, 10
ПЭ-1
15
14
18
-
29
30
33
34
46
51
88
22
38
43
52
"5, К"1
ПЭ-П
12
11
-
18
22
26
33
35
65
67
64
21
35
39
55
А, 10
ПЭ-1
46
43
54
55
88
89
101
102
138
152
264
67
114
129
156
"5, К"1
ПЭ-И
36
33
-
54
66
11
100
103
195
200
192
62
104
118
165
Таблица 7.15. Энергия активации вязкого течения полиэтилена [7.4]
Uc, с"1
0
0,1
1
10
100
1000
Е, кДж/моль
53,59
47,73
43,12
35,59
30,14
25,54
т, Па
0
103
104
105
-
-
Е, кДж/моль
53,59
62,80
72,43
79,55
-
-
Таблица 7
Ср, кДж/(кг-К)
.16. Теплоемкость твердого полиэтилена [7.1]
20
2.303
40
2,554
60
2,931
80
3,601
90
4,187
100
5,610
ПО
8,374

7.3. Полиэтилен
203
Таблица 7.17. Проницаемость полиэтилена для
(г/сутки/25мк/645 см2)*> [7.1]
Вещество
Бензол
Циклогексан
Декан
Ацетон
Метанол
Бутанол
Вода
различных
веществ
Проницаемость при ty °C
0
50,5
31,6
9,94
1,38
0,253
-
-
21
440
281
71,2
6,75
1,22
0,462
0,279
38
1585
1223
297
32,45
5,35
3,12
0,835
54
4480
3730
1220
184
27,8
20,4
3,94
74
13670
-
4120
-
-
164
18,4
*) Проницаемость выражена в г/сутки вещества, прошедшего через слой
ПЭ толщиной 25 мк и площадью 645 см2
Индекс расплава - показатель, характеризующий текучесть
расплава, представляет собой массовое количество полиэтилена, проходящего
при 190 °С в течение 10 мин через стандартное сопло.
Механические свойства полиэтилена зависят от молекулярной
массы, степени разветвленности и его кристалличности. При механической
переработке расплавов полиэтилена, особенно при повышенных
давлениях, происходит значительная деструкция цепей полимера.
Получение, хранение. В промышленности ПЭ получают
полимеризацией этилена. Процесс при высоком давлении протекает по
радикальному механизму под действием кислорода, пероксидов.
Процесс при низком давлении осуществляют в условиях гетерогенного
или гомогенного катализа.
При хранении товарного полиэтилена в складских помещениях
при нормальной температуре без доступа прямого солнечного света
все виды полиэтилена в течение нескольких лет полностью сохраняют
свои свойства.

Глава 8
МЕТАЛЛЫ И НЕМЕТАЛЛЫ - КОМПОНЕНТЫ
ЭНЕРГОЕМКИХ ГОРЮЧИХ
Горючие на основе металлов (Li, Be, Al, Mg, Zr, Hf, Th) и
неметаллов (В, С) занимают особое место ввиду их высокой энергоемкости
и плотности. В табл. 8.1 даны основные свойства горючих.
Таблица 8.1. Свойства металлов и неметаллов [8.3, 8.6]
Горючее
Li
Be
В
Al
Mg
Zr
Hf
Th
С
p, кг/м3
537
1848
2354
2699
1739
6490
13150
11604
2266
QH> кДж/кг
43124
62676
58113
31033
33243
11848
6364
5276
32783
Qv> кДж/дм3
23038
115825
135987
83757
57810
77130
83305
59455
73763
Ятп, кДж/кг
7175
7218
5549
6388
6444
-
-
-
2623
Продукты
сгорания
Li2O
BeO
В2О3
А12О3
MgO
ZrO2
НЮ2
ThO2
CO2
Из приведенных данных видно, что высокой теплотой сгорания
обладают Be и В (« 60000 кДж/кг), средний уровень характерен
для Li, Al, Mg и С (30000 - 40000 кДж/кг). Объемная теплота
сгорания высока у Be, В, Al, Zr, Hf и С (70000-136000 кДж/дм3).
Большой теплопроизводительностью характеризуются Li, Be, Al, В, Mg
(5000 - 7000 кДж/кг). Следует отметить, что все металлы
образуют при сгорании твердые оксиды. За счет присутствия в продуктах
сгорания конденсированной фазы определенное количество тепла
будет снижаться, поскольку значительное количество тепла расходуется
на плавление и испарение оксидов, что снизит удельный импульс.
Наиболее огнеопасны литий, цирконий и гафний. Торий, как
радиоактивный металл, требует создания биологической защиты.
Особые меры необходимо принимать при работе с бериллием вследствие
его токсичности.

8.1. Литий
205
8.1. Литий
Литий (Li) - мягкий пластичный металл серебристо-белого цвета,
способен вступать в реакцию с Ог, N2, Нг и другими
элементами. С совершенно сухим воздухом Li практически не реагирует при
комнатной температуре и окисляется в нем только при нагревании.
Во влажном воздухе образует преимущественно LiN, при влажности
воздуха более 80% - LiOH и Li2CO3. С сухим Ог при комнатной
температуре не реагирует, при нагревании горит голубым пламенем
с образованием U2O. Li бурно реагирует с ЩО и кислотами, вытесняя
Нг- При температуре 500-600 °С Li соединяется с Щ, образуя гидрид
лития. При нагревании Li энергично реагирует с углеродом [8.1-8.32].
Данные по физическим и теплотехническим свойствам Li
приведены в табл. 8.2-8.26 и на рис. 8.1-8.11.
Таблица 8.2. Физические и теплотехнические свойства
лития [8.12, 8.13, 8.20, 8.23, 8.26]
Показатель
М
СПЛ.» V-p
/ °Г
^кип» ^
Рнп.,25> Па
р20, кг/м3
a27,10"3 К"1
^453,67 к» Па-с
Л453.67К> Вт/(М-К)
^453,67 К > М2/С
^453,67 К» Н/М
Яуд, 10"6 Ом-см
ркр, КГ/М3
ткр, к
__ Ркр, МПа
Величина
6,941
180,5
1343
6,6-Ю-18
537
0,047
0,599-10"3
72,02 тв
42,8 ж
1,165- 10"6
0,407
14,72 (453,67 К)
126
3680
60
Показатель
<2н» кДж/кг
Qv, кДж/дм3
Д^Г298,15» КДЖ/КГ
Д#пл, кДж/кг
АЯИСП, кДж/кг
Д#субл., кДж/кг
Ср298,15К' КДЖ/(КГ-К)
^298,15 К» КДЖ/КГ
^298.15 К» КДЖ/(КГ-К)
Lo, кг Ог/кг Li
Lo, кг воздуха/кг Li
Величина
0,11
43124
23038
22961 г
432
19406
22951 (298 К)
3,58 тв
2,99 г
667,43
4,19 тв
20,0 г
2,305
9,938
Механические свойства [8.12, 8.24, 8.25]. Модуль нормальной
упругости 5 ГПа; твердость по Бринеллю 5 МПа; коэффициент Пуас-

206 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
сона 0,42; предел прочности 115 ГПа, сжимаемость, Па"1: 1,Ы0~10
(600°С), 1.5-10-10 (1000°С).
Давление насыщенных паров Li при 453 ^ Т ^ 3000 К:
1прн п = 9,4993 - 2,05321п(Г - 10"3)
- 19,4269- 103/Т + 0,753- 10"3Т, (8.1)
где рнп - в МПа. Погрешность < 1% (453-2600 К) и 2-7%
(2700-3000 К).
Таблица 8.3. Давление насыщенных паров Li [8.23, 8.26]
т, к
298,15
300
453,67
500
600
700
800
900
1000
1100
Рн.п.. Па
6,60-10"18
9,81- 10"18
2,408-10"8
1,079- 10"6
5,195 • 10"4
4,165 • 10"2
1,096
13,78
103,6
537,4
Г, К
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
2100
Рнм, 105 Па
0,02111
0,06710
0,18070
0,42640
0,90480
1,759
3,183
5,420
8,770
13,59
Г, К
2200
2300
2400
2500
2600
2700
2800
2900
3000
3680
Рн.п, Ю5 Па
20,27
29,29
41,14
56,39
75,08
97,44
124,10
155,50
191,90
600
Рип,
Па
60
40
20
0
-
-
-
-
/
/
/
/
/
/
/
/
1
1
т
.г
1000 2000 3000
г, к
Рис. 8.1. Зависимость давления насыщенных паров лития от температуры:
• - по данным табл. 8.3; по уравнению (8.1)

8.1. Литий
207
т, к
273,15
300
350
400
450
453,67
500
600
700
800
900
Таблица 8.4.
р, кг/м3
539,0
536,8
532,4
527,9
523,3
514,7
511,0
502,4
493,3
483,8
473,9
Т, К
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Плотность Li [8.23, 8.26]
р, кг/м3
463,9
453,8
443,7
433,6
423,7
413,9
404,3
394,9
385,7
376,7
367,9
Т, К
2100
2200
2300
2400
2500
2600
2800
3000
3200
3400
3680
р, кг/м3
359,2
350,5
341,9
333,2
324,2
314,9
294,3
268,8
239,2
199,6
126,0
Плотность:
- твердого Li при 273,15 ^ Т ^ 450 К:
р = 563,426-0,089Т,
где р - в кг/м3. Погрешность 1,5-2%;
- жидкого Li при 453,67 ^ Т ^ 3680 К [8.26]:
(8.2)
(8.3)
где р - в кг/м3, о0 = 0,54043, <ц = -2,729 • Ю~2, а2 = -8,035 • 10"2,
а3 = 3,799 • Ю-2, а4 = -7,79 • Ю"3, а5 = 1,11 • Ю"3, о6 = -1,8 • 10~4.
Погрешность < 1% (453-3200 К), 1-5% (3400-3680 К).
Таблица 8.5. Плотность паров Li на линии насыщения [8.26]
т, к
900
1000
1200
1400
р, кг/м3
0,128410"4
0,8724-10"4
0,1500 10~2
0,1121.КГ1
Т, К
1600
1800
2000
2200
р, кг/м3
0,05045
0,1640
0,4306
0,9805
Т, К
2400
2600
2800
3000
р, кг/м3
2,012
3,754
6,299
9,829

208 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
р, кг/м
400
200
0
\
1000 2000 3000
г, к
Рис. 8.2. Зависимость
Li от температуры: •
плотности твердого (1), жидкого (2) и газообразного (3)
- по данным табл. 8.4 и 8.5; по уравнениям (8.2)
и (8.3)
Таблица 8.6. Плотность паров Li при различных температурах
и давлениях [8.26]
Г, К
1500
1600
1700
1800
1900
2000
2100
2200
2300
2400
2500
2600
2700
2800
2900
3000
р, кг/м3 при р = 10 МПа
0,1
0,06282
0,05615
0,05148
0,04788
0,04493
0,04243
0,04042
0,03830
0,03656
0,03499
0,03355
0,03224
0,03102
0,02990
0,02886
0,02789
0,4
0,2414
0,2125
0,1928
0,1784
0,1670
0,1576
0,1495
0,1424
0,1361
0,1305
0,1253
0,1206
0,1163
0,1122
1,01
0,5742
0,5048
0,4562
0,4204
0,3926
0,3699
0,3509
0,3344
0,3198
0,3068
0,2950
0,2842
4,04
2,489
2,180
1,936
1,745
1,595
1,476
1,380
1,301
1,234

8.1. Литий
209
Динамическая вязкость Li при 453,67 ^ Т ^ 3400 К [8.26]:
In//= -11,07211 - 0,63740-In T + 292,1/Г,
где // - в Па-с, Г - в К. Погрешность < 1%.
Таблица 8.7. Динамическая и кинематическая вязкость Li [8.26]
(8.4)
т, к
453,67
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
/х, 10~3 Пас
0,5994
0,5306
0,4286
0,3624
0,3159
0,2814
0,2547
0,2334
0,2160
0,2014
0,1891
0,1784
0,1692
0,1610
i/, 10"3 м2/с
1,1650
1,0380
0,8530
0,7346
0,6530
0,5937
0,5490
0,5143
0,4868
0,4645
0,4463
0,4311
0,4185
0,4078
Т, К
1800
1900
2000
2100
2200
2300
2400
2500
2600
2800
3000
3200
3400
3680
/х, 10~3 Па-с
0,1538
0,1473
0,1415
0,1362
0,1314
0,1270
0,1229
0,1192
0,1157
0,1095
0,1041
0,0993
0,0950
0,0620
I/, 10"3 м2/с
0,3987
0,3911
0,3846
0,3792
0,3748
0,3714
0,3690
0,3677
0,3674
0,3721
0,3873
0,4150
0,4758
0,4920
/х, 10 3Па»с
0,6
0,4
0,2
0
\
\
г
1000 2000 3000
1, К
Рис. 8.3. Зависимость динамической вязкости жидкого Li от температуры:
• - по данным табл.8.7; по уравнению (8.4)

210 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
Таблица 8.8. Динамическая вязкость паров Li
при различных температурах и давлениях [8.26]
т, к
1700
1800
1900
2000
2200
2400
2600
2800
3000
м, ю-
0,1
146
167
184
199
225
249
269
290
310
"7 Пас
0,4
-
-
145
165
201
231
255
279
302
, при р
1,0
-
-
-
-
162
198
229
258
285
МПа
5,05
-
-
-
-
-
-
157
189
220
Теплопроводность:
- твердого Li при 273,15 ^ Т ^ 453,67 К:
А = 62,95 + 0,02Т,
- жидкого Li при 453,67 ^ Т ^ 3600 К [8.26]:
А = 24,8 + 45,0- 1(Г3Т- 11,6- 1(Г6Т2,
где А - в Вт/(м-К). Погрешность < 1%.
Таблица 8.9. Теплопроводность Li [8.12, 8.23, 8.28]
(8.5)
(8.6)
т, к
273,15
300
350
400
453,67 тв
453,67 ж
500
600
700
800
А, Вт/(мК)
68,38
68,97
69,90
70,94
72,02
42,8
44,4
47,6
50,6
53,4
Т, К
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
А, Вт/(м-К)
55,9
58,2
60,3
62,1
63,7
65,1
66,2
67,1
67,8
68,2
Т, К
2000
2200
2400
2600
2800
3000
3200
3400
3600
А, Вт/(мК)
68,4
67,7
66,0
63,4
59,9
55,4
50,0
43,7
36,5

8.1. Литий
211
Таблица 8.10. Теплопроводность паров Li при различных температурах
и давлениях [8.26]
т, к
1700
1800
1900
2000
2200
2400
2600
2800
3000
Л, 10"4 Вт/(мК), при р, МПа
0,1
1056
1025
1019
1034
1086
1164
1239
1324
1407
0,4
1112
1107
1119
1178
1245
1329
1410
1,0
1132
1191
1253
1334
1415
5,05
1267
1243
1418
Таблица 8.11. Температурный коэффициент линейного расширения
Li [8.13, 8.26]
г, к
100
200
280
300
500
600
700
800
900
1000
а, 10"3 К"1
0,0364
0,0431
0,0469
0,0471
0,196
0,197
0,198
0,199
0,200
0,201
Г, К
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
а, Ю-3 К"1
0,202
0,204
0,206
0,208
0,210
0,213
0,217
0,222
0,228
0,236
Т, К
2100
2200
2300
2400
2500
2600
2800
3000
3200
3400
а, ИГ3 К"1
0,247
0,260
0,276
0,294
0,312
0,332
0,381
0,473
0,680
1,140
Поверхностное натяжение Li при 453 < Т ^ 1700 К:
о ~ (438,98 - 18,44 • 10~3Г - 132,20 • 10"6Г2
+ 37,44 • 10-9Г3) • 10~3, (8.7)
гДе а - в Н/м. Погрешность < 1%.

212 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
А, Вт/(м«К)
70
60
50
40
30
0 1000 2000 3000 т?к
Рис. 8.4. Зависимость теплопроводности твердого (1) и жидкого (2) Li
от температуры: • - по данным табл. 8.9; по уравнениям (8.5 и 8.6)
Таблица 8.12. Поверхностное натяжение Li [8.26]
/
/
/
\
\
V
\
\
Т
Г
т, к
453,67
500
600
700
800
<т, 10"3 Н/м
406,9
401,4
388,4
374,1
358,8
Т, К
900
1000
1100
1200
1300
<т, 10"3 Н/м
342,6
325,8
308,6
291,2
273,8
Т, К
1400
1500
1600
1700
(7, 10"3 Н/М
256,8
240,2
224,4
209,5
а, 10 3 Н/м
\
\
\
\
\
V
\
\
>
т
400
300
200
100
0 1000 2000 3000 т,К
Рис. 8.5. Зависимость поверхностного натяжения жидкого Li от температуры:
• - по данным табл. 8.12; по уравнению (8.7)

8.1. Литий
213
Удельное электросопротивление:
- твердого Li при 298 ^ Т ^ 453,7 К:
ДуД = (_1,867-Ь 3,6562 • 10"2Т) • 10"6;
- жидкого Li при 453,67 < Т ^ 1300 К:
ДуД = (8,702 + 3,710 • 10"2Т - 6,795 • 10"6Г2) - 10"6,
где Дуд. - в Ом-см. Погрешность < 1%.
Таблица 8.13. Удельное электросопротивление Li [8.23, 8.28]
(8.8)
(8.9)
т, к
273,15
300
400
453,67 тв
453,67 ж
#уД., 10~6 Ом-см
8,12
9,10
12,76
14,72
24,13
Т, К
500
600
700
800
900
Луд., 10"6 Ом-см
25,55
28,51
31,34
34,03
36,59
Т, К
1000
1100
1200
1300
ЯуД, 10~6 Ом-см
39,00
41,29
43,44
45,45
, 10 Ом«см
40
30
20
10
0
V
/
г
т
I пл.
/
400
800
1200 Т,К
Рис. 8.6. Зависимость удельного электросопротивления твердого (1) и жидкого
(2) Li от температуры: • - по данным табл. 8.13; по уравнениям (8.8)
и (8.9)
Удельная электропроводимость Li при 453,67 ^ Т ^ 2200 К:
X = 0,9249- \09Т~1 4-2,3167- 106 - 0,7131 • 103Т, (8.10)
гДе X - в (Ом-м)"1. Погрешность < 1%.

214 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
Таблица 8.14. Удельная электропроводимость жидкого Li [8.26]
т, к
453,67
500
600
700
800
900
X, Ю6 (0мм)"1
4,03
3,81
3,43
3,14
2,90
2,70
Г, К
1000
1100
1200
1300
1400
1500
X, Ю6 (0мм)"1
2,53
2,37
2,23
2,10
1,98
1,86
Т, К
1600
1800
1900
2000
2100
2200
X, Ю6 (Омм)"1
1,75
1,55
1,45
1,35
1,26
1,17
\
л
\
1
400 800 1200 1600 2000 г, К
Рис. 8.7. Зависимость удельной электропроводимости жидкого Li от
температуры: • - по данным табл.8.14; по уравнению (8.10)
Таблица 8.15. Скорость звука в жидком Li [8.26]
Г, К
а, м/с
453,67
4516
500
4489
600
4430
700
4372
800
4313
900
4254
1000
4195
1100
4136
Скорость звука в жидком Li при 453,67 ^ Т
а = 4783,4-0,5884Т,
1100 К:
где а - в м/с. Погрешность 3% (453,67 К), < 1% (500-1100 К).
Теплота испарения Li при 450 ^ Т ^ 2000 К:
Д#исп = 778,0627(3800 - Т)0418,
(8.11)
(8.12)
где ДЯИСП - в кДж/кг. Погрешность < 1% (800-1800 К), 1-2% (453-
900 К и 1900-2000 К).

8.1. Литий
215
Таблица 8.16. Скорость звука в парах Li при различных температурах
и давлениях [8.26]
Г, К
1500
1600
1700
1800
1900
2000
2200
2400
2600
2800
3000
а, м/с, при р, МПа
0,1 0,4 1,0 4,04
1455
1572
1676
1770
1854
1929
2055
2159
2259
2331
2405
1448
1612
1719
1814
1976
2108
2216
2309
2389
1533
1657
1863
2027
2159
2268
2359
1449
1684
1893
2067
2208
т, к
453
500
600
700
800
900
Таблица
АЯИСП., кДж/кг
22556
22485
22340
22172
22062
21805
8.17. Теплота испарения Li [8.6, 8
Т, К
1000
1200
1400
1600
1800
2000
Д#исп., кДж/кг
21537
21170
20660
19425
18788
18233
Т, К
2200
2400
2600
2800
3000
20]
Д#исп., кДж/кг
17150
15850
14580
13450
12420
Теплоемкость:
- твердого Li при 298,15 ^ Т ^ 453,67 К:
Ср = 0,189 + 8,111 • 1(Г3Т + 8,67- 104Т"2, (8.13)
- жидкого Li при 453,67 ^ Т ^ 3000 К:
Ср = 4,925 - 2,33 • 10"3Т + 6,95 • 10-5ТМ5, (8.14)
гДе Ср - в кДж/(кг-К). Погрешность < 1% (298-2800 К), 2% (3000 К).

216 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
ДЯИСП, кДж/кг
20000
15000
10000
5000
0
\
\
\
\
\
\
т *
1000 2000 3000 ~т,к
Рис. 8.8. Зависимость теплоты испарения Li от температуры: • - по данным
табл. 8.17; — по уравнению (8.12)
г, к
298,15
300
400
453,67 тв
453,67 ж
500
600
700
800
900
1000
Таблица 8
Ср, кДжДкг-К)
3,582
3,585
3,974
4,290
4,376
4,333
4,262
4,215
4,182
4,160
4,148
.18. Теплоемкость Li [8.
Т, К
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
2100
Ср, кДж/(кг-К)
4,147
4,156
4,170
4,194
4,226
4,266
4,314
4,370
4,434
4,496
4,582
10, 8.26]
Г, К
2200
2300
2400
2500
2600
2700
2800
2900
3000
Ср, кДж/(кг.К)
4,669
4,755
4,856
4,971
5,086
5,216
5,346
5,490
5,490
Таблица 8.19. Теплоемкость паров Li на линии насыщения [8.26]
т, к
900
1000
1200
1400
Ср, кДж/(кг-К)
3,936
4,432
5,451
6,325
Т, К
1600
1800
2000
2200
Ср, кДж/(кг-К)
7,172
8,216
9,329
9,924
Т, К
2400
2600
2800
3000
Ср, кДж/(кг-К)
9,619
8,674
7,624
6,722

8.1. Литий
217
_, кДж/(кг.К)
5,5
4,5
3,5,
i
/
7
О
1000
2000 3000 Tj к
Рис. 8.9. Зависимость теплоемкости твердого (1) и жидкого (2) Li от
температуры: • - по данным табл. 8.18; по уравнениям (8.13) и (8.14)
Таблица 8.20. Теплоемкость паров Li при различных температурах
и давлениях [8.26]
т к
1500
1600
1700
1800
1900
2000
2200
2400
2600
2700
2800
2900
3000
Ср, кДж/(кг-К)
0,1
11,031
7,580
5,716
4,682
4,082
3,723
3,360
3,217
3,166
3,160
3,162
3,171
3,184
0,4
-
-
12,884
9,542
7,242
5,808
4,359
3,751
3,477
3,403
3,355
3,326
3,310
1,0
-
-
-
-
12,385
10,092
6,618
4,914
4,127
3,904
3,749
3,640
3,565
4,04
-
-
-
-
-
-
10,423
9,586
7,861
7,016
6,285
5,688
5,215
Энтальпия:
- твердого Li при 298,15 ^ Т ^ 453,67 К:
Я = 3,853Т - 483,18,
(8.15)

218 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
- жидкого Li при 453,67 < Т ^ 3000 К:
# = 81,471+3,614Г + 2,5Ы0-4Г2,
где Н - в кДж/кг. Погрешность 0,3-4%.
Таблица 8.21. Энтальпия Li [8.24, 8.26]
(8.16)
т, к
298,15
300
400
453,67 тв
453,67 ж
500
600
700
Я, кДж/кг
667,43
674,06
1049,0
1270,75
1703,17
1904,9
2334,29
2757,92
Т, К
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
Я, кДж/кг
3177,23
3595,10
4010,01
4429,39
4840,05
5256,48
5674,35
6095,10
Г, К
1600
1700
1800
1900
2000
2100
2200
2300
Я, кДж/кг
6520,17
6948,13
7383,28
7822,77
8270,89
8717,58
9193,08
9654,18
Г, К
2400
2500
2600
2700
2800
2900
3000
Я, кДж/кг
10144,09
10634,01
11138,33
11642,65
12175,79
12723,34
13270,89
Я, кДж/кг
12000
8000
4000
0
/
1000
2000
г, К
Рис. 8.10. Зависимость энтальпии твердого (1) и жидкого (2) Li от
температуры: по данным табл. 8.21; по уравнениям (8.15) и (8.16)
Таблица 8.22. Энтальпия паров Li на линии насыщения [8.26]
т, к
900
1000
1200
1400
Я, кДж/кг
25350
25600
26010
26340
Т, К
1600
1800
2000
2200
Я, кДж/кг
26570
26670
26590
26330
Т, К
2400
2600
2800
3000
Я, кДж/кг
25990
25710
25630
25690

8.1. Литий
219
Таблица 8.23. Энтальпия паров Li при различных температурах
и давлениях [8.26]
Т К
1500
1600
1700
1800
1900
2000
2200
2400
2600
2800
3000
я,
0,1
25,54
26,48
27,14
27,65
28,09
28,48
29,18
29,83
30,47
31,10
31,74
кДж/кг,
0,4
-
-
25,19
26,30
27,14
27,78
28,78
29,58
30,30
30,98
31,65
при р, МПа
1,01
-
-
-
-
25,16
26,29
27,92
29,05
29,95
30,73
31,46
4,04
-
-
-
-
-
-
24,06
26,09
27,84
29,25
30,39
Энтропия:
- твердого Li при 298,15 < Т < 453,67 К:
S= 1,081 + 1,046- \0~2Т,
(8.17)
т, к
298,15
300
400
453,67 тв
453,67 ж
500
600
700
800
900
1000
Таблица
S, кДжДкг-К)
4,19
4,22
5,29
5,81
6,47
7,19
8,00
8,62
9,19
9,68
10,12
8.24. Энтропия Li [8.24
Т, К
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
2100
5, кДжДкг-К)
10,51
10,87
11,20
11,51
11,80
12,08
12,34
12,59
12,83
13,05
13,27
, 8.26]
Т, К
2200
2300
2400
2500
2600
2700
2800
2900
3000
S, кДж/(кг-К)
13,49
13,70
13,90
14,11
14,31
14,50
14,68
14,88
15,07

220 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
- жидкого Li при 453,67 ^ Т ^ 3000 К:
S = -20,38 + 4,501пГ - 1,46 • 104Г"2
- 0,759 • 10"3Т + 0,189 • 10"6Г2, (8.18)
где 5 - в кДж/(кг-К). Погрешность < 1%.
5, кДж/(кг-К)
12
■ /
/
lJT
/
о
1000
2000
Т, К
Рис. 8.11. Зависимость энтропии твердого (1) и жидкого (2) Li от температуры:
• - по данным табл. 8.24; по уравнениям (8.17) и (8.18)
Таблица 8.25. Энтропия паров Li на линии насыщения [8.26]
т, к
900
1000
1200
1400
5, кДжДкг-К)
33,85
31,71
28,52
26,28
Т, К
1600
1800
2000
2200
5, кДж/(кг-К)
24,62
23,81
22,21
21,28
Т, К
2400
2600
2800
3000
5, кДж/(кг-К)
20,50
19,90
19,49
19,21
Получение, хранение, транспортирование. В промышленности Li
получают путем электролиза расплавленного хлорида лития или смеси
расплавленных хлоридов лития и калия. Li высокой чистоты (99,95%)
получают электролизом насыщенного раствора LiCl в пиридине,
разложением NH3Li в вакууме при температуре 50-60 °С и восстановлением
оксида лития алюминием в вакууме при 950-1000 °С [8.12].
Литий выпускают в виде слитков, проволоки, гранул. Для защиты
Li от окисления его покрывают пленкой вазелина или слоем масла,
керосина. Расфасованный Li хранят в герметически закрытых жестяных
емкостях под слоем пастообразной массы из парафина и
минерального масла или в тонкостенных алюминиевых или медных оболочках,

8.1. Литий
221
Таблица 8.26. Энтропия паров Li при различных температурах
и давлениях [8.26]
Т К
1500
1600
1700
1800
1900
2000
2200
2400
2600
2800
3000
5, кДж/(кг-К)
0,1
23,88
24,47
24,87
25,16
25,40
25,59
25,93
26,22
26,47
26,70
26,92
0,4
-
-
22,23
22,86
23,31
23,64
24,12
24,47
24,76
25,01
25,24
1,0
-
-
-
-
21,34
21,92
22,70
23,19
23,55
23,84
24,10
4,04
-
-
-
-
-
-
19,66
20,54
21,24
21,76
22,16
допускается хранение под слоем газолина или петролеиного эфира.
Отходы утилизируют обработкой этанолом с последующим разложением
образовавшегося этилата водой.
При транспортировке Li тару следует предохранять от механических
повреждений и попадания влаги. На складах Li хранят при
температуре не выше 240 °С и относительной влажности не более 85% [8.12,
8.32].
Перспективы применения. Li может быть использован как
эффективный энергоноситель в твердых ракетных топливах [8.29, 8.30].
Топливо Li-H2-F [8.1, 8.31] в ЖРД с регенеративным охлаждением при
Рк = 7,03 МПа, F/Li=2,74, относительном расходе Нг 25% и степени
расширения сопла 100 развивает удельный импульс в пустоте 523 с.
Широкое использование Li в ракетной технике сдерживается в
основном его высокой токсичностью и стоимостью.
Пожароопасные свойства. Работа с Li на воздухе относится
к категории взрыво- и пожароопасных. Чистый металлический Li
воспламеняется на воздухе при температуре 640 °С и горит голубым
пламенем с образованием оксида лития, температура горения 1300°С.
В сухом воздухе не загорается. Для тушения горящего Li
применяют порошкообразный хлористый калий, сухой графитовый порошок,
инертный газ (аргон) [8.12].
Токсические свойства. По воздействию на организм человека Li
относится к веществам второго класса опасности; ПДК паров Li

222 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
в воздухе 0,02 мг/м3, в воде водоемов 0,03 мг/дм3. Li поражает
желудочно-кишечный тракт, почки и центральную нервную систему.
Оказывает влияние на углеводный обмен и тканевое дыхание.
Клиника острого отравления: общая слабость, сонливость, потеря
аппетита, жажда и сухость во рту, тошнота, рвота, профузный понос,
тремор губ, нижней челюсти, рук, головокружение, расстройство
зрения. В более тяжелых случаях - эпилептические припадки, судороги,
иногда психические расстройства, кома.
Мелкие крошки Li вызывают химические ожоги влажной кожи
и слизистых оболочек глаз.
Для защиты органов дыхания следует применять распираторы типа
"Лепесток", "Астра" и др. Для защиты кожи рук необходимо
использовать индифферентные и гидрофобные защитные мази, перчатки
биологические, резиновые [8.33, 8.34].
8.2. Бериллий
Бериллий (Be) - серебристо-белый, блестящий, сравнительно
мягкий, легкий металл. Имеет две кристаллические модификации: а-Ве
(гексагональная решетка) и /?-Ве (кубическая решетка). Температура
перехода а <-» /3 1277 °С. Металлический бериллий химически устойчив
и слабо реакционноспособен при температурах до 700 °С, так как на
воздухе при комнатной температуре на его поверхности образуется
тонкая защитная пленка оксида ВеО. При 700 °С начинается
окисление, и с 800-1000 °С этот процесс протекает довольно быстро. Выше
650 °С Be взаимодействует с азотом, образуя нитрид, при 1700-2100 °С
с углеродом с образованием карбида ВегС. С водородом до 1300 °С
и водой Be не реагирует. Взаимодействует с серной и соляной
кислотами, а также с разбавленной азотной кислотой. При взаимодействии
с растворами щелочей выделяется водород.
Be обладает устойчивостью против коррозии как на воздухе,
так и в воде. При выдержке бериллия на воздухе при температуре
400 °С в течение 200 ч значительной коррозии металла не
наблюдается. При дальнейшем повышении температуры коррозионная стойкость
бериллия ухудшается. Так, значительная коррозия наступает через
62, 12 и 1 час, соответственно, при температурах 700, 800 и 900 °С.
Be коррозионно-устойчив в холодной и горячей воде. Опыты
проводились при температуре воды до 300 °С [8.1-8.19; 8.35-8.42].
Данные по физическим и теплотехническим свойствам Be
приведены в табл. 8.27-8.37 и на рис. 8.12-8.18.
Механические свойства [8.12]. Механические свойства Be зависят
от чистоты, обработки образца и температуры.
Модуль нормальной упругости 311 и 290 ГПа, модуль сдвига 150
и 147 ГПа, относительное удлинение 2,3 и 15,8%, соответственно,
для Be горячепрессованного в вакууме и горячевыдавленного.

8.2. Бериллий
223
Таблица 8.27. Физические и теплотехнические свойства Be [8.6, 8.7, 8.12,
8.13,8.26,8.40]
Показатель
М
спл » к-
^кип» v-
/9, КГ/М3
Рн.п.25. Па
М155бК,10-3Па.с
А27, Вт/(мК)
tTl560K» Н/М
а25, К"1
#уд loo» Ом-см
Xi560K> (Ом-м)"1
а, м/с
гкр, к
Величина
9,012
1287 ±10
2450
1848 (298 К) тв
1690 (1560 К) ж
7,231 10"46
1,0- 10"3
182
1,145
11,5-ИГ6
6,5-10"6
1,88- 106 тв
1,17- 106 ж
12600*
7500 ± 800
Показатель
РкР. Па
ркр, кг/м3
QH, кДж/кг
Qv. кДж/дм3
АЯПЛ, кДж/кг
АЯИСП., кДж/кг
АНсубл., кДж/кг
Д^Н98.15. КДЖ/КГ
СР298,15К» КДЖ/(КГ-К)
Я298,15К' КДЖ/КГ
£298,15 К» КДЖ/(КГ-К)
Lo, кг возд./кг Be
Lo, кг О2/кг Be
Величина
989
434
62676
115825
1625
34395
36715
36019 г
1,82 тв
2,31 г
216,7
1,05 тв
15,12 г
7,65
1,775
Модуль нормальной упругости, Е:
*, °с
Е, ГПа
27
311,1
200
281
400
272
600
262
750
254
Твердость
*, °С
Нв, МПа
Be (99,5%)
20
1370-1570
по Бринеллю,
300
863
Нв:
600
598
800
206
1000
88,3
Коэффициент Пуассона 0,05. Сжимаемость (0,78-0,93)-10~пПа~1.
Скорость звука 12600 м/с.
Давление насыщенных паров над жидким Be при 1560 ^ Т ^ 2300:
lgpH п = -14,6778 + 0,01361Т - 2,4042 • 10"6Т2,
Где Рнп. - в Па. Погрешность 1-6%.
(8.19)

224 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
Таблица 8.28. Давление насыщенных паров Be [8.26]
т, к
298,15
300
400
500
600
700
Рн п, Па
7,231-Ю"46
1,619-Ю"45
2,084-10"31
6,141-10-23
2,712-Ю"17
2,90Ы0"13
Т, К
800
900
1000
1100
1200
1300
Рн п, Па
3,029-10"10
6,696-10"8
4,990-10"6
1.686.10"4
3,145-Ю-3
3,175-Ю"2
Т, К
1400
1500
1550
1560
1600
1700
Рн п, Па
0,3064
1,896
4,065
4,755
9,018
34,19
Т, К
1800
1900
2000
2100
2200
2300
Рн п, Па
111,4
319,5
822,3
1929
4176
8439
Рню Па
8000
6000
4000
2000
1400 1600 1800 2000 2200 ТК
Рис. 8.12. Зависимость давления насыщенных паров над жидким Be от
температуры: • - по данным табл. 8.28, по уравнению (8.19)
Таблица 8.29. Плотность Be [8.12]
т, к
298
* 473
673
873
1073
р, кг/м3
1848
1837
1820
1800
1779
Т, К
1273
1560 тв
1560 ж
1800
2000
р, кг/м3
1756
1746
1690
1662
1639
Т, К
2200
2400
2600
2750
р, кг/м3
1616
1593
1569
1552
Плотность:
- твердого Be при 298 < Т
1500 К:
р= 1887,01 -0.1015Г,
(8.20)

8.2. Бериллий
225
- жидкого Be при 1560 ^ Т ^ 2750 К:
р = 1875,65-0,1185Т,
ГДе р - в кг/м3. Погрешность < 1%.
р, кг/м3
1800
1700
1600
(8.21)
15оа
К
X
Г
\
\
о
1000
2000
Г, К
Рис. 8.13. Зависимость плотности твердого (1) и жидкого (2) Be от
температуры: • - по данным табл. 8.29, по уравнениям (8.20) и (8.21)
Таблица 8.30. Температурный коэффициент линейного расширения Be [8.13]
т, к
100
150
200
280
300
350
at, 10~6 К"1
J_
1,48
4,63
7,89
11,8
12,4
13,8
II
0,66
2,88
5,25
8,58
9,20
10,5
Т, К
400
500
600
700
800
900
at, 10"6 К"1
14,9
16,9
18,3
19,4
20,2
20,9
II
11,5
12,9
14,0
15,0
15,9
16,8
Т, К
1000
1100
1200
1250
at, Ю-6 К"1
±
21,4
22,2
23,4
-
II
17,6
18,5
19,5
20,1
-1 - перпендикулярно направлению кристаллографической оси,
|| - в направлении кристаллографической оси
Таблица 8.31. Коэффициент объемного расширения Be (99,95%) [8.6, 8.7]
t, °с
60
100
150
200
/?,10"6, К"1
32,0
39,0
42,3
46,0
t, °С
300
400
500
600
/?,10"6, К"1
50,0
52,6
55,0
57,0
t,°C
700
800
900
/3,10"6, К"1
60,0
62,6
65,0
В. Н. Бакулин, Н. Ф. Дубовкин, В. Н. Котова и др.

226 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
Таблица 8.32. Динамическая вязкость жидкого Be (99,85-99,9%) [8.40]
Г, К
/х, 10~3 Пас
1556
1,0
1560
0,855
1563,4
0,71
1574,5
0,55
1606
0,45
1656
0,39
1706
0,36
Динамическая вязкость жидкого Be при 1560 ^ Т ^ 1700 К:
/х = (Г - 1558)-°'2084 • 10~3, (8.22)
где /х - в Пас. Погрешность 1,5-2%.
% 10~3 Па«с
0,0008
0,0006
0,0004
1520 1560 1600 1640 1680 г, К
Рис. 8.14. Зависимость динамической вязкости жидкого Be от температуры:
• - по данным табл. 8.32; по уравнению (8.22)
Таблица 8.33. Теплопроводность Be (99,9%),
полученного горячим прессованием [8.7, 8.9]
Г, К
100
200
300
400
Л, Вт/(м-К)
206
194
182
170
Г, К
500
600
700
800
Л, Вт/(мК)
156
145
135
120
Г, К
900
1000
1100
1200
Л, Вт/(мК)
109
96
86
84
Г, К
1300
1500
1560
Л, Вт/(мК)
82
76
67*)
*> По данным [8.26]
Теплопроводность Be при 100 < Г < 1560 К:
А = 227,306 - 0,169Т + 4,293 • 10-5Г2,
где А - в Вт/(мК). Погрешность 0,5-2% (100-900К), 1-6
1560 К).
(8.23)
(1000-

8.2. Бериллий
227
При температуре плавления теплопроводность Be в жидкой фазе
равна 38 Вт/(м-К) [8.26].
Л, Вт/(м-К)
200
160
120
80
40
\
\
Ч
400 800 1200 Т, К
Рис. 8.15. Зависимость теплопроводности твердого Be от температуры:
• - по данным табл. 8.33; по уравнению (8.23)
Таблица 8.34.
tt °С
Дуд, 10~6 Омсм
Удельное электрическое сопротивление Be [8.7, 8.38]
0
4
200
9
400
15
600
22
800
32
927*>
35,7
1287**}
53,2
- по данным [8.14], **} - по данным [8.26]
Электропроводимость Be (99,0%) при температуре плавления равна
1,17-106 Ом^-м"1 (жидкая фаза) и 1,88-106 Ом^-м"1 (твердая фаза).
Погрешность « 10% [8.26].
Таблица 8.35. Теплоемкость Be [8.26]
г, к
298,15
300
400
500
600
700
Ср, кДж/(кгК)
1,824
1,833
2,182
2,398
2,562
2,782
Т, К
800
900
1000
1100
1200
1300
Ср, кДж/(кг-К)
2,830
2,945
3,027
3,172
3,281
3,390
Г, К
1400
1500
1550
1560 ж
Ср> кДж/(кг-К)
3,497
3,603
3,656
3,329
Теплоемкость твердого Be при 298,15 < Т < 1550 К:
Ср = 2,082 - 0,50 • 105 Т~2 + 1,032 • 10~3 Т,
Ср - в кДж/(кг-К). Погрешность 0,2-3%.
(8.24)

228 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
С„,кДж/(кг-К)
3,6-
3,2
2,8
2,4
2,0
1,6
1
I
/
У
800
1200 1600
Рис. 8.16. Зависимость теплоемкости твердого Be от температуры:
• - по данным табл. 8.35; по уравнению (8.24)
т, к
298,15
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
Таблица 8.36
Я, кДж/кг
216,67
220,00
422,67
652,33
900,67
1164,44
1441,11
1730,00
2030,00
2342,22
Т, К
1200
1300
1400
1500
1550 а
1550/3
1560 тв
1560 ж
1600
1700
. Энтальпия Be
Я, кДж/кг
2665,55
3000,00
3344,45
3703,33
3882,22
4115,55
4148,87
5548,89
5682,22
6015,55
[8.26]
Т, К
1800
1900
2000
2100
2200
2300
2400
2500
Я, кДж/кг
6348,89
6677,78
7011,11
7344,44
7677,78
8011,11
8344,44
8678,00
Энтальпия:
- твердого Be при 298,15 < Т < 1550 К [8.26]:
Я = -617,7 + 0,5 • 105Т~{ + 2,082Г + 0,516 • 10"3Г2, (8.25)
- жидкого Be при 1560 ^ Т ^ 2500 К:
Я = 357,5 + 3,3276Г, (8.26)
где Я - в кДж/кг. Погрешность < 1%.

8.2. Бериллий
229
Я, кДж/кг
У
/
>
•
р
Г
1".
8000
6000
4000
2000
0 500 1000 1500 2000 Г, К
Рис. 8.17. Зависимость энтальпии твердого (1) и жидкого (2) Be от
температуры: • - по данным табл.8.36, по уравнениям (8.25) и (8.26)
т, к
298,15
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
Таблица 8.37. Энтропия Be
5, кДж/(кг-К)
1,055
1,067
1,648
2,159
2,612
3,017
3,387
3,727
4,043
4,340
Г, К
1200
1300
1400
1500
1550 а
1550/?
1560 тв
1560 ж
1600
1700
5, кДжДкг-К)
4,621
4,889
5,144
5,390
5,509
5,659
5,681
6,578
6,662
6,864
[8.26]
Т, К
1800
1900
2000
2100
2200
2300
2400
2500
5, кДж/(кг-К)
7,055
7,233
7,411
7,567
7,722
7,867
8,011
8,144
Энтропия:
- твердого Be при 298,15 ^ Т ^ 1550 К [8.26]:
- жидкого Be при 1560 ^ Т ^ 2500 К:
5 = -17,930 + 3,333 In Г,
гДе S - в кДж/(кг-К). Погрешность < 1%.
, (8.27)
(8.28)

230 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
S, кДж/(кг*К)
8
у
I
Т
г
0 500 1000 1500 2000 Г, К
Рис. 8.18. Зависимость энтропии твердого (1) и жидкого (2) Be от температуры:
• - по данным табл. 8.37; по уравнениям (8.27) и (8.28)
Получение. Металлический Be получают либо восстановлением
фторида бериллия магнием, либо электролизом из хлоридного
электролита. Для получения Be более высокой чистоты (99,9%) его подвергают
дистилляции в вакууме, зонной плавке и электролитическому
рафинированию [8.12, 8.38].
Промышленностью освоен выпуск порошкообразного Be. Порошок
приготавливают, превращая в стружку отлитые в вакууме слитки Be
путем обточки их на токарном станке с последующим истиранием
стружки до частиц размером 200 меш. Порошкообразный Be имеет,
как правило, следующий состав, % (мае):
Перспективы применения Be в качестве горючего. Be
относится к высокоэнергетическим горючим. Замена А1 в твердом ракетном
топливе на Be позволяет увеличить удельный импульс на 10-20 с.
Предложено твердое топливо для ПВРД, в состав которого входит
Be [8.41]. Однако следует иметь в виду высокую токсичность как
Be, так и продуктов его сгорания. Проведение на открытом
воздухе огневых испытаний РДТТ с топливом, содержащим Be, вызывает
сильное загрязнение атмосферы [8.35, 8.37]. Создание же устройств,
позволяющих очищать продукты сгорания от соединений Be, крайне
усложняет испытательные стенды и удорожает испытания. Кроме того,
Be имеет высокую теплопроводность и, вследствие этого, температуру
его поверхности трудно поднять до температуры воспламенения.
Несмотря на высокие энергетические показатели, Be может
использоваться только в верхних ступенях ракет [8.39].
Пожароопасные свойства. Be в пожарном отношении безопасен.
Горит при температуре выше 800 °С, но в порошкообразном виде
образует с воздухом воспламеняющиеся и взрывчатые смеси, поэтому
его необходимо изолировать от источников искры [8.2].

8.3. Бор 231
Токсические свойства. Be относится к веществам первого класса
опасности [8.33]. Для Be и его соединений (в пересчете на Be) ПДК
в воздухе рабочей зоны 0,001 мг/м3, среднесуточная ПДК в
атмосферном воздухе 0,00001 мг/м3, в воде водоемов 0,0002 мг/дм3.
Be характеризуется высокой биологической активностью. Пыль,
содержащая Be и его соединения, очень токсична, обладает
аллергическим, канцерогенным и эмбриотоксическим действием. Раздражает
кожу и слизистые оболочки, вызывает дерматозы, конъюнктивиты, на-
зофарингит и другие заболевания кожи и слизистых оболочек. Be и его
соединения вызывают заболевания легких и бронхов - трахеобронхит,
пневмонию, бериллиоз, опухоли легких. Заболевания могут возникнуть
через 10-15 лет после прекращения контакта с Be [8.34, 8.37].
Индивидуальные средства защиты: пылевые респираторы, очки,
перчатки, спецодежда.
8.3. Бор
Бор (В) - бесцветное, серое или красное кристаллическое либо
бурое аморфное вещество. Очень чистый бор бесцветен. Коричневый
цвет аморфного бора обусловлен наличием в нем субокислов. Известно
несколько аллотропных модификаций бора. При 600-800 °С образуется
аморфный бор, до 1000 °С - а-ромбоэдрическая модификация
(красного цвета), до 1200 °С - /^-ромбоэдрическая (наиболее устойчивая
форма), до 1500 °С - тетрагональная модификация.
Кристаллический бор - полупроводник. В обычных условиях
он плохо проводит электрический ток. При нагревании до 1073 К
электропроводимость увеличивается.
Кристаллический бор при температуре до 1000 °С инертен к
воздуху. Аморфный бор медленно окисляется на воздухе при комнатной
температуре с образованием оксида В2О3. Скорость окисления заметно
возрастает с увеличением дисперсности частиц.
При обычных условиях бор активно взаимодействует только с
фтором, при этом кристаллический бор менее активен, чем аморфный.
С увеличением температуры активность бора возрастает, и он
соединяется с Ог, N2, серой, галогенами.
Кислоты, не являющиеся окислителями, с бором не реагируют,
концентрированная азотная кислота окисляет бор до борной кислоты.
Бор медленно растворяется в концентрированных растворах щелочей
с образованием боратов. Свойства бора в значительной степени зависят
от его чистоты [8.1-8.19, 8.43-8.69].
Данные по физическим и теплотехническим свойствам бора
приведены в табл. 8.38-8.46 и на рис. 8.19-8.21.
Механические свойства [8.12]. Твердость по Бринеллю 3400 МПа,
сжимаемость З-Ю^Па"1 (20°С), коэффициент Пуассона 0,13 (/3-В),
модуль нормальной упругости 390 ГПа при 20 °С.

232 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
Таблица 8.38. Теплота сгорания В
Фазовое состояние В2О3
Твердое (t ^ 450 °С)
Жидкое (*>450°С)
Газообразное (t > 2225 °С)
кДж/кг
58113
57610
38518
ккал/кг
13880
13760
920
Таблица 8.39. Физические и теплотехнические свойства В [8.6, 8.12, 8.43,
8.64]
Показатель
М
ьпл.» ^
А. ОГ>
''КИП» V-"
р20, кг/м3
аь К"1
Д>0, Па"1
Дуд., Омм
А20, Вт/(м-К)
^2100» Н/м
а, м/с
Величина
10,811
2075 ((З'В)
3658 (/?-В)
2354 (В ам)
5-Ю"6
3- 10"11
18000 (273 К)
26,0
1,06
92002)
142003)
Показатель
<2н> кДж/кг
Qv кДж/дм3
АЯпл, кДж/кг
Д#исп., кДж/кг
АЯсубл, кДж/кг
A#f°298.15> КДЖ/КГ
СР298,15К»КДЖ/(КГ.К)
^298,15 К» КДЖ/КГ
^298,15 К» КДЖ/(КГ-К)
Lo, кг возд./кг В
Величина
58113°
135987
2090 ± 387
49847
51935 ±1161 (298 К)
52049 г
1,026 тв 1,92 г
113
0,54 тв 14,19 г
9,568
В2О3 в кристаллической форме, 2^ поперечная волна, 3^ продольная волна
Давление насыщенных паров В при 1600 ^ Т ^ 3000 К:
lgpHn = 10,6376 - 82356,5748/Т116,
где рНП - в Па. Погрешность не более 6%.
Таблица 8.40. Давление насыщенных паров В [8.12]
(8.29)
т, к
1000
1200
1400
1600
Рнп.» Па
13-Ю"17
78-Ю"13
20-10"9
70,9-10~7
Т, К
1800
2000
2075
2200
Рн.п.. Па
67,3-10~5
25,5-10~3
34,8-10"2
49,3-10'2
Т, К
2400
2600
2800
3000
Рн.п., Па
5,79
43,9
238
1029

8.3. Бор
Таблица 8.41. Плотность В [8.12]
233
Структура
Аморфный
Кристаллический:
а-ромбоэдрическая решетка (а-В)
/^-ромбоэдрическая решетка (/?-В)
тетрагональная решетка
В жидком состоянии при 2520 К
р, кг/м3
2354
2460
2310-2350
2360-2370
2080
Таблица 8.42. Теплопроводность /3-Е [8.12]
Г, К
3
6
10
20
Л, Вт/(м-К)
8,1
39,0
86,0
186,0
Т, К
30
45
50
60
Л, Вт/(мК)
262,0
313,0
328,0
323,0
Г, К
100
200
300
1000
Л, Вт/(мК)
200
55,0
26,0
9,5
Л ,Вт/(см-К)
10 -
100 1000 Т, к
Рис. 8.19. Зависимость теплопроводности В от температуры: 1 - /?-В;
2, 3 - аморфный В [8.66]
Теплоемкость кристаллического В при 273 ^ Т ^ 1200 К:
Ср = -0,3171 + 0,0053Г - 2,295 • 10"6Т2,
где С - в кДж/(кг-К). Погрешность 0,5-3%.
(8.30)

234 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
Rydi Ом «см
10"
ю9
ю7
ю5
103
10
10
-1
о
/
л
6 8 1000/Г, К"
Рис. 8.20. Зависимость удельного электросопротивления кристаллического
В от температуры [8.68]: 1 - < 0,1% Si, 2 - > 0,1% Si
Таблица 8.43. Удельное электросопротивление В
Кристаллический,
T, К
113
293
573
963
h
(99,9%) [8.12,8.19]
lyR, Ом-см
5107
106
100
0,4
Спрессованный
Т, К
273
373
593
873
порошок [8.43, 8.63]
Луд, Ом-см
1,8-106
1,32- 104
36
0,08
Энтальпия:
- кристаллического В при 400 ^ Т ^ 1200 К:
Щ ~ #2°98 = -123,18 - 0,3124Т
+ 2,67 • 10"3Т2 - 8,01 • 10"7Г3, (8.31)
- аморфного В при 600 ^ Т ^ 1200 К:
Щ ~ нш = —317,1187 + 0,6874Т
-h 1,329- 10"3Т2 - 2,204 • 10"7Т3, (8.32)
где Н - в кДж/кг. Погрешность не более 1-2%.
Из рассматриваемых высокоплавких компонентов энергоемких
горючих и твердых топлив бор обладает наибольшей объемной теплотой
сгорания и поэтому привлекает к себе внимание разработчиков БПЛА.
У бора имеется серьезный недостаток, его трудно сжечь с высокой
полнотой сгорания. Это обстоятельство требует поиска специальных
активаторов горения или особых конструктивных решений.

8.3. Бор
235
Таблица 8.44. Теплоемкость В [8.64]
т, к
50
100
200
298
300
400
500
Ср, кДжДкгК)
кр.1)
0,0071
0,0992
0,5600
1,0258
1,0332
1,4365
1,7695
ам.1)
0,016
0,1277
0,5995
1,1072
1,1146
1,5216
1,8509
Г, К
600
700
800
900
1000
1100
1200
Ср, кДж/(кг-К)
кр.
2,0525
2,2459
2,4401
2,5261
2,5946
2,6723
2,7500
ам.
2,1265
2,3467
2,5095
2,6178
2,6991
2,7648
2,8230
кр. - кристаллический; ам. - аморфный
Таблица 8.45. Энтальпия В [8.12]
т, к
298
300
400
500
600
700
Я° - Я2°98, кДж/кг
кр.1)
0
1,85
126,09
286,56
475,53
690,13
ам.1)
0
2,13
135,42
384,32
501,16
724,17
Г, К
800
900
1000
1100
1200
Ят° - Я2°98, кДж/кг
кр.
925,54
1173,80
1429,10
1689,67
1960,32
ам.
968,92
1220,98
1485,52
1751,10
2034,69
кр. - кристаллический; ам. - аморфный
Таблица 8.46. Энтропия В
[8.12]
т, к
298
300
400
500
600
700
S, кДж/(кг-К)
кр.1)
0,543
0,550
0,721
1,262
1,611
1,944
ам.1)
0,606
0,613
0,991
1,367
1,733
2,077
Т, К
800
900
1000
1100
1200
5, кДж/(кг-К)
кр.
2,258
2,548
2,819
3,075
3,315
ам.
2,403
2,705
2,984
3,247
3,495
кр. - кристаллический; ам. - аморфный

/
/
236 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
Hj — #2°98, кДж/кг
2000-
1500
1000
500
200 400 600 800 1000 г> к
Рис. 8.21. Зависимость энтальпии кристаллического (1) и аморфного В (2)
от температуры: А, • - по данным табл. 8.45; по уравнениям (8.31) и (8.32)
Ниже приводятся данные ряда экспериментальных исследований
[8.43, 8.283-8.287].
Как показали исследования, проведенные при оптимальном составе
газовзвесей бора во влажной среде, воспламенение мелкодисперсного
бора (^ 1 мкм) достигается при начальной температуре 230-530 °С.
Во влажной среде интенсифицируется и процесс воспламенения
укрупненного бора.
Ведущим фактором интенсификации процесса в
низкотемпературной области (< 300 °С) является газификация окисной пленки В2О3
водяным паром с образованием летучей борной кислоты. При более
высокой температуре частиц пары воды повышают скорость окисления
за счет утонения слоя пленки В2О3, тем самым улучшаются условия
окисления бора кислородом.
Исследования на модельной камере сгорания [8.287] по горению
порошкообразного аморфного и кристаллического бора, отличающегося
по удельной поверхности (от 3 до 17,6 м2/г) и геометрической форме
частиц (сферические и неправильной формы), показали, что
дисперсность порошка (удельная поверхность) является определяющей для
воспламенения газовзвеси бора.
Были проведены исследования процесса воспламенения бора в па-
рогазе и в сухой кислородсодержащей среде в зависимости от массовой
доли бора в газосмеси. Было установлено, что повышение содержания
паров воды позволяет существенно снизить температуру
воспламенения бора (в данном случае в 2-5 раз). Изменение давления в камере
сгорания в два раза (от 0,4 до 0,9 МПа) практически не повлияло
на температуру воспламенения.
Были проведены исследования горения порошкообразного бора
в воздухе применительно к ПВРД. Изучалось влияние на полноту

8.3. Бор 237
———^———————————^————^^^^—^^—^^^^^—^^—
Таблица 8.47. Температура продуктов сгорания1^ Тпс бора,
реактивного топлива РТ и горючего 60% (мае.) РТ+40% (мае.) В
в зависимости от коэффициента избытка воздуха а при р = 0,5 МПа
а
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
т„.с, к
в
2689
2766
2931
3033
2903
РТ
2117
2259
2345
2356
2278
В+РТ
2445
2533
2578
2550
2469
Q
1,2
1,6
2,0
3,0
4,0
т„с.,к
в
2755
2333
2145
1960
1693
РТ
2182
1863
1648
1335
1167
В+РТ
2375
2036
1809
1542
1340
Начальная температура воздуха 600 К
сгорания бора коэффициента избытка воздуха, давления, времени
пребывания и дисперсности порошка. Наиболее высокая полнота сгорания
была достигнута при размере частиц бора 0,15 мкм: 0,8 по глубине
окисления и 0,9 по коэффициенту полноты удельного импульса
давления в камере сгорания. Изучение микрофотографий твердых частиц
в продуктах сгорания показало, что все частицы покрыты окисной
пленкой толщиной 400-500 А независимо от размера частицы. В
местах контакта частиц окисная пленка тоньше. Агломерация частиц
затрудняет горение бора в режиме медленного окисления.
Таким образом, экспериментально подтверждена принципиальная
возможность сжигания субмикронного бора в режиме медленного
окисления (с пленкой на поверхности). Сжигание в ПВРД более крупных
порошков возможно лишь в высокотемпературном режиме
интенсивного горения бора, протекающего на открытой (свободной от окисла)
поверхности частиц. Переход к такому процессу потребует
предварительного воспламенения бора (для удаления пленки) с помощью
дополнительного горючего. Опыты, проведенные на модельном
двигателе ракетно - прямоточной схемы (рабочий процесс с предварительно
воспламененным бором) показали, что кристаллический бор со сред-
немассовым размером частиц 12 мкм может быть сожжен с полнотой
сгорания 85 - 90%.
При давлении ниже 0,1 МПа мелкие (« 3-10 мкм) и крупные
(% 100 мкм) частицы бора горят плохо. Использование
ультрадисперсного порошка бора не спасает положения: имеет место коагуляция
частиц. Но элементоорганические соединения бора, такие как изо-
пропилметакарборан, декаборан и другие борсодержащие соединения
обеспечивают в этих условиях высокую полноту сгорания бора.
Следует обратить внимание на то, что борсодержащие горючие по сравнению
с реактивными топливами (см. табл. 8.47) имеют более высокую тем-

238 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
пературу продуктов сгорания, что требует дополнительной тепловой
защиты камеры сгорания.
Одним из возможных путей интенсификации процесса
воспламенения и горения бора в ПВРД является применение его в композиции
с быстрогорящими металлами (механические смеси, сплавы,
соединения).
Предварительные исследования на модельном ПВРД показали, что
применение композиции бора с алюминием позволяют существенно
повысить полноту сгорания бора в широком диапазоне размеров
частиц порошков (до 6 мкм). Композиция B+Mg, а также B+Mg+Li
занимают по полноте сгорания промежуточное положение между В и
композицией В+А1.
В настоящее время опробована технология механического
легирования бора металлами и сплавами (Al, Mg, Zn, цирконий-алюминиевый
сплав, цирконий-титан-цинковый сплав и др.).
Проведены исследования процесса микрогранулирования бора.
Показана возможность получения микрогранул размером от 10
до 200 мкм с энергетически выгодными связями с общим содержанием
бора 75-80% (мае). В состав микрогранул могут быть введены
добавки, улучшающие процесс горения.
Использование бора как энергоемкого компонента лимитируется,
в основном, отсутствием массового производства и высокой
стоимостью. Тем не менее, его следует рассматривать как перспективный
компонент суспензионных и легкоплавких горючих.
Заслуживает внимания карбид бора (В4С). По объемной теплоте
сгорания он близок к бору, уступая ему всего на 3765 кДж/дм3,
дешевле бора приблизительно на 60%. Кроме того, при его
использовании будет меньше расходоваться дефицитного бора; в В4С содержится
78,3% (мае.) бора.
Карбид бора (черный кристаллический порошок) по токсическим
свойствам относится к веществам четвертого класса, т.е. является
малотоксичным: ПДК пыли В4С в воздухе рабочей зоны 6 мл/м3.
Существенным недостатком карбида бора является высокие
абразивные свойства. Однако, вряд ли это будет иметь большое значение
для короткоресурсных двигателей БПЛА.
Окончательный выбор между бором и карбидом бора можно будет
сделать только на основе экспериментальных исследований.
Получение. Один из наиболее распространенных технических
способов получения аморфного бора основан на восстановлении В2О3
металлическим Mg с последующим прокаливанием его в вакууме при
1900-2000 °С.
Чистый бор с содержанием 99,5-99,9% основного вещества может
быть получен либо методом восстановления галогенидов бора
водородом, либо путем термической диссоциации их на раскаленной
танталовой проволоке, либо крекингом бороводородов.

8.4. Алюминий 239
Кристаллический бор высокой степени чистоты получают зонной
плавкой при температуре 700-1600 °С [8.12].
Перспективы применения. Бор отличается высокой теплотой
сгорания и энергоемкостью. По этим показателям он уступает только
бериллию. Другим положительным качеством является доступность
исходного сырья.
Бор широко используется в качестве горючего в твердых топливах
[8.44-8.61, 8.65, 8.291, 8.292]. Созданы высокоэнергетические борсо-
держащие составы для БПЛА. В качестве недостатков следует
отметить низкую эффективность горения и потери энергии при конденсации
продуктов сгорания В2О3 [8.2].
Пожароопасные свойства. Аморфный бор воспламеняется при
нагревании выше 800 °С, горит ослепительно ярким красноватым
пламенем. Пленка В2О3, образующаяся при сгорании бора, препятствует
полному сгоранию его.
Токсические свойства. Бор относится к веществам с политропным
действием. Обладает выраженным гепатотоксическим и гонадотропным
действием, а также эмбриотоксическим эффектом. ПДК бора в воздухе
рабочей зоны 6 мг/м3, в атмосферном воздухе 0,01 мг/м3, в воде
водоемов 0,5 мг/л. Класс опасности: для кристаллического бора - 2,
для аморфного - 4 [8.6, 8.33, 8.34, 8.62].
В качестве индивидуальных средств защиты рекомендуется
использовать респираторы, очки, перчатки, спецодежду.
8.4. Алюминий
Алюминий (А1) - серебристо-белый, легкий пластичный металл.
На воздухе при комнатной температуре А1 стабилен. Он
покрывается тонкой прочной беспористой пленкой AI2O3, защищающей металл
от дальнейшего окисления и обусловливающей его высокую
коррозионную стойкость. Окисление А1 ускоряется выше температуры его
плавления.
Порошкообразный А1 обладает высокой реакционной способностью.
Восстанавливает большинство металлических оксидов до металлов.
Энергично реагирует с галогенами, а при высоких температурах -
с серой, азотом и фосфором. Растворяется в щелочах с образованием
алюмината. При нагревании А1 легко растворяется в разбавленных
азотной и серной кислотах. Холодная азотная кислота его пассивирует
[8.1-8.18, 8.71-8.91].
Данные по физическим и теплотехническим свойствам А1
приведены в табл. 8.48-8.59 и на рис. 8.22 и 8.23.
Механические свойства [8.12]. Модуль нормальной упругости
63 ГПа (А1 99,99%). Твердость по Бринеллю при 20°С 84-112 МПа
(А1 99,99%), модуль сдвига 27 ГПа (А1 99,25%), коэффициент Пуассона
0»31, коэффициент сжимаемости 1,5210~11Па~1.

240 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
Таблица 8.48. Физические и теплотехнические свойства А1 [8.6, 8.10-8.14,
8.71]
Показатель
М
t °С
ьпл.» v-
у. 0^
ькип» ^
/020» КГ/М3
Рн.п. Па
а20,10"6, К"1
/i942K, 10"3 Пас
"943К>Ю-6М2/С
А27, Вт/(м-К)
^933 К» Н/М
Яуд27, Ю"8 ОММ
ткр, к
ркр, МПа
Величина
26,98
660
2520
2699 тв
2368 ж (660 °С)
2,42-10"6 (933 К)
23
1,16
0,50
236
0,868
2,733
8650
447
Показатель
ркр, кг/м3
QHl\ кДж/кг
Qv» кДж/дм3
АЯпл, кДж/кг
ДЯИСП., кДж/кг
Д#субл.298К> КДЖ/КГ
Д^298,15' КДЖ/КГ
Ср298,15К» КДЖ/(КГ-К)
^298,15 К» КДЖ/КГ
^298,15 К» КДЖ/(КГ-К)
Lo, кг возд./кг А1
Величина
640
0,0299
31033
83757
389,37
10885
12008
12098 г
0,90 тв
0,79 г
169,2
1,05 тв
6,14 г
3,834
0 При t ^ 2700 °С А12О3 в газовой фазе, QH = 17290 кДж/кг
Таблица 8.49. Давление насыщенных паров А1 [8.12]
т, к
700
900
933
Рн.п., Па
1,9998-Ю"12
6,1313 10~7
2,4206-10"6
Т, К
1000
1300
1800
Рн.п. Па
3,471310"5
0,1314
244,72
Т, К
2300
2600
Рн.п.» Па
16359
93100
Давление насыщенных паров А1 при 900 ^ Т ^ 2600 К:
lgpHn = 10,522 - 19774,86Г"104, (8.33)
где рНП - в Па. Погрешность 1-8%.
Плотность твердого А1 при 100 ^ Т ^ 933 К:
р = 2759,34 - 0,2085 Т, (8.34)
где р - в кг/м3. Погрешность не более 1%.

8.4. Алюминий
241
Таблица 8.50. Плотность А1 [8.14]
г, к
100
200
298
300
400
р, кг/м3
2725
2715
2698
2697
2675
Т, К
500
600
700
800
900
р, кг/м3
2665
2652
2626
2595
2560
Т, К
933 тв
933 ж
1073
1173
р, кг/м3
2550
2368
2332
2304
Таблица
8.51. Температурный коэффициент линейного расширения А1
(99,99%, отожженный) [8.13, 8.71]
т, к
25
50
75
100
150
а, ИГ6 К"1
0,5
3,5
8,1
12,0
17,1
Т, К
200
250
293
350
400
а, 10"6 К"1
20,2
22,0
23,0
24,1
24,9
Т, К
500
600
700
800
900
а, 10"6 К"1
26,5
28,2
30,4
33,5
37,3
Коэффициент объемного расширения А1 в интервале температур
933-1373К равен ПЗ-Ю^К"1 [8.12].
Таблица 8.52. Динамическая вязкость жидкого А1 [8.12]
г, к
/i, 10"3 Па-с
942
1,1603
983
1,0909
1017
1,0231
1049
0,9841
1077
0,9481
1110
0,9002
1133
0,8722
1217
0,7922
Динамическая вязкость жидкого А1 при 940 ^ Т ^ 1217 К:
lg/i = 693/T- 3,6695,
где [I - в Па-с. Погрешность не более 1%.
Таблица 8.53. Кинематическая вязкость жидкого А1 [8.12]
(8.35)
г/, 10~6 м2/с
943
0,50
973
0,48
1011
0,46
1068
0,43
Теплопроводность:
- твердого А1 при 80 < Т ^ 933,61 К:
Атв = 316,1878 - 20437,88/Г + 1511558,567/(Г2 - 2404)
- 0,0867 Т - 8,607 • 10-6Г2, (8.36)

242 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
- жидкого А1 при 933,61 ^ Т ^ 8000 К:
Аж = 40,7614 + 0,07298 Т - 2,2853 • 10~5Т2
+ 2,49 • 10~9Т3 - 1,027 • Ю-13!*, (8.37)
где А - в Вт/(м-К). Погрешность не более 0,6% (для твердого AI)
и 0,3-4% (для жидкого А1).
Таблица 8
Т, К
80
100
200
300
400
500
600
700
800
900
А,
.54. Теплопроводность А1
Вт/(мК)
432
302
237
237
240
236
231
225
218
210
Т, К
933,61
ТВ
933,61
ж
1000
1200
1400
1600
2000
2200
2400
2600
А,
*} (99,99%, отожженный)
Вт/(м-К)
208
90,7
93,0
99,4
105
109
114
115
115
115
Т, К
2800
3400
3800
4000
5000
6000
7000
8000
8500
8650
А,
[8.14, 8.71]
Вт/(мК)
114
109
103
99,7
81,8
61,4
39,2
15,6
3,65
критич. точка
*) при Т > 1200 К - расчетные данные
А, Вт/(м-К)
400
300
200
100
Т
Г
о
2000 4000 6000
Т,К
Рис. 8.22. Зависимость теплопроводности твердого (1) и жидкого (2) А1
от температуры: • - по данным табл. 8.54; по уравнениям (8.36) и (8.37)

8.4. Алюминий
243
Таблица 8.55. Поверхностное натяжение А1 [8.71, 8.77]
г, к
933
973
1073
1173
<т, 10"3 Н/м
0,868
0,862
0,847
0,831
Т, К
1273
2000
3000
4000
<7, 10~3 Н/М
0,816
0,687
0,545
0,411
Т, К
5000
6000
7000
а, 10"3 Н/м
0,285
0,170
0,071
Поверхностное натяжение А1 при 933 ^ Т ^ Гкр:
т т ч 1,59
а ='
(8.38)
где а - в Н/м; Г = 8650 К. Погрешность < 1% (933-2000 К), 2-6%
(3000-Гкр);
- вблизи точки плавления [8.77]:
а = 0,868 - 0,152 • 10"3(Т - Тпл ),
(8.39)
где а - в Н/м; Т и Гпл - в К. Погрешность 1,5%.
Таблица 8.56. Удельное электросопротивление А1 (99,999%) [8.14]
т, к
50
100
200
300
400
500
Луд., 10~8 Омм
0,0476
0,440
1,584
2,733
3,875
5,020
Т, К
600
700
800
900
933,61 тв
933,61 ж
Д^., 10"8 Омм
6,122
7,322
8,614
10,0
10,56
24,77
Т, К
1000
1200
1400
1600
1800
ДуД., 10~8 Омм
25,88
28,95
31,77
34,40
36,93
Таблица 8.57. Теплоемкость А1 (99,999%) [8.10, 8.14,8.71]
Г, К
100
200
298
300
400
Ср, кДж/(кг-К)
0,484
0,800
0,900
0,904
0,951
Т, К
500
600
700
800
900
Ср, кДж/(кг-К)
0,992
1,037
1,090
1,154
1,228
т, к
933,61 тв
933,61 ж
1000
3000
Ср, кДж/(кг-К)
1,256
1,177
1,177
1,177

Cv = 0,7604 + 0,4593 • 10~3 Г,
244 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
Теплоемкость А1 при 298 ^ Т ^ Тш [8.11]:
(8.40)
где Ср - в кДж/(кг-К). Погрешность не более 5%.
ог,Н/м
0,8"
0,6
0,4
0,2
0
\
\
\
ч
т
л
2000 4000 6000
Т,К
Рис. 8.23. Зависимость поверхностного натяжения А1 от температуры:
• - по данным табл.8.55; по уравнениям (8.38) и (8.39)
т, к
100
200
298,15
300
400
500
Таблица 8.58.
Я, кДж/кг
17,86
85,28
169,20
170,87
263,79
360,93
Т, К
600
700
800
900
933,61 тв
933,61 ж
Энтальпия А1
Я, кДж/кг
462,31
568,57
680,69
799,70
841,44
1238,03
[8.10]
Т, К
1000
1200
1600
2000
2500
3000
Я, кДж/кг
1316,16
1551,52
2022,24
2492,96
3081,36
3669,75
Энтальпия:
- твердого А1 при 200 ^ Т ^ 933,61 К:
Я = -58,9668 + 0,6848 Г + 0,0003 Т2,
- жидкого А1 при 933,61 ^ Г ^ 3000 К:
Н= 139,363+1,1768 Т,
где Я -
(8.41)
(8.42)
где Я - в кДж/кг. Погрешность 0,1-5% для уравнения (8.41)
и < 0,01% для уравнения (8.42).

8.4. Алюминий
245
г, к
100
200
298,15
300
400
500
Таблица
5,
кДж/(кг-К)
0,26
0,71
1,05
1,06
1,32
1,54
8.59. Энтропия А1 [8.10-8.12, 8.71]
Т, К
600
700
800
900
933,61 тв
933,61 ж
кДж/(кг-К)
1,73
1,89
2,04
2,18
2,22
2,65
Т, К
1000
1200
1600
2000
2500
3000
5,
кДж/(кг-К)
2,73
2,94
3,28
3,54
3,81
4,02
Получение. Металлический А1 получают электролизом
глинозема (АЬОз), растворенного в криолите (Na3AlF6). Чистота 99,7-
99,5%. Для получения А1 высокой чистоты (99,995-99,95%) первичный
А1 технической чистоты дополнительно электролитически рафинируют.
А1 особой чистоты (99,999%) получают зонной плавкой или
дистилляцией. Порошкообразный А1, получаемый методом распыливания
нагретым азотом, представляет собой тонкий порошок серого цвета.
Содержание активного металла в нем менее 98,5% (мае), влаги не более
0,05% (мае). Промышленный порошок А1 состоит из сферических
частиц размером 1-30 мкм и имеет удельную поверхность 0,38-0,42
м2/г. Основная масса частиц имеет размер не более 10 мкм [8.6, 8.12,
8.78, 8.88].
Перспективы применения. Химическая активность, относительная
доступность и низкая стоимость А1 делает его привлекательным
горючим. Высокая теплота образования оксида алюминия при
окислении А1 приводит к значительному увеличению тепловыделения,
вследствие чего летучие компоненты приобретают более высокую темпера-
ТУРУ> увеличивая удельный импульс топлива. Вследствие этого А1 был
и остается наиболее широко используемым горючим компонентом
ракетных топлив. На основе А1 разработан ряд твердых топлив для ракет
и снарядов [8.30, 8.41, 8.46, 8.47, 8.51, 8.53-8.55, 8.57, 8.59-8.61,
8-79-8.84, 8.291, 8.292].
Пожаро- и взрывоопасные свойства. Порошкообразный А1
огнеопасен. Если его нагреть, то он воспламеняется и горит
ослепительно белым пламенем, образуя окисел AI2O3. На воздухе А1 не само-
воспламеняется. В среде чистого Ог температура воспламенения А1
1600-2000 °С в зависимости от состояния оксидной пленки [8.85, 8.87].
Токсические свойства. А1 относится к веществам третьего класса
опасности. ПДК аэрозоля А1 в воздухе рабочей зоны 2 мг/м3, в воде
водоемов 0,5 мг/дм3.

246 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
Симптомы острого отравления мелкодисперсным аэрозолем А1:
возбуждение, нарушение дыхания и функций печени, тошнота,
расстройство пищеварения. При вдыхании пыли А1 может возникать алюминоз
легких. Пыль А1 раздражает слизистые оболочки глаз и верхних
дыхательных путей. При попадании частиц А1 в глаза могут наблюдаться
очаговые омертвления роговицы, изменение капсулы хрусталика,
помутнение стекловидного тела.
Работающие с порошкообразным А1 должны обеспечиваться
пылезащитной одеждой, защитными очками, а также средствами защиты
кожи и органов дыхания (распираторами). Мелкие травмы кожи
необходимо обрабатывать этанолом [8.33, 8.34, 8.86, 8.91].
8.5. Бориды алюминия
К боридам алюминия относятся соединения с общей формулой
А1ВХ, где 2 ^ х ^ 12. В системе В-А1, согласно диаграмме состояния,
образуются соединения АШг, А1Вю и AIB12. Диборид АШг стабилен
от комнатной температуры до 1240 К, декаборид А1Вю - в диапазоне
1991-2082 К, додекаборид AIB12 - от комнатной до 2101 К. Борид
AIB12 существует в трех модификациях: a-AlBi2, /З-АШ12 и 7~A'Bi2-
В расплаве алюминия при температурах выше 1240 К выделяются
кристаллы a-AlBi2 и 7-AIB12 с очень близкими структурами.
Образование /3-AlBi2 и А1Вю многие исследователи связывают с присутствием
углерода и относят их к тройным соединениям C2AI3B48 и C4AIB24,
7-AIB12 - с присутствием небольших количеств кремния,
редкоземельных и переходных металлов IV и VI групп [8.92-8.114, 8.255, 8.256].
Имеются также сведения о боридах AlBig [8.97] и AIB29-31 [8.100].
Порошок А1Вг имеет темно-серую окраску, А1Вю -
серо-зеленоватую, /?-AlBi2 - желто-оранжевую, a-AlBi2 - винно-красную или
красно-коричневую в зависимости от температуры синтеза, AlBis -
коричневую.
Бориды алюминия характеризуются высокими температурами
плавления, большой твердостью, малой плотностью, химической
стойкостью, полупроводниковыми свойствами. При нагревании на воздухе
бориды окисляются с образованием оксидов алюминия и бора.
Температура окисления низкобористых соединений ниже, чем высокобо-
ристых. Наиболее устойчивым является А1Вю, а наименее
устойчивым - AIB2. Бориды алюминия термически устойчивы. Разложение
АШг начинается в области 1193-1213 К, a-AlBi2 разлагается при
температуре выше 2173 К с выделением алюминия, А1Вю при
нагреве в среде гелия стабилен до 1223 К. По увеличению
устойчивости в кислотах и щелочах бориды располагаются в следующем ряду-
А1В2 < а-А1В12 « А1В18 < /}~А1В12 < А1В10 [8.97].
Данные по физическим и теплотехническим свойствам боридов
алюминия приведены в табл. 8.60-8.72 и на рис. 8.24-8.27.

Таблица 8.60. Физические и теплотехнические свойства боридов алюминия [8.6, 8.15, 8.66,
Показатель
М
gAI, %(мас.)
gB> %Ы*с.)
*пл , °С
р20, кг/м3
А27, Вт/(м-К)
ЯуД 25. ОМ-М
Д#И98.15. КДЖ/КГ
QH3). кДж/кг
Qv. кДж/дм3
Ср25, кДж/(кг-К)
Я, кДж/кг
Lo, кг возд./кг А1ВХ
А1В2
48,603
55,51
44,49
1655 (Аг) [8.95]
1975 [8.15]
957-1250 [8.94]
2840 [8.6]
27002)
-
(3,1-7,7).10"7
-1378,4
42950
121975
0,987
112,7 (410К)
6,36
А1Вю (С4А1В24)
135,091
19,97
80,03
2423 (Аг) [8.106]
2000-2100 (Не)
[8.94,8.107]
2500'>
25202)
-
2,02.10s
-
52420
132620
0,972
108,4 (405 К)
8,41
a-AlBi2
156,713
17,22
82,78
2163(Аг)[8.106]
2150 [8.108]
2070 [8.15]
25701)
25502>
3,1-4,3 [8.95]
6,3 [8.96]
592 [8.95]
0,797 [8.96]
-1282,5
53505
135905
0,982
-
8,58
/J-A1B,2 (C2A13B48)
156,713
17,22
82,78
2214 (Аг)
2550°
26102)
10,5
2,6- 103-1106
-
53505
-
0,992
105,7 (407 К)
8,58
8.95, 8.96,
Ч-А1В|2
156,713
17,22
82,78
-
-
-
-
3,85- 105
-
-
-
-
-
8,58
В. 109]
AlBie
221,579
12,18
87,82
-
2550°
25402)
-
-
-
-
-
-
-
-
^ образцы получены горячим прессованием [8.97]; 2^ образцы получены при высоком давлении [8.97];
3) в расчетах QH' B2O3 - ж, А12Оз - тв

248 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких, горючих
Таблица 8.61. Теплопроводность а-А1В*2 [8.96]
т, к
Л, Вт/(мК)
300
6,34
340
5,86
400
5,44
440
5,24
480
5,09
*) Результаты взяты из рис. 8.24(а)
Таблица 8.62. Теплопроводность /3-А1В*] [8.66, 8.95]
т, к
Л, Вт/(м-К)
70
19
100
18
200
13,8
300
10,5
400
9,2
*) Монокристаллы получены из раствора бора в расплаве алюминия.
Результаты взяты из рис. 8.24 (б)
Л, Вт/(м-К)
' 300 340 380 420 460 Т, К
Л, Вт/(м-К)
200 400 600 1000 Т, К
Рис. 8.24. Зависимость теплопроводности боридов алюминия от температуры:
а - а-А1В12 [8.96]; б - /?-AlBi2 (I), a-AlBi2 различного качества (2-4) [8.95]
Таблица 8.63. Удельное электросопротивление А1В^ [8.109]
г, к
Дуд, 10~6 Ом-см
50
5,1
100
5,3
200
6,1
250
6,7
300
7,3
350
7,9
*' Результаты взяты из рис. 8.25(а)
Механические свойства [8.95]. Твердость по Кнупу при нагрузке
1Н, ГПа: А1В2 - 9,6; А1ВЮ - 25,50-27,50; а-А1В,2 - 22,10-24,45;
/?-А1В]2 - 24,50-28,70; 7-AlB,2 - 23,4.

8.5. Бориды алюминия
249
Таблица 8.64. Удельное электросопротивление a-A!Bi2 и /3-А\В]1 [8.95]
т
Яуд.,
Ом-см
, к
a-AlBi2
/?-А1В12
100
1,910ю
4,51013
200
6,2-107
3,1-Ю10
298
6,5-105
1,7108
400
1,6-104
3,9-106
600
134
5,5-104
800
15,7
2,8-103
1000
10,5
18,5
*) Результаты взяты из рис.8.25(6). Монокристаллы получены из раствора
бора в расплаве алюминия
Удельное электросопротивление:
- a-AlBi2 при 100 ^ Т ^ 1000 К:
Igtf^ = 13,308-0,033 Г+ 2,8788- 10"5Т2 - 8,076 - 1(Г9Т3, (8.43)
- /3-А1В!2 при 100 < Т ^ 1000 К:
]gRyA = 17,885-0,0482Т + 6,2158-10-5Т2
-3,0575-10"8Т3, (8.44)
где Дуд - в Ом-см.
Да,1(Г6Ом«см
8,0
7,0
6,0
5,0
0
1014
1012
1010
108
106
104
102
10
a
m
•
50 100 150 200 250 TK
R^, Om«cm
я if
1 //
* •
я
я •
1
1 5 9 Ю00/Г,К 1
Рис. 8.25. Зависимость удельного электросопротивления боридов алюминия
от температуры: а - А1В2 [8.109]; б - a-A!Bi2 (I), j3-A\B{2 (2) [8.95]

250 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
Таблица 8.
Т, К
Дуд, Ом-см
298
79,71
65. Удельное электросопротивление
320
56,15
340
43,20
360
34,99
380
29,11
400
24,14
o-aib;
420
19,62
1 [8.96
440
16,07
1
460
14,98
ф) Результаты взяты из рисунка [8.96]. a-AlBi2 получен методом алюмо-
термического восстановления буры
Удельное электросопротивление a-AlBi2 при 298 ^ Т ^ 480 К:
ДуД = 6628,29 - 65,0547 Г 4- 0,2425 Т2
- 0,000404 Г3 + 2,5288 • 10"7 Т\ (8.45)
где Дуд - в Ом-см.
Таблица 8.66. Теплоемкость А1Вг [8.95]
т, к
298,15
410
562
ср,
кДж/(кг-
0,987
1,090
1,229
К)
Г, К
664
760
852
Ср, кДж/(кг-
1,322
1,410
1,494
К)
Т, К
985
1112
1215
Ср, кДж/(кг-
1,615
1,731
1,825
К)
Теплоемкость А1В2:
Ср = 0,9140- 10"3 Т + 0,7150,
где Ср - в кДж/(кг-К). Погрешность 0,03%.
Таблица 8.67. Теплоемкость А1Вю [8.95]
(8.46)
т, к
298,15
405
505
553
Ср, кДж/(кг-К)
0,972
1,126
1,271
1,340
Т, К
670
727
788
823
Ср, кДж/(кг-К)
1,509
1,592
1,680
1,731
Т, К
855
933
1033
1150
Ср, кДжДкг-К)
1,777
1,889
2,034
2,203
Теплоемкость А1ВШ при 298 < Т < 1150 К:
Ср = 0,1445- Ю-2 Т + 0,5
где Ср - в кДж/(кг-К). Погрешность 0,01%.
(8.47)
т, к
Ср, кДж/(кг
Таблица 8.68.
•К)
300
0,982
Теплоемкость
340
1,105
a-AlBi2
400
1,306
[8.96]
440
1,471
480
1,591
1
J

8.5. Бориды алюминия
251
Теплоемкость a-AlBi2 при 300 ^ Т ^ 480 К:
Ср = 3,243 • 10"3 Т + 0,009, (8.48)
где Ср - в кДж/(кг-К). Погрешность не более 1,6%.
Таблица 8.69. Теплоемкость /?-А1В12 [8.95]
т, к
298,15
407
537
Ср, кДж/(кг-К)
0,992
1,165
1,372
Т, К
648
743
832
Ср, кДж/(кг-К)
1,548
1,699
1,840
Т, К
973
1075
1182
Ср, кДж/(кг-К)
2,064
2,226
2,396
Теплоемкость /?-AlBi2 при 298 ^ Т ^ 1182 К:
Ср = 0,1589- 10"2 Г + 0,5182,
где Ср - в кДж/(кг-К). Погрешность не более 0,02%.
<7,кДж/(кг.К)
(8.49)
Рис. 8.26. Зависимость теплоемкости боридов алюминия от температуры:
• - по данным табл.8.66-8.69; по уравнениям (8.46-8.49)
т, к
298,15
410
562
Таблица 8.70
АН, кДж/кг
0
112,7
268,5
. Энтальпия АН = Я° -
Т, К
664
760
852
АН, кДж/кг
450,0
534,4
685,7
Я2°98 А1В2 [8.95]
Т, К
985
1112
1215
АН, кДж/кг
924
1072
1308
Энтальпия А1В2 при 310 ^ Т < 1200 К:
Щ - Я2°98 = 0,4570 • 10~3 Т2 + 0,7150Т - 253,7992, (8.50)
гДе Я - в кДж/кг. Погрешность 3% (410-1112 К) и 10% (1215 К).

252 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
Таблица 8.71. Энтальпия АН = Ят° - Я2°98 А1В10 [8.95]
т, к
298,15
405
505
553
АЯ, кДж/кг
0
108,4
224,3
303,4
Т, К
670
727
788
823
АЯ, кДж/кг
450,0
537,0
668,8
689,7
Т, К
855
933
1033
1150
АН, кДж/кг
791,5
895,5
1122,0
1349,0
Энтальпия А1В10 при 310 ^ Т ^ 1200 К:
Ят° - Я2°98 = 0,7226 • 1(Г3 Т2 + 0,5411 Г - 225,5702, (8.51)
где Я - в кДж/кг. Погрешность 0,2-3%.
Таблица 8.72. Энтальпия АЯ = Ят° - Я2°98 /?-А1В12 [8.95]
т, к
298,15
407
537
АЯ, кДж/кг
0
105,7
275,0
Т, К
648
743
832
АЯ, кДж/кг
441,9
601,6
745,9
Т, К
973
1075
1182
АЯ, кДж/кг
1053,0
1286,0
1461,0
Энтальпия /?-А1В12 при 310 ^ Т ^ 1200 К:
Щ ~ #298 = °>7945 • 10"3 Г2 + 0,5182 Т - 225,1374, (8.52)
где Я - в кДж/кг. Погрешность 11% (407 К) и 2,5% (537-1182 К).
Я?-Я2°98,кДж/кг
1200
800
400
200 600 1000 Г, К
Рис. 8.27. Зависимость энтальпии боридов алюминия от температуры:
• - по данным табл.8.70-8.72; по уравнениям (8.50-8.52)
(3-AlBi2
/
/г-
^А1В2

8.6. Магний 253
Получение. Порошкообразные бориды получают путем
восстановления оксида металла смесью бора и углерода, карбидом бора или
бором при 1500-2000 °С в вакууме. Второй способ основан на
взаимодействии металл- и борсодержащих соединений в условиях
низкотемпературной плазмы. Описано также получение боридов из элементов
методом порошковой технологии и путем алюмотермического
восстановления борного ангидрида. [8.92, 8.96, 8.100—8.103].
Перспективы применения. Бориды алюминия (А1ВХ) можно
рассматривать серьезными конкурентами бору.
Идея использования боридов алюминия в качестве компонента
ракетных топлив и горючих была выдвинута еще в конце 70-х годов.
Они обладают высокой плотностью (2500-2840 кг/м3), имеют
объемную теплоту сгорания на уровне бора (122000-140000 кДж/дм3)
и лучше горят из-за наличия в них алюминия. Использование боридов
алюминия позволяет сократить расход бора (в А1ВХ в зависимости
от величины X содержится от 45 до 88% (мае.) бора).
Предполагалось, что при сжигании А1ВЖ возможно проявление
синергетических свойств А1 и В. Это предположение в дальнейшем
получило экспериментальное подтверждение. Так, например, опыты
по сжиганию сплава А1 + В (с содержанием до « 30% (мае.) В)
на воздухе при атмосферном давлении показали, что по сравнению
с чистым бором сплав А1ВХ легко воспламеняется (в условиях опытов
чистый В не воспламеняется), сгорает с большей полнотой и
отсутствует накопление оксида алюминия на границах частиц. На основе
этих опытов можно предполагать, что при сжигании А1ВЖ двухфазные
потери в сопле будут меньше. Как показали расчеты, если принять
величину двухфазных потерь 4%, то при использовании А1ВХ можно
выиграть несколько единиц импульса.
Бориды алюминия вводятся в твердые топлива и суспензионные
горючие [8.102, 8.104, 8.105].
Токсические свойства. Бориды алюминия относятся к веществам
четвертого класса опасности; ПДК аэрозоля А1ВХ в воздухе рабочей
зоны 5 мг/м3 (расчетно-ориентировочная) [8.6].
8.6. Магний
Магний (Mg) - серебристо-белый металл, сравнительно мягкий,
пластичный, ковкий. Обладает высокой реакционной способностью.
При обычных условиях поверхность Mg защищена прочной пленкой
оксида MgO. Только при нагревании на воздухе до « 600 °С
происходит разрушение этой пленки, и Mg сгорает ослепительно белым
пламенем с образованием оксида MgO и нитрида Mg3N2.
Mg хорошо растворяет водород. При 660-700 °С взаимодействует
с азотом, образуя нитрид Mg3N2; при 500-600 °С - с серой с
образованием сульфида MgS.

254 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
С холодной водой Mg не реагирует, из кипящей воды вытесняет
водород и образует гидроксид магния. С разбавленными кислотами Mg
интенсивно взаимодействует при комнатной температуре. Mg
корродирует в кислых и нейтральных растворах. Стоек в растворах плавиковой
кислоты, едких щелочей и др. [8.2-8.18, 8.115-8.128].
Данные по физическим и теплотехническим свойствам Mg
приведены в табл. 8.73-8.86 и на рис. 8.28, 8.29.
Таблица 8.73. Физические и теплотехнические свойства магния [8.6, 8.12—
8.14,8.26]
Показатель
М
t °С
''КИП» ^
/0, КГ/М3
Рнп., Па
азоокЛО"6, К"1
М92зк, Ю"3 Пас
А20, Вт/(м-К)
^уд 20, Ю~8, ОММ
СГ65о, Н/М
а, м/с
ткр, к
Ркр, МПЭ
Величина
24,312
650
1105
1739 тв (293 К)
1590 ж (923 К)
1,93-10-15 (298,15К)
25,8
1,71
167
4,4
0,569
4800
3590
198
Показатель
ркр, кг/м3
<2н, кДж/кг
Qv, кДж/дм3
A#f298,15> КДЖ/КГ
АЯПЛ, кДж/кг
АЯИСП, кДж/кг
Д#субл, кДж/кг
Ср298,15К» КДЖ/(КГ-К)
^298,15 К» КДЖ/КГ
^298,15 К» КДЖ/(КГ-К)
Lo, кг возд./кг гор.
Величина
560
33243
57810
6075 г
368,5
5498
6120
1,024 тв
0,85 г
205,68
1,34 тв
6,11 г
2,381
Механические свойства [8.12]. Твердость по Бринеллю, НВ
и модуль нормальной упругости, Е:
*, °с
Нв, МПа
Е, ГПа
20
260
44,1
100
260
42,2
200
260
40,2
300
38,2
400
49,0
35,3
600
9,8
26,5
Модуль сдвига 17,854 ГПа; сжимаемость 2,89- 10 п Па *;
коэффициент Пуассона 0,35; относительное удлинение 8,0% (литой), 12,0%
(деформированный).

8.6. Магний
255
Таблица 8.74. Давление насыщенных паров Mg [8.11, 8.26, 8.120, 8.121]
г, к
298,15
400
500
600
700
800
Рн п, Па
1,93-Ю"15
6,9110-9
4,59-10"5
1,58-КГ2
9,44
22,17
Т, К
900
923
1000
1100
1200
1300
Рнп.> Па
242,1
358,6
1483
6288
20700
56000
Т, К
1400
1500
1600
1700
1800
1900
рнп, 105 Па
1,31
2,7
5,07
8,77
14,2
21,8
Т, К
2000
2100
2200
2300
2400
2500
рнп, 105 Па
31,8
44,7
60,6
79,9
102,5
128,8
Давление насыщенных паров над жидким Mg при температурах
923 ^ТЧ 2500 К:
lgpHn = 9,0877 - 23641,185Т"1'2,
гДе Рн.п. " в Па. Погрешность 1-9%.
Таблица 8.75. Плотность Mg [8.7, 8.26, 8.115]
(8.53)
т, к
273
323
373
473
573
673
/9, КГ/М3
1741
1730
1728
1710
1700
1688
Т, К
773
873
922 тв
923 ж
1000
1100
/9, КГ/М3
1670
1660
1642
1590
1570
1540
Т, К
1200
1300
1400
1500
1600
1700
р, кг/м3
1520
1490
1460
1440
1410
1380
Т, К
1800
1900
2000
2500
3000
3500
р, кг/м3
1360
1330
1310
1151
989
815
Плотность жидкого магния при 923 ^ Г ^ 2500 К [8.26]:
р= 1834-0,2647 Г, (8.54)
где р - в кг/м3. Погрешность 0,2-1,4%.
Таблица 8.76. Температурный коэффициент линейного расширения Mg
[8.13]
г, к
150
200
280
at, 10"6 К"1
20,2
23,1
25,7
т, к
300
400
500
at, 10"6 К"1
25,8
27,3
29,0
Т, К
600
700
800
at, 10"6 К"1
31
33
35

256 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
Температурный коэффициент линейного расширения твердого
при200<Т^800К:
at = 25,8 • 10~6 + 0,01733 • 10"6(Г - 300),
(8.55)
где at - в К"1. Погрешность 2-4%.
Таблица 8.77. Температурный коэффициент объемного расширения
твердого Mg [8.7]
т, к
/?, 10"6 К"1
300-450
81,9
450-600
82,8
600-750
93,0
750-900
118,8
Температурный коэффициент объемного расширения жидкого Mg
примерно линейно возрастает с 166,5-10~6 К"1 при температуре 650 °С
до 180,6-10~6 К"1 при температуре кипения [8.116], по данным [8.12]
0 = 380 • 10"6 К"1 (924-1073 К).
Таблица 8.78. Динамическая и кинематическая вязкость жидкого Mg [8.26]
т, к
923
1000
1100
1200
1300
1400
/х, 10~3 Пас
1,71
1,43
1,18
1,00
0,872
0,774
i/, 10"6 м2/с
1,068
0,911
0,765
0,660
0,584
0,526
Т, К
1500
1600
1700
1800
1900
2000
/х, 10~3 Пас
0,705
0,640
0,591
0,551
0,523
0,492
i/, 10"6 м2/с
0,487
0,454
0,426
0,405
0,390
0,375
Динамическая вязкость Mg при 923 < Г ^ 2000 К:
lg /i = -0,773 + 928,9/Т, (8.56)
где /х - в Па-с. Погрешность не более 0,5%.
Кинематическая вязкость Mg при 923 ^ Т ^ 2000 К:
\gu = -0,663 + 9831,23Т-14, (8.57)
где v - в м2/с. Погрешность не более 0,9%.
Таблица 8.79. Динамическая вязкость пара Mg [8.26]
т, к
900
1000
1100
1200
д, 10"7 Пас
578
625
671
717
Т, К
1300
1400
1500
1600
fi, \0~7 Пас
762
806
848
889
Т, К
1700
1800
1900
2000
/х, 10"7 Пас
930
970
1009
1047

8.6. Магний
257
ц, 10 3 Па-с; i/, 10 6 м2/с
1,6
1,2
0,8
0,4
\
\
К*
800
1200
1600 2000
, К
Рис. 8.28. Зависимость динамической и кинематической вязкости жидкого Mg
от температуры: • - по данным табл.8.78; по уравнениям (8.56) и (8.57)
Таблица 8.80. Теплопроводность Mg [8.7, 8.12, 8.73]
t,°c
-100
0
20
100
200
300
Л, Вт/(м-К)
178,9
166
167
152
140
130
t, °С
400
500
700
800
900
Л, Вт/(м-К)
120
112
99
98
98
Таблица 8.81. Теплопроводность пара Mg [8.26]
т, к
900
1000
1100
1200
Л, Вт/(м-К)
0,0741
0,0801
0,0860
0,0919
Г, К
1300
1400
1500
1600
Л, Вт/(м-К)
0.0977
0,1033
0,1087
0,1140
Т, К
1700
1800
1900
2000
Л, Вт/(мК)
0,1192
0,1243
0,1293
0,1342
Поверхностное натяжение Mg при 954 ^ Т < 3590 К:
- 563 • 1(Г3 (
3590 - Т
1.425
V 2636
гДе а - в Н/м. Погрешность расчета менее 1%.
9 В. Н. Бакулин, Н. Ф. Дубовкин, В. Н. Котова и др.
(8.58)

258 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
Таблица 8.82. Поверхностное натяжение Mg на границе с газовой фазой*
[8.115, 8,123]
т, к
954
987
996
1039
1062
<т, 10"3 Н/м
563
552
549
538
532
Г, К
1097
1111
1167
1500*>
2000
а, 10"3 Н/м
520
517
502
404
274
Г, К
2500
3000
3500
3590
а, Ю-3 Н/м
160
67
4,6
0
С 1500 К расчетные данные
а, Н/м
0,4
0,2
0 1000 2000 3000 Г, К
Рис. 8.29. Зависимость поверхностного натяжения Mg от температуры:
• - по данным табл. 8.82; по уравнению (8.58)
Таблица 8.83. Удельное электросопротивление Mg [ 8.9, 8.12, 8.14, 8.26]
\
\
\
\
т
т, к
81
95
273
293
373
#уД., 10~8 Омм
1,2
3,1
4,3
4,4
5,9
Г, К
473
573
673
923 тв
923 ж
ЯуД, 10~8 Омм
7,6
9,5
11,9
14,7
26
Т, К
973
1073
1173
1223
Д^., 10"8 Омм
25,9
25,8
25,7
25,6
Электропроводимость Mg (99%) при температуре плавления равна
3,83-106 Ом-^м"1 (жидкая фаза) и 6,80- 106 Ом^-м"1 (твердая фаза).
Погрешность « 10% [8.26].

8.6. Магний
259
г, к
100
200
298,15
300
400
500
600
Таблица
Ср, кДж/(кгК)
0,649
0,934
1,024
1,025
1,067
1,110
1,152
8.84. Теплоемкость Mg [8.26, 8.124]
Т, К
700
800
900
923 тв
923 ж
1000
1100
Ср, кДжДкг-К)
1,193
1,234
1,276
1,286
1,411
1,357
1,297
Т, К
1200
1300
1400
1500
1600
1700
2000
2300
Ср, кДж/(кг-К)
1,248
1,210
1,183
1,167
1,161
1,160
1,160
1,160
Теплоемкость:
- твердого Mg при 298,15 < Г
923 К:
Ср = 0,919 - 0,082 • 104 Т~2 + 0,378 • 1(Г3 Г + 0,023 • 10
- жидкого Mg при 923 < Т ^ 1600 К:
Ср = 2,556 - 1,743-Ю-3 Г+ 0,545-Ю-6 Т2,
где С - в кДж/(кг-К). Погрешность 0,3% (298,15 К), 3%
(2000 К).
Таблица 8.85. Энтальпия Mg [8.26]
-6Г2;
Г2; (8.59)
(8.60)
(Тпл), 5-6%
т, к
298,15
300
400
500
600
700
Я, кДж/кг
205,68
207,57
312,50
421,23
534,35
651,58
Т, К
800
900
923 тв
923 ж
1000
1100
Я, кДж/кг
772,93
898,39
928,01
1285,89
1392,43
1524,89
Т, К
1200
1300
1400
1500
1600
1700
Я, кДж/кг
1652,41
1774,50
1894,69
2011,93
2128,34
2245,99
Т, К
1800
1900
2000
2100
2200
2300
Я, кДж/кг
2361,17
2476,34
2591,53
2710,82
2826,00
2941,18
Энтальпия:
- твердого магния при 298,15 ^ Т ^ 923 К:
Н = -&&,022 +0,823 • \0гТ~1 +ОУ919Т
+ 0,189-1(Г3Т2 +7,445 1(Г9Т3; (8.61)
- жидкого при 923 ^ Т ^ 1600 К:
Я =-473,388 + 2,556 Т-0,872- 1(Г3Т2 + 181,596 • 1(Г9 Г3; (8.62)
9*

260 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
- жидкого при 1600 < Т < 2300 К:
# = 270,319+1,1617\
(8.63)
где Я - в кДж/кг. Погрешность 0,4-0,6% (298,15 К), 0,5-0,7% (Тпл),
1,5-1,7% (2000 К).
т, к
298,15
300
400
500
600
700
800
900
Таблица 8.86. Энтропия Mg
5, кДж/(кг-К)
1,344
1,351
1,652
1,895
2,101
2,281
2,443
2,591
Г, К
923 тв
923 ж
1000
1100
1200
1300
1400
1500
S, кДж/(кг-К)
2,624
3,011
3,122
3,248
3,359
3,457
3,546
3,627
[8.26]
Г, К
1600
1700
1800
1900
2000
2100
2200
2300
5, кДж/(кг-К)
3,702
3,772
3,838
3,904
3,961
4,019
4,072
4,126
Энтропия:
- твердого магния при 298,15 ^ Т
923 К:
+ 0,378 • 10"3 Т + 0,011 • 10"6 Г2, (8.64)
- жидкого при 923 ^ Т ^ 1600 К:
3 10-6Т2, (8.65)
(8.66)
жидкого при 1600 ^ Т ^ 2300 К:
S = -4,865+1,1611пГ,
где 5 - кДжДкг-К). Погрешность 0,5-0,7% (298,15 К), 0,6-1% (Тпл),
1,6-2% (2000 К).
Получение, хранение, транспортирование. Металлический
магний получают двумя способами: электролитическим и термическим.
Электролитический способ основан на электролизе расплава смеси
безводного MgCb, KC1 и NaCl при 700-720 °С. Глубокую очистку
осуществляют перегонкой в вакууме, зонной плавкой, электролитическим
рафинированием. В результате получают Mg чистотой 99,999% [8.128].
Термический способ заключается в восстановлении Mg из
магнезита и доломита [8.8].

8.7. Бориды магния 261
Mg поставляется в чушках. Чушки транспортируют в крытых
вагонах, контейнерах, автомашинах, защищенных от атмосферных осадков;
их следует хранить в закрытых вентилируемых складских помещениях.
Разработана также технология получения гранулированного Mg
[8.12].
Перспективы применения. Mg широко используется в качестве
горючего компонента в твердых ракетных топливах [8.30, 8.41, 8.47,
8 50, 8.54, 8.59, 8.60, 8.80, 8.119]. Используется также сплав Mg с А1
[8.54, 8.74, 8.84, 8.291, 8.292].
Пожароопасные свойства. Опасность может представлять Mg
в виде стружки, порошка или пыли. Тонкий порошок Mg
огнеопасен, но на воздухе не воспламеняется. Температура воспламенения Mg
623 °С. В газовой фазе горит ярким белым пламенем, развивая
температуру 2500 °С. Взаимодействие воды с горячим и расплавленным Mg
сопровождается взрывом. Mg в слитках не огнеопасен [8.2, 8.12, 8.87].
Токсические свойства. Магний относится к веществам третьего
класса опасности. ПДК Mg в воде водоемов 50 мг/дм3[8.33].
При воздействии Mg на организм человека наблюдаются назофа-
рингит, носовые кровотечения, частые насморки, выпадение волос,
потливость и синюшность рук. Дым металлического Mg может вызывать
"литейную лихорадку". Сплав Mg с А1 вызывает заболевания желудка,
сопровождающиеся болями, иногда тошнотой [8.33, 8.34].
Работающие с Mg должны обеспечиваться спецодеждой,
спецобувью и средствами индивидуальной защиты.
При попадании пыли Mg в глаза - обильно промыть их
охлажденной водой, закапать 30% раствор альбуцида. При попадании на кожу -
обильное промывание водой.
8.7. Бориды магния
В системе Mg-B описано пять боридных фаз: MgB2, MgB4, g
Mg2Bi4 и MgBi2. Сведения о составе, числе фаз и их равновесных
характеристиках весьма противоречивы [8.94, 8.263, 8.293, 8.294].
MgB2 - кристаллическое вещество от темно-коричневого до
золотисто-желтого цвета, имеет гексагональную структуру, тугоплавкое,
твердость 1260 Нв. MgB2 является сверхпроводником с температурой
сверхпроводящего перехода Тс «40 К. Устойчив на воздухе. При
нагревании до 1000-1100 °С MgB2 распадается с образованием более
богатых бором боридов, а при температуре 1100-1200 °С - с
выделением элементарного бора. В парах воды по истечении 96 ч наблюдается
увеличение массы на 15% вследствие частичного разложения борида
с образованием гидроксида магния [8.43].
MgB2 обладает высокой химической активностью. Он гидролизует-
ся водой. Бурно реагирует с кислотами (азотной, фосфорной, соляной,
серной) с выделением газообразных бороводородов В2Нб и В4Н10. Фто-

262 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
ристоводородная кислота и пероксид водорода полностью разлагают
MgB2. При гидролизе в сильно щелочной среде образуются борогид-
риды металлов.
Высшие бориды магния представляют собой кристаллические
порошки от черного (MgB4), темно-коричневого (MgB6, MgBi2)
до кирпично-красного (Mg2Bj4) цвета. MgB4 и Mg2Bn имеют
ромбическую структуру, MgB6 - тетрагональную. Структура Mg2Bi4
характеризуется ковалентными борными сетками, состоящими из
цепей борных икосаэдров Bi2.
В работе [8.293] методами термодинамического моделирования
изучена термическая стабильность боридов магния. Температура
разложения составляет, °С: 1100-1200 (MgB2), 1300-1400 (Mg2Bi4),
1700-1800 (MgBj2). MgBi2 - самый высокотемпературный из всех
боридов магния. Он устойчив при 1500°С при длительном нагревании
в вакууме. При 1700-1800 °С разлагается с выделением элементарного
бора и отгоном металлического магния. MgB4 и MgB6 являются мета-
стабильными соединениями с достаточно большим периодом времени
достижения равновесного состояния.
Высшие бориды магния весьма стойки по отношению к
разбавленной соляной кислоте. Пероксид водорода и азотная кислота разлагают
Mg2Bi4 и MgBi2 очень медленно, даже при кипячении. В
расплавленных щелочах и карбонатах они растворяются также медленно [8.43,
8.92, 8.94, 8.257-8.263, 8.288, 8.289, 8.293, 8.294].
Данные по физическим и теплотехническим свойствам боридов
магния приведены в табл.8.87-8.96.
Таблица 8.87. Физические и теплотехнические свойства боридов магния
[8.43, 8.92, 8.94, 8.258, 8.262, 8.266, 8.293]
Показатель
М
gMg, %(мас.)
gB> %(мас.)
р, кг/м3
*фазл.» ^
A#f298.15> КДЖ/КГ
СР298,15К> КДЖ/(КГ-К)
#298,15 К» КДЖ/КГ
#298.15 К» КДЖ/(КГ-К)
MgB2
45,927
52,92
47,08
26301}
2480-26702)
1100-1200
1212,5
1,04
147,872
0,783
MgB4
67,549
35,98
64,02
24701}
24952)
-
1090,9
1,04
141,043
0,769
MgB6
89,171
27,26
72,74
24502)
-
1051,8
1,05
157,001
0,761
Mg2Bi4
199,964
24,31
75,69
26101}
25902)
1300-1400
-
1,06
157,528
0,737
MgB12
154,037
15,78
84,22
24402)
1700-1800
935,1
0,984
122,05
0,582
рентгеновская; 2' пикнометрическая [8.92, 8.94]

8.7. Бориды магния
263
Таблица 8.88. Теплоемкость MgB2 [8.258]
г, к
25
50
100
Ср, кДж/(кг-
0,003
0,031
0,243
К)
Г, К
150
200
250
Ср, кДж/(кг
0,512
0,748
0,941
К)
Т, К
270
298,15
300
Ср,
кДж/(кг-К)
1,002
1,040
1,041
Таблица 8.89. Энтальпия MgB2 [8.258]
г, к
25
50
100
Я, кДж/кг
0,011
0,346
6,634
Т, К
150
200
250
Я, кДж/кг
25,375
56,893
99,645
Г, К
270
298,15
300
Я, кДж/кг
118,919
147,872
149,877
Г, К
25
50
100
Таблица 8.90
5, кДж/(кг-К)
0,0009
0,009
0,088
Т, К
150
200
250
. Энтропия MgB2
5, кДжДкг-К)
0,237
0,418
0,605
[8.258]
Т, К
270
298,15
300
5, кДж/(кг-К)
0,681
0,783
0,789
Таблица 8.91. Теплоемкость MgB4 [8.258]
т, к
25
50
100
Ср, кДжДкг-К)
0,007
0,061
0,255
Т, К
150
200
250
Ср, кДжДкг-К)
0,464
0,686
0,880
Т, К
270
298,15
300
Ср, кДж/(кг-К)
0,951
1,042
1,048
Г, К
25
50
100
Таблица 8.92.
Я, кДж/кг
0,057
0,803
8,494
Т, К
150
200
250
Энтальпия MgB^
Я, кДж/кг
26,412
55,304
94,550
{ [8.258]
Г, К
270
298,15
300
Я, кДж/кг
112,828
141,043
142,848
Таблица 8.93. Энтропия MgB4 [8.258]
т, к
25
50
100
S, кДж/(кг-
0,003
0,021
0,119
К)
Т, К
150
200
250
5, кДж/(кг
0,262
0,425
0,600
•К)
Т, К
270
298,15
300
кДж/(кг
0,671
0,769
0,776
К)

264 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
Таблица 8.94. Теплоемкость MgBi2 [8.262]
т, к
50
100
150
200
250
273,13
Ср, кДж/(кг-К)
0,022
0,130
0,328
0,571
0,792
0,881
Т, К
298,15
300
400
500
600
700
Ср, кДж/(кг-К)
0,984
0,991
1,424
1,623
1,753
1,850
Т, К
800
1000
1200
1400
1600
1800
Ср, кДж/(кг-К)
1,928
2,051
2,162
2,259
2,351
2,447
Теплоемкость MgBJ2 при 300 ^ Т < 1800 К:
Ср= 1,688 + 0,435- 10"3Т-701,13- 102 Г"2,
где Ср - в кДж/(кг-К). Погрешность 1-5%.
Таблица 8.95. Энтальпия MgB!2 [8.262]
(8.67)
т, к
50
100
150
200
250
273,13
Я, кДж/кг
2,467
4,018
15,061
37,718
72,320
93,030
Т, К
298,15
300
400
500
600
700
Я, кДж/кг
122,048
123,672
244,746
399,255
567,396
749,820
Т, К
800
1000
1200
1400
1600
1800
Я, кДж/кг
936,139
1334,744
1756,072
2198,822
2660,400
3141,453
Энтальпия MgBi2 при 250 ^ Т ^ 1800 К:
Н = -307,9+ 1, 4
, (8.68)
где Н - в кДж/кг. Погрешность 11% (250-400 К) и 1-6%
(500-1800 К).
Энтропия MgBi2 при 50 ^ Т ^ 1800 К:
- 105T"2,
(8.69)
где 5 - в кДж/(кг-К). Погрешность 0,2-3%.
Получение. Наиболее распространенный способ получения бори-
дов магния - это синтез из элементов при высоких температурах
(800-1300 °С).
MgB2 получают в основном в поликристаллическом состоянии
твердофазным синтезом из элементов, варьируя составами шихты
и режимами термообработки. Описаны также и другие методы: восста-

8.8. Цирконий
265
т, к
50
100
150
200
250
273,13
Таблица 8.96
5, кДжДкг-К)
0,0074
0,049
0,141
0,268
0,423
0,490
Т, К
298,15
300
400
500
600
700
Энтропия MgBi2
5, кДж/(кг-К)
0,582
0,589
0,963
1,304
1,614
1,905
[8.262]
Г, К
800
1000
1200
1400
1600
1800
S, кДж/(кг-К)
2,146
2,600
2,971
3,306
3,621
3,904
новление В2О3 металлическим магнием, восстановление MgO бором
или карбидом бора, импульсный плазменный синтез [8.261, 8.264,
8.267-8.269].
Токсические свойства. MgB2 оказывает общетоксическое действие,
а также умеренное цитотоксическое и фиброгенное действие пылевых
частиц, задерживающихся в легких. Слабо раздражает кожу. ПДК
в воздухе рабочей зоны 1 мг/м3. Класс опасности 3 [8.33, 8. 267,
8.270].
8.8. Цирконий
Цирконий (Zr) - твердый, блестящий, серебристый металл
светлосерого цвета в монолитном состоянии и темно-серого в
порошкообразном. Zr существует в двух кристаллических модификациях: a-Zr
(до 860°С) и /J-Zr (свыше 862 °С).
При обычных температурах Zr инертен к атмосферным газам.
Высокая стойкость к окислению обусловлена образованием оксидной
или оксидно-нитридной пленки, защитные свойства которой
сохраняются до 500-600 °С. При температуре выше 600-700 °С Zr активно
взаимодействует с кислородом и азотом, образуя оксид и нитрид; при
200-400 °С - с галогенами с образованием тетрагалогенидов, при
комнатной температуре - со фтором. При 300-1000 °С быстро адсорбирует
водород с образованием гидридов. Взаимодействует с парами воды:
выше 800 °С образует оксиды, ниже 800 °С - оксиды и нитриды.
Растворяется только в плавиковой и кипящей серной кислотах.
Zr обладает высокой коррозионной стойкостью в агрессивных
средах [8.1-8.19, 8.129-8.137].
Данные по физическим и теплотехническим свойствам Zr
приведены в табл. 8.97-8.106 и на рис. 8.30 и 8.31.
Механические свойства [8.12]. Модуль нормальной упругости 96-
99 ГПа; сжимаемость 1,1210~10 Па"1; коэффициент Пуассона 0,33-
0,35.

266 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
Твердость Нв по Виккерсу йодидного Zr (99,99%):
Нв, МПа
20
903
200
540
600
235
950
98
980
39
1020
24,5
Таблица 8.97. Физические и теплотехнические свойства Zr [8.7, 8.10, 8.12,
8.14]
Показатель
М
''КИП» ^
Рим. 1852» Па
р20, кг/м3
а, К"1
0, К"1
Mi852> Па-с
А27, Вт/(м-К)
Яудзо, Ом-м
ткр, к
Величина
91,224
1852 ±10
4330
1,676-10"6
6490-6530 (a-Zr)
6400 (/?-Zr)
5800 ж.(1852°С)
5,8-10"6
17,7- 10"6
8,0-10"3
16,9
1,4
42, МО"8
16250
Показатель
ркр, МПа
ркр, кг/м3
QH» кДж/кг
Qv» кДж/дм3
^^298,15» КДЖ/КГ
ДЯпл, кДж/кг
АЯИСП, кДж/кг
ДЯсубл., кДж/кг
Ср298,15К> КДЖ/(КГ-К)
^298,15 К» КДЖ/КГ
^298,15 К» КДЖ/(КГ-К)
Lo, кг возд./кг Zr
Величина
752
1800
11848
77130
6674 (25 °С) г
220
6380 (4330 °С)
6586
0,289 тв
0,367 (2123 К) ж
60,5
0,427 тв
1,99 ж
1,525
Таблица 8.98. Давление насыщенных паров Zr [8.12]
т, к
Рн.п.. Па
1700
6,57-10"4
1900
5,31-10"2
2100
1,86
2300
32,73
2500
359,7
Давление насыщенных паров Zr при 1700 < Т < 2500 К:
1прн п = 35,26 - 71083,07/Г - 3,7774 • 10"4 Г, (8.70)
где рнп - в Па. Погрешность 14% (1700 К), 7% (1900 К) и 3% (2100-
2500 К).

8.8. Цирконий
267
Таблица 8.99. Плотность Zr (99,99%) [8.7]
г, к
100
123
223
293
373
473
573
р, кг/м3
6550
6540
6530
6510
6490
6470
6450
Г, К
673
773
873
973
1073
1173
1273
р, кг/м3
6430
6420
6400
6370
6360
6340
6320
Т, К
1373
1473
1573
1673
1773
1873
р, кг/м3
6300
6280
6260
6240
6220
6200
Плотность Zr при 100 < Т < 1900 К:
/9 = 6560,87-0,190^
где р - в кг/м3. Погрешность 0,1-1,7%.
(8.71)
Таблица 8.100. Температурный коэффициент линейного расширения
монокристалла Zr [8.12]
т, к
а±,10"6 К"1
ан,10-6 К"1
и
293
4,82
7,05
373
5,1
7,76
473
5,51
8,62
573
5,79
9,92
773
6,12
12,65
973
6,13
14,69
1123
5,71
15,67
Таблица 8.101. Температурный коэффициент линейного расширения йодид-
HoroZr (99,8%) [8.12]
т, к
а, 10"6 К"1
373
4,9
473
5,53
573
5,76
673
5,85
773
5,92
873
5,97
973
6,00
Таблица 8.102. Теплопроводность Zr [8.14]
т, к
300
400
500
600
700
Л, Вт/(мК)
16,9
21,9
21,4
21,1
21,4
Т, К
800
900
1000
1136 а
1200
Л, Вт/(м-К)
22,1
22,7
22,9
23,6
27,0
Т, К
1400
1600
1800
2000
2133 ж
Л, Вт/(мК)
30,0
34,0
36,0
38
«42

268 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
Таблица 8.103. Удельное электросопротивление Zr*} (99,9%) [8.14]
т, к
100
200
300
400
500
600
700
#уД, 10~8 Омм
9,78
26,33
43,3
60,3
76,6
91,7
104,5
Г, К
800
900
1000
1136 а
1136/3
1200
ЯуД., 10~8 Омм
115,3
123,6
129,4
133,4
110,8
112,8
Т, К
1400
1600
1800
2000
2133 тв
2133 ж
ЯуД, 10~8 Омм
117,3
121,5
125,4
129,3
131,1
141,3
*) Данные скорректированы на тепловое расширение образца
Ryd, 10~8 Ом-м
120
80
40
/
/
iJ--
Г
Zr
0 500 1000 1500 Т,К
Рис. 8.30. Зависимость удельного электросопротивления a-Zr и f3-Zr от
температуры (по данным табл. 8.103)
т, к
298,15
400
500
600
700
800
Таблица 8.104. Теплоемкость
Ср, кДж/(кг-К)
0,289
0,295
0,308
0,321
0,333
0,344
Т, К
900
1000
1136 а
1136/3
1200
1400
Ср> кДж/(крК)
0,356
0,367
0,383
0,312
0,314
0,325
Zr [8.14]
Т, К
1600
1800
2000
2133 тв
2133 ж
2200
Ср, кДжДкг-К)
0,341
0,360
0,381
0,392
0,467
0,467

8.8. Цирконий
269
Теплоемкость Zr при 298 ^ Т ^ 1136 К [8.11]:
Ср = 0,298 + 0,0652 • 10"3 Т - 0,0376 • I
где Ср - в кДж/(кг-К). Погрешность 2-5 %.
(8.72)
Г,кДж/(кг.К)
0,44
0,4
0,36
0,32
°'28О 500 1000 1500 т,К
Рис. 8.31. Зависимость теплоемкости Zr от температуры (по данным
табл. 8.104)
a-Zr
/
А
| У
ТсНЗ
/
/
т
г
т, к
100
200
298,15
400
500
600
700
800
Таблица 8.105. Энтальпия Zr
Ну кДж/кг
9,72
33,82
60,50
89,80
120,02
151,53
184,25
218,12
Т, К
900
1000
1140 а
1140/?
1200
1400
1600
1800
Я, кДж/кг
253,15
289,29
341,77
384,20
402,96
466,71
533,24
606,64
[8.10]
Т, К
2000
2133 тв
2133 ж
2200
2400
2600
2800
3000
Я, кДж/кг
677,33
728,92
879,10
910,38
1003,78
1097,18
1190,57
1283,97
Получение. Цирконий получают металлотермическим
восстановлением (фторцирконата калия K2ZrF6 натрием или калием, фтори-
Да циркония ZrF4 кальцием, четыреххлористого циркония магнием
и натрием) и электролизом расплавленных сред. Порошкообразный
Zr получают восстановлением фторцирконата калия натрием и ZrO2
кальцием или его гидридом.
Zr высокой чистоты получают термической диссоциацией паров йо-
Дида циркония, Zr повышенной чистоты - электронно-лучевой плавкой

270 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
[8.12]. Порошкообразный Zr поставляется в полиэтиленовых мешках
массой до 3 кг, которые помещают в металлические банки.
т, к
100
200
298,15
400
500
600
700
800
Таблица 8.106. Энтропия Zr
5, кДж/(кг-К)
0,055
0,319
0,427
0,512
0,579
0,636
0,687
0,733
Т, К
900
1000
1140
1140 а
1200/?
1400
1600
1800
S, кДж/(кг-К)
0,773
0,811
0,860
0,898
0,914
0,963
1,007
1,048
[8.10]
Г, К
2000
2133 тв
2133 ж
2200
2400
2600
2800
3000
5, кДж/(кг-К)
1,087
1,112
1,183
1,197
1,238
1,275
1,310
1,342
Перспективы применения. Zr используется в качестве
горючего компонента в твердых ракетных топливах (в количестве 15-20%)
[8.41,8.60, 8.80, 8.119, 8.134-8.137, 8.291]. Добавка Zr повышает
плотность топлива, но уменьшает удельную тягу [8.2]. Предложен
твердотопливный заряд для ПВРД регулируемой тяги. В качестве присадки,
повышающей скорость регрессионного горения, в заряд добавляется
5-60% карбида циркония (ZrC).
Пожароопасные свойства. Zr в виде стружки и порошка обладает
пироформными свойствами, при обычной температуре может
воспламеняться на воздухе. Циркониевый порошок имеет довольно низкую
температуру воспламенения от 75 до 300 °С в зависимости от размера
частиц и чистоты. Он может воспламеняться под действием тепла,
статического электричества или трения, поэтому обычно его хранят
в виде влажной пасты [8.2]. Циркониевая пыль с размером частиц
менее 10 мкм способна взрываться на воздухе.
Токсические свойства. Zr относится к веществам третьего класса
опасности. ПДК порошкообразного Zr в воздухе рабочей зоны 6 мг/м3
[8.33].
У рабочих циркониевого производства отмечались жалобы на боли
в области сердца, слабость, головные боли. Наблюдались
хронические заболевания верхних дыхательных путей, снижение гемоглобина
в крови.
8.9. Гафний
Чистый компактный гафний (Hf) - серебристо-серый блестящий
тугоплавкий, пластичный металл, порошкообразный Hf - темно-серый,
почти черный.

8.9. Гафний
271
При температурах до 1740±35°С имеет плотно упакованную
гексагональную структуру (а-модификация), которая при более
высокой температуре переходит в объемно-центрированную кубическую
(/^-модификацию) [8.138-8.141].
Химическая активность Hf несколько ниже, чем циркония. В целом
же по химическим свойствам Hf очень сходен с цирконием.
Металлический Hf легко поглощает газы. При 350-400 °С
поглощает водород с образованием гидрида ШНг. На воздухе покрывается
пленкой НЮг. При нагревании реагирует с галогенами с образованием
соединений типа HfX4. При высоких температурах Hf взаимодействует
с азотом и углеродом, образуя тугоплавкие соединения: нитрид HfN
и карбид HfC. Взаимодействие с водяным паром начинается выше
375 °С, при этом образуется диоксид и гидрид Hf.
Hf устойчив к коррозии благодаря оксидной пленке, не
взаимодействует с кислотами (за исключением HF) и щелочами [8.1-8.19,
8.138-8.145].
Данные по физическим и теплотехническим свойствам Hf
приведены в табл. 8.107-8.116 и на рис. 8.32.
Таблица 8.107. Физические и теплотехнические свойства Hf [8.6, 8.10, 8.12,
8.14]
Показатель
М
^кип» v-
р27, кг/м3
Рн.п.» Па
а27,\0-6К~1
А27, Вт/(мК)
^2500 К» Н/М
#уд27, Ю~8 ОМ-СМ
QH, кДж/кг
Величина
178,49
2230 ±15
5225
13150
12000 ж. (*пл.)
9,23- Ю-2 (*пл)
6,59
23,3
1,46
34,03
6364
Показатель
Qw, кДж/дм3
Д#пл. 298,15 К. КДЖ/КГ
АЯИСП, кДж/кг
Д^субл. 298.15 К> КДЖ/КГ
A#f298,15> КДЖ/КГ
Ср298.15К> КДЖ/(КГ-К)
#298,15 К» КДЖ/КГ
•$298,15 К» КДЖ/(КГ-К)
Lo, кг возд./кг Hf
Величина
83305
122
3703,3 (5200 °С)
3470
3472 г
0,144 тв
0,116 г
32,75
0,24
0,579
Механические свойства [8.12]. Твердость по Виккерсу 1800-
2000 МПа (20 °С; модуль нормальной упругости 140 ГПА; модуль
сдвига 31,0 ГПа; сжимаемость 0,864- 10-13Па"1(27оС); коэффициент
Пуассона 0,33-0,37.

272 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
Таблица 8.108. Давление насыщенных паров НГ} [8.12, 8.33]
Г, К
1800
2000
2200
2400
Рн.п, Па
1.54.10-6
9,02-10"5
2,52-10~3
3,80-10"2
Г, К
Т
2ПЛ
2600
2800
2993
Рн.п.. Па
9,23-10"2
3.6510-1
2,7
13,33
Т, К
3313
3743
4273
4673
Рн.п.. Па
133,32
1333,2
13332
53328
*> С 2993 К- данные [8.33]
Давление насыщенных паров Hf при 1800 ^ Т ^ 4673 К:
lgpH п = 10,84 - 43568,22 Г"105, (8.73)
гДе Рн.п. - в Па- Погрешность 3-8% (1800-3313 К) и 0,5% (> 3313 К).
Таблица 8.109. Плотность Hf [8.14]
г, к
300
400
500
600
700
р, кг/м3
13150
13120
13100
13070
13050
Т, К
800
900
1000
1200
1400
р, кг/м3
13020
13000
12970
12900
~12800
т, к
1600
1800
2000
р, кг/м3
-12700
-12600
-12500
Плотность Hf при 300 ^ Т ^ 2000 К:
р= 13181,95 -0,0972Г-0,000124Г2, (8.74)
где р - в кг/м3. Погрешность не более 0,1%.
Таблица 8.110. Теплопроводность поликристаллического Hf [8.14]
Г, К
300
400
500
600
700
800
Л, ВтДм-К)
23,3
22,2
21,8
21,7
21,6
21,5
Т, К
900
1000
1200
1400
1600
1800
Л, Вт/(мК)
21,5
21,6
22,9
25,1
27,9
30,0
Г, К
2000
2016 а
2016/?
2200
2400
2506
Л, Вт/(м-К)
32
32
33
34
36
36

8.9. Гафний
273
Таблица 8.111. Теплопроводность Hf, содержащего 1,5% Zr [8.12]
г, к
373
525
825
Л, Вт/(м-К)
22,2
21,2
20,5
Г, К
1200
1400
1600
Л, Вт/(мК)
22,5
24,0
25,6
Т, К
1800
2000
Л, Вт/(м-К)
27,2
28,8
Таблица 8.112. Температурный коэффициент линейного расширения Hf
[8.12]
Г, К
300
473
673
at, 10"6 К"1
6,59
6,98
7,42
Т, К
873
1073
1273
at, 1<Г6 К"1
7,85
8,29
8,72
Т, К
1473
1673
1873
at, 10"6 К"1
9,15
9,57
9,98
Таблица 8.113. Удельное электросопротивление^ Hf
Г, К
100
200
300
400
500
600
700
ЯуД, 10~6 Ом-см
9,12
21,02
34,03
48,11
63,18
78,67
93,53
Т, К
800
900
1000
1200
1400
1600
1800
Дуд., 10~6 Ом-см
107,3
119,0
128,9
146,4
159,3
166,3
168,8
Г, К
2000
2016 а
2016/3
2200
2400
2506
(99,9%) [8.14]
#уД, 10~6 Ом-см
169,0
169,0
157,5
157,6
158,1
158,1
*) Значения RyA скорректированы на тепловое расширение
Таблица 8.114. Теплоемкость Hf [8.10, 8.14]
т, к
100
200
298,15
400
500
600
700
Ср, кДж/(кг-К)
0,115
0,137
0,144
0,148
0,151
0,156
0,160
Г, К
800
900
1000
1200
1400
1600
1800
Ср, кДж/(кг-К)
0,165
0,169
0,174
0,183
0,192
0,202
0,211
Т, К
2000
2016 а
2016/?
2200
2400
2506 тв
2506 ж
Ср, кДж/(кг-К)
0,220
0,221
0,186
0,191
0,202
0,211
0,246
Теплоемкость Hf при 200 ^ Т < 2016 К [8.15]:
Ср = 0,1315+ 4,2697-Ю-5 Т,
где С„ - в кДж/(кг-К). Погрешность 0,5-2%.
(8.75)

274 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
Таблица 8.115. Энтальпия Hf [8.10]
т, к
100
200
298,15
400
500
600
700
800
Я, кДж/кг
6,04
18,94
32,75
47,57
62,51
77,87
93,67
109,63
Т, К
900
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2016 а
Я, кДж/кг
126,63
143,80
179,51
217,07
256,48
297,75
340,87
344,40
Т, К
2016/3
2200
2400
2506 тв
2506 ж
2600
2800
3000
Я, кДж/кг
374,65
409,26
448,44
470,31
615,98
639,15
688,45
737,76
Энтальпия:
- твердого Hf при 100 ^ Т ^ 2016 К:
Я = -7,302 +0,128 Т + 2,305 • 10"5Т2, (8.76)
- при 2016 ^Г^ 2506К:
Я = -20,7 +0,196 Т, (8.77)
- жидкого Hf при 2506 ^ Т ^ 3000 К:
Я = -1,7946 + 0,2465 Т, (8.78)
где Я - в кДж/кг. Погрешность 1,5-5% (100-200 К), < 0,5% (298,15-
3000 К).
Я, кДж/кг
600
400
200
О 1000 2000 т,К
Рис. 8.32. Зависимость энтальпии Hf от температуры: • - по данным
табл. 8.115; по уравнениям (8.76-8.78)
у
(3-
У
а->3 | пл

8.9. Гафний
275
т, к
100
200
298,15
400
500
600
700
800
Таблица 8.116. Энтропия Hf
S, кДж/(кг-К)
0,099
0,188
0,244
0,287
0,320
0,348
0,372
0,394
Т, К
900
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2016 а
S, кДж/(кг-К)
,0,414
0,432
0,464
0,493
0,520
0,544
0,567
0,568
[8.10]
Т, К
2016/?
2200
2400
2506 тв
2506 ж
2600
2800
3000
5, кДж/(кг-К)
0,583
0,600
0,617
0,626
0,684
0,693
0,711
0,728
Получение, хранение, транспортирование. Промышленное
получение Hf в основном осуществляют магниетермическим методом
путем восстановления четыреххлористого гафния (HfCU) магнием.
Перспективным является электролиз гексафторгафната калия (КгШРб)
в хлоридно-фторидном электролите с получением металлического
порошка. По ГОСТ 22517-77 выпускают также йодидный Hf. Хранят
в упаковке изготовителя в крытых складских помещениях при
отсутствии паров кислот и щелочей. Транспортируют железнодорожным
транспортом в крытых вагонах.
Сухой порошкообразный Hf лучше всего хранить небольшими
партиями.
Перспективы применения. Используется в производстве порохов,
взрывчатых веществ и твердых ракетных топлив [8.142, 8.291].
Характеризуется высокой плотностью. Согласно [8.3], конечная скорость
ракеты может быть увеличена путем использования топлив высокой
плотности в начале запуска и комбинации высокоэнергетических
топлив в конце.
Пожаро- и взрывоопасные свойства. Порошкообразный и
губчатый Hf пирофорны. Порошок Hf воспламеняется на воздухе от трения
и ударов, горит с большой скоростью, развивая высокую температуру.
Смесь Hf с воздухом взрывоопасна. Порошок с размером частиц менее
15-20 мкм может самовоспламеняться на воздухе. Источники
воспламенения - тепло, пламя, искры, трение - должны быть исключены.
Влажные порошки Hf горят со взрывом; наиболее опасна влажность
5-10%. В сильно увлажненном состоянии (не менее 15-20% НгО)
порошки Hf могут храниться не воспламеняясь [8.138].
Токсические свойства. При работе с Hf основными
неблагоприятными факторами являются пыль и летучие, образующиеся в
результате разложения соединений Hf. Наблюдается некроз слизистой
бронхов с отеком легких, слабая воспалительная реакция кожи. ПДК
Hf в воздухе рабочей зоны 0,5 мг/м3 [8.34].

276 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
Для защиты органов дыхания необходимо использовать
респираторы, для защиты глаз - защитные очки, для защиты кожи - спецодежду,
спецобувь, перчатки.
8.10. Торий
Торий (Th) - радиоактивный металл серебристо-белого цвета,
пластичный, имеет две модификации: низкотемпературную (a-Th) и
высокотемпературную (/?-Th). Температура полиморфного превращения
1327-1357 °С. Природный Th состоит в основном из долгоживущего
изотопа 232Th. Период полураспада 1,39 • 1010 лет.
Порошкообразный Th на воздухе окисляется, покрываясь защитной
оксидной пленкой. Компактный Th при температуре до 230 °С
окисляется медленно, выше 400 °С окисление идет быстрее. Th
взаимодействует с большинством элементов (Н2, O2, N2,C, S, галогены и др.).
При температуре выше 473 К Th реагирует с водородом, образуя
гидриды ТЬНг, ThH и др., при нагревании в азоте выше 730-830 °С образует
нитриды, с парами серы при 727-766 °С - сульфиды. С фтором Th
реагирует при комнатной температуре.
При нагревании Th в воде при 100 °С образуется прочная
защитная пленка оксида. При температурах 177-200 °С эта пленка легко
отслаивается. При комнатной температуре Th медленно
растворяется в концентрированных серной и соляной кислотах, быстро при
нагревании в разбавленных кислотах. Растворы едких щелочей на Th
не действуют [8.3, 8.7-8.18, 8.73, 8.146-8.153].
Данные по физическим и теплотехническим свойствам Th
приведены в табл.8.117-8.129 и на рис. 8.33.
Таблица 8.117. Физические и теплотехнические свойства Th [8.7, 8.10, 8.12,
8.13]
Показатель
М
''КИП» V-
р27» КГ/М3
а27, Ю-6 К"1
А20, Вт/(м-К)
#уд27,Ю-8 ОМ-М
<т, Н/м
АНПЛ, кДж/кг
Д#исп, кДж/кг
Величина
232,038
1750
4200
11604 тв
10500 ж (1964 К)
11,2
35,6 '
13,0
1.05(1™)
82,7
2202 (*кип)
Показатель
Д#субл 298,15Ю КДЖ/КГ
<2н> кДж/кг
Qv> кДж/дм3
A#f298.15> КДЖ/КГ
Ср298.15К> КДЖ/(КГ-К)
#298,15 К» КДЖ/КГ
^298,15 К» КДЖ/(КГ-К)
Величина
2482,8
5276
59455
2578,5 г
0,113 тв
0,09 г
27,366 тв
32,838 г
0,223 тв
0,819 г

8.10. Торий
277
Механические свойства [8.12]. Механические свойства Th зависят
от способа его производства и чистоты.
Твердость по Виккерсу йодидного Th, переплавленного в дуговой
печи после холодной деформации и обжига, составляет 320-420 МПа;
кальциетермического Th 650-1100 МПа. Модуль нормальной
упругости йодидного Th, ГПа: 70,3 (20 К), 60,0 (300 К), 49,0 (500 К); модуль
сдвига 27,7-32,5 ГПа; коэффициент Пуассона 0,27-0,3; сжимаемость
1,64- Ю-11 Па"1.
Таблица 8.118. Давление насыщенных паров Th [8.12,8.33]
Г, К
1706
1813
1935
2075
Рн.п.. Па
1,333-10"6
1,333-10"5
1,333-1<Г4
1,333-1(Г3
т, к
2453
2693
2983
3343
Рн.п., Па
0,1333
1,333
13,33
133,32
Т, К
3798
4403
4863
Рн.п, Па
1333,2
13332
53328
Давление насыщенных паров:
- над твердым Th при 1706 ^ Т ^ 2000 К:
lgpHn = 9,897 - 48457,1Т"1'079,
- над жидким Th при 2400 < Т ^ 4400 К:
lgpH п = 10,674 - 22419,67Г"0'97,
где рнп - в Па. Погрешность не более 5%.
Таблица 8.119. Плотность йодидного Th [8.7]
(8.79)
(8.80)
т, к
100
200
300
400
/о, кг/м3
11617
11608
11604
11592
Т, К
500
700
900
1100
р, кг/м3
11584
11568
11552
11536
Т, К
1300
1500
1700
1900
р, кг/м3
11520
11504
11488
11473
Плотность йодидного Th при 100 < Т < 1900 К:
р= 11625,07-0,0807 Г,
где р - в кг/м3. Погрешность не более 0,01%.
Теплоемкость твердого Th при 298 < Г < 1500 К:
Ср = 0,09145+ 5,01-Ю-5 Г,
где Ср - в кДж/(кг-К). Погрешность 1-5%.
(8.81)
(8.82)

278 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
Таблица 8.120. Теплоемкость твердого и жидкого Th [8.10]
т, к
100
200
298,15
400
500
600
700
ср,
кДж/(кг-К)
0,098
0,109
0,113
0,117
0,120
0,124
0,128
Т, К
800
900
1000
1200
1400
1600
1650а
ср.
кДж/(кг-К)
0,132
0,136
0,140
0,147
0,155
0,163
0,165
Т, К
1650/?
1800
2000
2023 тв
2023 ж
2100
ср,
кДж/(кг-К)
0,153
0,160
0,171
0,172
0,198
0,198
Таблица 8.121. Теплоемкость газообразного Th [8.10]
г, к
100
298,15
400
500
600
700
Ср, кДж/(кг-К)
0,0895
0,0896
0,0898
0,0909
0,0932
0,0971
Г, К
800
1000
1200
1400
1600
1800
Ср, кДж/(кг-К)
0,102
0,115
0,129
0,141
0,152
0,160
Г, К
2000
2200
2400
2600
2800
3000
Ср, кДж/(кг-К)
0,167
0,172
0,177
0,180
0,184
0,187
Таблица 8.122. Температурный коэффициент линейного расширения Th
(99,9%) [8.13]
т, к
100
150
200
260
at, 10"6 К"1
9,0
9,9
10,3
10,8
Т, К
300
350
400
500
at, 10~6 К"1
11,2
11,8
12,3
13,1
Г, К
600
700
800
850
at, 10"6 К"1
13,7
14,3
14,8
15,0
Таблица 8.123. Температурный коэффициент линейного расширения йодид-
ного Th [8.7]
т, к
200
300
400
500
ab 10"6 К"1
10,0
11,1
12,1
13,1
Т, К
600
700
900
1100
at, Ю-6 К"1
14,2
15,2
17,3
19,4
Т, К
1300
1500
1700
1900
at, 10"6 К"1
21,6
23,7
25,8
28,0

8.10. Торий
279
Таблица 8.124. Теплопроводность йодидного Th [8.7]
г, к
100
200
300
400
Л, Вт/(мК)
40,4
38,0
35,6
33,3
Т, К
500
600
700
900
Л, Вт/(мК)
31,0
28,6
26,2
21,7
Т, К
1100
1300
1500
1700
Л, Вт/(мК)
16,8
12,0
7,5
2,8
Таблица 8.125. Удельное электросопротивление йодидного Th [8.7]
г, к
200
300
400
500
ЯуД., 10~8 Омм
11,0
13,0
15,0
16,8
Т, К
600
700
900
1100
Луд., 10"8 Омм
18,8
20,7
22,6
28,4
Т, К
1300
1500
1700
1900
Луд., 10"8 Омм
32,2
36,0
40,0
43,6
Т, К
100
200
298,15
400
500
600
700
800
Таблица 8.126. Энтальпия твердого и
Н, кДж/кг
6,003
16,463
27,366
39,067
50,923
63,162
75,776
88,779
Т, К
900
1000
1200
1400
1600
1650а
1650/?
1800
Я, кДж/кг
102,160
115,929
144,614
174,842
206,613
214,797
229,880
253,355
жидкого Th [8.10]
Т, К
2000
2023 тв
2023 ж
2200
2400
2600
2800
3000
Я, кДж/кг
286,457
290,396
349,873
384,958
424,611
464,256
503,904
543,553
Энтальпия:
- твердого a-Th при 100 ^ Г ^ 1650 К:
Я =-4,4215 + 0,101Т+1,928 10-5Т2,
(8.83)
(8.84)
- /З-Тп при 1650 < Т < 2023 К:
Я = -39,1+0,163Т,
- жидкого Th при 2023 < Т < 3000 К:
Я = -51,17 +0,198Т, (8.85)
где Я - в кДж/кг. Погрешность 2% (100 К), < 0,5% (298-3000 К).

280 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
Я, кДж/кг
400
200
0 1000 2000
a-Th,
P-Th,
*
/
/
г, к
Рис. 8.33. Зависимость энтальпии Th от температуры: • - по данным
табл. 8.126; по уравнениям (8.83-8.85)
Таблица 8.127. Энтальпия газообразного Th [8.10]
т, к
100
200
298,15
400
500
600
700
Я, кДж/кг
8,960
17,915
32,838
35,843
44,864
54,060
63,567
Т, К
800
900
1000
1200
1400
1600
1800
Я, кДж/кг
73,535
84,081
95,277
119,726
146,786
176,118
207,315
Т, К
2000
2200
2400
2600
2800
3000
Я, кДж/кг
240,008
273,912
308,807
344,530
380,981
418,078
Получение. Основной промышленный источник Th - морские и
континентальные монацитовые россыпи. Промышленное значение имеют
два способа разложения таких концентратов: сульфатизация и
обработка раствором щелочи.
К металлотермическим методам получения Th относятся
восстановление ТЬОг кальцием и восстановление ТЬСЦ магнием или
кальцием. Проводят также электролиз расплавленных солей хлоридов тория
и натрия. Для получения Th особо высокой чистоты используют метод
термической диссоциации йодида тория [8.12].
Перспективы применения. Основное применение Th нашел
в качестве ядерного горючего, так как под действием нейтронного
облучения природный торий 232Th практически весь превращается
в изотоп урана 233U. Потенциальные преимущества применения
ядерной энергии в ракетных двигателях заключаются в
чрезвычайно высокой энергоемкости ядерного топлива, вследствие чего

8.10. Торий
281
Таблица 8.128. Энтропия твердого и жидкого Th [8.10]
г, к
100
200
298,15
400
500
600
700
800
5, кДж/(кг-К)
0,107
0,179
0,223
0,257
0,283
0,306
0,325
0,343
Т, К
900
1000
1200
1400
1600
1650 а
1650 /5
1800
5, кДжДкгК)
0,358
0,373
0,399
0,422
0,444
0,448
0,458
0,471
Т, К
2000
2023 тв
2023 ж
2200
2400
2600
2800
3000
5, кДж/(кг-К)
0,489
0,491
0,520
0,537
0,554
0,570
0,584
0,598
Таблица 8.129. Энтропия газообразного Th [8.10]
т, к
100
200
298,15
400
500
600
700
5, кДж/(кг-К)
0,721
0,783
0,819
0,845
0,865
0,882
0,897
Т, К
800
900
1000
1200
1400
1600
1800
5, кДж/(кг-К)
0,910
0,923
0,934
0,957
0,977
0,997
1,015
Т, К
2000
2200
2400
2600
2800
3000
5, кДж/(кг-К)
1,033
1,049
1,064
1,078
1,092
1,105
продолжительность и дальность полета ракеты возрастет во много
раз по сравнению с химическим топливом. Однако возникает ряд
сложных научно-технических проблем, связанных с безопасностью
эксплуатации, созданием биологической защиты и др.
Пожароопасные свойства. Порошкообразный Th пирофорен
на воздухе и в кислороде. Однако компактный Th при температуре
до 230 °С окисляется медленно, покрываясь при этом защитной
пленкой оксида.
Токсические свойства. Биологический эффект Th обусловлен
ионизирующим излучением и химической токсичностью. Th - токсичен,
относится к первому классу опасности. ПДК Th в воздухе
рабочей зоны 0,05 мг/м3. При промышленном применении Th возможно
как внутреннее облучение за счет поступающих с вдыхаемым воздухом
аэрозолей, попадания частиц в организм через желудочно-кишечный
тракт, так и внешнее облучение за счет 7- и /3-излучений [8.33, 8.34]
При работе с Th необходимо соблюдать правила радиационной
и химической безопасности.

282 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
8.11. Углерод
Углерод (С) имеет две кристаллические модификации:
гексагональную в виде графита и кубическую в виде алмаза, а также аморфную
модификацию (кокс, сажа, технический углерод, угли и др.).
Графит - серовато-черного цвета со слабым металлическим
блеском, диамагнитен, кислотоупорен, характеризуется пластичностью,
мягкостью, термической и химической стойкостью, высокой
электропроводимостью. На воздухе при температурах 500-600 °С начинается
окисление компактного графита.
Теплофизические и механические свойства графита в значительной
степени зависят от величины, формы и взаимного расположения
кристаллов, а следовательно, от технологии изготовления.
Технический углерод (ТУ) - высокодисперсный порошок бархатно-
черного цвета, состоит из серповидных частиц углерода размером
менее 1 мкм, содержит незначительное количество адсорбированных
газообразных углеводородов, влаги, неорганических компонентов.
Технический углерод совместим со многими конструкционными
и полимерными уплотнительными материалами. Наличие технического
углерода в жидких углеводородных горючих не повышает их
коррозионную агрессивность к конструкционным материалам и
гальваническим покрытиям.
Углерод, независимо от модификации, обладает малой химической
активностью. Он не растворяется в обычных растворителях, устойчив
к действию концентрированных кислот и щелочей. При комнатной
температуре химически инертен. При высоких температурах соединяется
с водородом, серой, бором, азотом, фтором и др. элементами.
Растворяется в расплавленных металлах. При взаимодействии с кислородом
углерод образует оксиды СО и СОг-
Химическая активность разных форм углерода убывает по ряду:
аморфный углерод, графит, алмаз. Из-за более развитой поверхности
аморфный углерод по сравнению с графитом обладает большей
адсорбционной и каталитической активностью. Физические свойства
аморфного углерода зависят от степени его упорядоченности и
дисперсности. Плотность, теплоемкость, теплопроводность, электропроводимость
аморфного углерода ниже, чем у графита [8.3, 8.6-8.13, 8.15, 8.17,
8.18, 8.154-8.181, 8.278].
Данные по физическим и теплотехническим свойствам углерода
приведены в табл. 8.130-8.144 и на рис. 8.34-8.36.
Механические свойства [8.12]. Графит обладает незначительной
твердостью. По шкале Мооса твердость равна 1. Временное
сопротивление при растяжении пористого графита 0,34-0,69 МПа, электродного
графита 3,43-17,2 МПа. Временное сопротивление сжатию
реакторного графита при 20 °С составляет 20,6-34,3 МПа. Сжимаемость 3,24 х
х Ю-11 ПаЧ

8.11. Углерод 283
-Таблица 8.130. Физические и теплотехнические свойства углерода [8.6, 8.7,
8.9, 8.12, 8.161, 8.164]
Показатель
М
^кип» ^
^возг » ^
Рнп 2000 К» Па
р20, кг/м3
а||250, Ю-6 К"1
Д», Ю-6 К"1
А±зоо. Вт/(м-К)
ЯуД20, Ю"6 Омм
ткр, к
ркр, МПа
ркр, КГ/М3
Величина
12,011
«4000
«4200
3700
3,5710"5
2266!)
22532)
27,5
22,9
281
13,75
6810
222,2
640
Показатель
Д#пл., кДж/кг
АЯИСП., кДж/кг
QH. кДж/кг
Qv» кДж/дм3
АЯсубл, кДж/кг
Ср298.15К> КДЖ/(КГ-К)
^298,15 К» КДЖ/КГ
^298,15 К» КДЖ/(КГ-К)
Lo, кг возд./кг С
Класс опасности (ТУ)
Величина
0,29
8743
59187 (298,15 К)
6978 (4765-6000 К)
32783
73763
59700 (298,15 К)
17446-23028
(3000-4765 К)
0,71
87,4
0,48
11,48
4
^ рентгеновская плотность; 2^ пикнометрическая плотность.
Давление насыщенных паров углерода при 1700 ^ Г ^ 3000 К:
lgpHn = 14,727-61894,867Т"1063, (8.86)
где рнп - в Па. Погрешность не более 3%.
Таблица 8.131. Давление насыщенных паров углерода [8.11, 8.12]
т, к
1700
1800
1900
Рнп., Па
89,6-10-10
19,52-10"8
30.2110-7
Т, К
2000
2200
2400
Рнп., Па
35,7M0"6
25,02-10"4
83,43-10"3
Т, К
2600
2800
3000
Рнп, Па
1,638
20,9
185,4

284 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
Таблица 8.132. Плотность углерода [8.7]
Материал
Природный графит
Искусственный графит
Прессованный графит
Технический углерод
Пиролитический углерод
Ацетиленовая сажа
р, кг/м3
2250-2260
2020-2200
1500-1960
1800-1900
2070-2200
2040
Таблица 8.133. Плотность прессованного графита*^ [8.7]
т, к
300
373
473
573
673
773
873
973
1073
1173
1273
1373
1473
1573
1673
р, кг/м3
1500
1492
1480
1470
1462
1445
1423
1410
1398
1378
1362
1340
1318
1300
1280
1700
1695
1677
1660
1645
1630
1612
1600
1585
1565
1545
1520
1492
1465
1432
1800
1795
1775
1760
1745
1725
1712
1690
1680
1660
1635
1610
1581
1550
1522
1900
1895
1874
1855
1837
1820
1802
1790
1772
1750
1721
1700
1668
1635
1600
*) Образцы графита различной плотности
Таблица 8.134. Температурный коэффициент линейного расширения
пиролитического графита [8.11,8.12]
т, к
30
50
100
140
180
а, 10"6, К"1
II
3,8
8,7
17,6
21,5
24,1
1
0,9
5,0
10,7
12,8
13,3
Т, К
220
270
523
773
1023
а, 10"6, К"1
II
25,8
27,2
27,5
28,0
28,4
1
13,2
12,7
-
-
-
Т, К
1273
1773
2273
2773
Q||, 10 6 К 1
28,9
29,5
30,5
31,5

8.11. Углерод
285
а,
30
20
10
/V-
,—
-
1000
2
j
4
6
—
2000
a
Г, К
1000
2000 Т,К
Рис. 8.34. Зависимость температурного коэффициента линейного расширения
углеродных материалов от температуры [8.279]: 1 - отожженный пирографит;
2 - пирографит марки УПВ-1Т; 3-6 - графиты ГТМ, МПГ-6, ПГ-50, СУ-2500.
Параллельно (а) и перпендикулярно (б) кристаллографической оси
Таблица 8.135. Теплопроводность реакторного графита плотностью
1700 кг/м3 [8.7,8.180,8.181]
Г, К
200
300
400
500
600
700
800
900
А||, Вт/(м-К)
190
170
150
120
110
100
80
70
Л±, Вт/(м-К)
145
130
115
100
88
75
65
57
Т, К
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
Лц, Вт/(м-К)
67
61
58
56
54
53
52
51
А_ь Вт/(мК)
54
51
49
47
45
43
41
40
Теплопроводность графита при 200 < Г < 1700 К:
= -119,14 + 1,684 • 105/Т- 3,398 ■ 107/Т2
+ 2,453 • 109/Г3 + 4,9 • Ю-2 Т, (8.87)

286 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
Х± = -84,9+ 1,305 • 105/Т - 2,772 • 107/Г2
+ 2,108 • 109/Т3 + 3,5 • 10"2 Г, (8.88)
где А - в Вт/(м-К). Погрешность не более 6%.
Л, Вт/(м-К)
0 400 800 1200 1600 j; К
Рис. 8.35. Зависимость теплопроводности реакторного графита от температуры:
• - по данным табл. 8.135; по уравнениям (8.87) и (8.88)
Таблица 8.136. Теплопроводность графита плотностью 2170 кг/м3 [8.11,
8.12]
Лц, Вт/(м-К)
А±, Вт/(мК)
300
1,56
281,0
500
1,41
251,0
1000
1,255
198,1
1500
1,215
188,5
1600
1,255
199,0
Таблица 8.137. Удельное электросопротивление чистого графита [8.9]
и °с
ЯуД, 10~6 Омм
0
8
500
8,3
1000
8,7
2000
10
2500
И
Таблица 8.138. Удельное электросопротивление графита плотностью
1720 кг/м3 [8.7]
t, °c
20
200
400
Д^., 10~6 Омм
16,0
13,7
12,8
t, °C
600
1000
1500
Луд., 10"6 Омм
12,6
12,4
13,0
t, °C
2000
2500
3000
Дуд., 10"6 Омм
13,6
14,8
15,0

8.11. Углерод
287
Таблица 8.139. Удельная электропроводимость графита [8.11, 8.12]
т, к
X, Ю6, (0мм)"1
293
0,077
873
0,104
2773
0,067
Таблица 8.140. Теплоемкость графита [8.7, 8.162, 8.164]
г, к
200
298,15
400
500
600
Ср, кДж/(кг-К)
0,41
0,71
1,01
1,23
1,39
Г, К
800
1000
1200
1400
1600
Ср, кДж/(кг-К)
1,63
1,79
1,90
1,98
2,04
Т, К
1800
2000
2400
2800
3000
Ср, кДж/(кг-К)
2,07
2,09
2,11
2,22
2,32
Л, Вт/(м-К)
400 600 800 1000 1200 t, °C
Л, Вт/(м-К)
60
40
20
•
It W
б
400
800
1200
Рис. 8.36. Зависимость теплопроводности пористых (а) и плотных графитов
[8.158]. Марки графита: 1 - ПЭ-60, 2 - ПЭ-25, 3 - ПЭ-15, 4 - ПЭ-40 (а);
1 - РВ, 2 - Н(б)
Теплоемкость графита при 298 ^ Т ^ 2300 К:
Ср= 1,3468 + 0,4389 • 1(Г3Т - 0,7118 • 105Т"2,
где Ср - в кДж/(кг-К). Погрешность 4-6%.
(8.89)

288 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
Таблица 8.141. Теплоемкость ацетиленовой сажи (99,6% С) [8.153]
т, к
Ср, кДжДкрК)
80
0,104
100
0,150
150
0,286
200
0,419
250
0,568
273
0,629
300
0,715
Таблица 8.142. Теплоемкость пиролитического углерода,
полученного осаждением из газовой фазы при 1273 К [8.153]
т, к
Ср, кДж/(кг-К)
80
0,105
100
0,149
150
0,301
200
0,438
250
0,593
300
0,750
Таблица 8.143. Энтальпия графита [8.161]
т, к
200
298,15
300
400
500
600
Я, кДж/кг
32,22
87,42
88,8
176,6
249,9
417,8
Т, К
700
800
900
1000
1100
1200
Я, кДж/кг
574,8
726,1
899,6
1072,3
1291,2
1440,3
Т, К
1300
1400
1500
2000
2500
3000
Я, кДж/кг
1636,8
1828,2
2028,7
3055,8
4105,0
5207,7
Энтальпия графита при 200 < Г ^ 3000 К:
Я = 49,96 - 0,5784 Т + 2,734 • 10"3 Г2 - 1,498 • 1(Г6 Т3
+ 4,129-10-10Г4-4,412-1(Г14Т5, (8.90)
где Я - в кДж/кг. Погрешность не более 4%.
Таблица 8.144. Энтропия графита [8.12, 8.161]
т, к
200
298,15
400
500
600
700
5, кДж/(кг-К)
0,26
0,48
0,73
0,97
1,21
1,44
Т, К
800
900
1000
1100
1200
1300
S, кДж/(кг-К)
1,65
1,86
2,04
2,22
2,37
2,53
Т, К
1400
1500
2000
2500
3000
5, кДж/(кг-К)
2,67
2,82
3,41
3,88
4,32
Получение, хранение, транспортирование. Производство
графита регламентируется ГОСТ 17022-81, который распространяется

8.12. Фуллерен 289
на природный порошкообразный графит. Согласно этому ГОСТ,
производится 21 марка графита. Природный графит получают
обогащением графитовых руд. Для производства искусственного
графита используют в основном нефтяной кокс в качестве наполнителя
и каменноугольный пек в качестве связующего.
Технический углерод является продуктом термоокислительного
или термического разложения углеводородов в газовой фазе.
Производство технического углерода относится к крупнотоннажному. В
промышленных условиях выпускается 10 марок технического углерода
(ГОСТ 7885-86).
Гарантийный срок хранения графита и технического углерода всех
марок - 12 месяцев со дня изготовления. Графит и технический углерод
упаковываются в мешки, транспортируются всеми видами транспорта
в крытых транспортных средствах, хранятся в закрытом помещении,
исключающем возможность увлажнения и загрязнения.
Перспективы применения. Углерод вводится в твердые
ракетные топлива и суспензионные горючие [8.4, 8.41, 8.135, 8.171-
8.179]. Для их создания чаще всего применяется технический углерод.
Он производится в массовом масштабе, имеет низкую стоимость,
продукты сгорания не содержат конденсированных продуктов.
Разработаны [8.3, 8.20, 8.171, 8.174] топлива, в состав которых
входит уголь, сажа.
Пожароопасные свойства. Графит при нагревании на воздухе
воспламеняется при температуре 600-700 °С. Технический углерод может
загораться (без пламени) от открытых источников огня. Температура
самовозгорания технического углерода - свыше 250 °С. При загорании
его следует тушить паром или инертным газом.
Токсические свойства. Предельно допустимая концентрация пыли
технического углерода в воздухе рабочей зоны производственных
помещений 4 мг/м3, класс опасности 4 (содержание 1,2-бенз(а)пирена
35/
Высокое содержание частиц углерода в воздухе ведет к
заболеваниям верхних дыхательных путей и легких. Действие на глаза
проявляется развитием конъюнктивита и раздражением роговицы, на кожу -
появлением красноты, гнойничковых заболеваний, дерматита. При работе
необходимо пользоваться специальной одеждой и обувью и, для
предохранения органов дыхания, индивидуальными противопылевыми
защитными устройствами типа ШБ-1 "Лепесток" [8.33].
8.12. Фуллерен
Фуллерен представляет собой замкнутые молекулы (Сбо> С70, C76,
Cg4 и др.), в которых все атомы углерода находятся на
сферической или сфероидальной поверхности. В этих молекулах атомы
углерода расположены в вершинах правильных шестиугольников и пяти-
Ю В. Н. Бакулин, Н.Ф. Дубовкин, В. Н. Котова и др.

290 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
угольников, связи между атомами углерода напряженные. Наиболее
распространенной среди фуллеренов является молекула Сбо, которая
характеризуется высокой симметрией и, как следствие, наибольшей
стабильностью, имеет форму усеченного икосаэдра (рис. 8.37).
Рис. 8.37. Молекула Сад, состоящая из 20 шестиугольников и 12
пятиугольников, образующих усеченный икосаэдр
Фуллерен Сбо - кристаллы от желтого или оранжево-красного
до коричневого и черного цвета, легко сублимируются, имеют высокую
плотность (1670 кг/м3), большую емкость по водороду. Сбо
практически не растворим в полярных растворителях и хорошо растворяется
в ароматических углеводородах и их производных, среди которых
первое место занимают производные нафталина.
Кристаллы и пленки фуллерена Сбо обладают полупроводниковыми
свойствами, а легирование их атомами щелочных металлов
приводит к появлению металлической проводимости и даже возникновению
сверхпроводимости. При температуре 19-ЗЗК кристаллы фуллерена
становятся сверхпроводящими.
Сбо стабилен на воздухе при комнатной температуре. Интенсивное
окисление с образованием СО и СОг наблюдается при повышенных
(> 500 К) температурах. В бескислородной среде Сбо сохраняет
стабильность до 1700 К [8.182], по данным [8.183-8.185] - до 2000 К.
Ceo —► С58 + Сг, Сбв/Сбо < 1% при 1970 К. Разрушение молекул Сбо
в газовой фазе начинается при 2650 К [8.186, 8.187].
Фуллерен Сбо гидрируется с образованием гидридов состава СбоНп
(п = 4,18,32,36, в том числе в смесях 36-50, 42-44) [8.189, 8.190].
При определенных условиях внутренняя полость фуллерена может
быть заполнена атомами металлов (А1, В, Mg и др.) [8.182-8.254,
8.280-8.282, 8.291].
К числу перспективных направлений, связанных с созданием
высокоплотных и высокоэнергетических углеводородных горючих,
необходимо отнести исследования в области химии углеводородных
кластеров - фуллеренов и их производных.
Наибольший интерес и практическую ценность представляют
продукты циклопропанирования фуллерена Сбо с помощью диазометана

8.12. Фуллерен
291
CHN
22
Катализатор
)„
п= 1-30
с получением частично и полностью циклопропанированных фуллере-
нов.
Весьма перспективны металлоорганические производные Сбо-фулле-
рена, содержащие алюминоциклопропановые фрагменты или гидриды
А1и В.
C12A1R
МН3(М2Н6)
—*п
n = 3-6
М = А1, В
Методы получения циклопропановых и металлизированных
производных фуллерена, содержащие Сбо, разработаны учеными Института
нефтехимии и катализа РАН. Они отличаются высокой плотностью
(> 1300-1500 кг/м3), имеют твердое агрегатное состояние и
представляют интерес для создания суспензионных и твердых горючих
или могут быть использованы для компаундирования жидких горючих.
Механические свойства [8.185, 8.217]. Для фуллерита*),
приготовленного при давлении 12,5 ГПа, плотностью 2500-2800 кг/м3: модуль
упругости Юнга 300-400 ГПа; твердость по Виккерсу 20-30 ГПа;
предел текучести 10-15 ГПа; изотермический модуль сжатия
кристаллического фуллерита 1800 МПа.
Адиабатическая сжимаемость поликристаллического фуллерита
[8.218]:
т, к
АдПа"1
80
9,1
100
9,4
150
9,9
200
10,8
250
11,7
290
13,7
*) Фуллериты представляют собой конденсированные фазы
связанных молекул фуллеренов, взаимодействующих между собой
посредством слабых ван-дер-ваальсовых сил

292 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
Данные по физическим
дены в табл. 8.145-8.160 и
и теплотехническим свойствам Сбо
привена рис. 8.37-8.43.
Таблица 8.145. Физические и теплотехнические свойства Сбо [8.186, 8.218
8.224]
Показатель
М
^пл.» К
^кип.» К
р25, кг/м3
Рнп 750 к» Па
017. К"1
а17, м/с
ткр, к
ркр, МПа
ркр, кг/м3
Величина
720,66
1729
1820
1670
0,12
5,76 • 10"5
1850
3100
5,414
500
0,30
Показатель
Хго. (Ом-см)"1
<2н> кДж/кг
A#f°298.15> КДЖ/КГ
Д#субл 20» КДЖ/КГ
Ср298,15 К» КДЖ/(КГ-К)
#298.15. КДЖ/КГ
525, кДж/(кг-К)
^Величина
6,3- 10~10 (пленка)
36017 ±17
3255,4 тв
3510,7 г
254,9
0,729
100,63 тв
79,45 г
0,593 тв
0,743 г
Таблица
Т, К
Рн.п, Па
i 8.146.
730
0,055
Давление насыщенных паров Ceo
750
0,12
800
0,69
850
3,28
900
12,91
[8.186]
950
44,2
990
108,6
Давление насыщенных паров Сбо при 730 < Т < 990 К:
lgpHn. = 11,3-9169,3/Г,
где рНП - в Па. Погрешность < 1%.
(8.91)
Таблица 8.147. Рентгеновская плотность особо чистого фуллерита
[8.218]
т, к
30
50
60
70
80
90
100
ПО
120
р, кг/м3
1728,5
1727,9
1727,7
1726,9
1725,9
1724,7
1722,9
1722,8
1722,4
Т, К
130
140
150
160
170
180
190
200
210
р, кг/м3
1722,1
1721,6
1721,0
1720,3
1719,5
1718,6
1717,6
1716,4
1715,2
Т, К
220
230
240
250
255
265
270
280
290
р, кг/м3
1713,8
1712,3
1710,7
1708,9
1707,9
1688,1
1687,7
1686,8
1685,8

8.12. Фуллерен
293
Плотность Сбо:
- при 30 ^Т^ 90К:
р = 1728,5+1,67-10"4T2-7,08- 10"6Т3,
- при 100^Т
р= 1723,21+8,7- 10"3Т-1,06- 10"6Т3,
- при 260^ Т ^ 290 К:
р= 1670,42 + 0,212T-5,4810"4T2,
где р - в кг/м3. Погрешность 0,01%.
р, кг/м3
1720
1710
1700
1690
1680
\
1
о
100
200
Г, К
(8.92)
(8.93)
(8.94)
Рис. 8.38. Зависимость плотности особо чистого фуллерита Сбо от
температуры: Тд - температура окончания формирования стеклоподобного состояния;
То - температура начала формирования стеклоподобного состояния; Тс -
температура фазового перехода
Таблица 8.148. Температурный коэффициент линейного расширения Сбо
[8.224]
т, к
261,4
300
400
600
а, 10"5 К"1
1,090
1,106
1,151
1,256
Т, К
800
1000
1200
1400
а, Ю-5 К"1
1,394
1,581
1,852
2,296
Т, К
1600
1800
1900
а, 10"5 К"1
3,220
8,729
12,713*}
*)
Расчетная величина

294 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
а, 10~5 К"1
50
100
200
250 Г, К
Рис. 8.39. Зависимость температурного коэффициента линейного расширения
чистого фуллерита Ceo от температуры: • - данные рентгеновских измерений
[8.218]; — - данные дилатометрических измерений [8.230]; ••• - данные
нейтроннографических исследований [8.231]
Таблица
Т, К
0,10"5 К"1
8.149
50
2,16
. Температурный коэффициент объемного расширения
особо чистого фуллерита С6о [8.218]
70
3,69
80
5,10
100
1,05
150
3,45
200
6,84
250
10,50
270
4,65
280
5,22
290
5,76
Таблица 8.150. Скорость
Т, К
оц, м/с
а±, м/с
50
3020
1450
100
2980
1430
звука в особо чистом фуллерите Сбо
150
2900
1390
200
2780
1330
250
2680
1290
270
2550
1220
[8.218]
290
2500
1200
Таблица 8.151. Скорость звука в fcc-фазе Сб0^ [8.224]
т, к
261,4
300
400
600
а, м/с
_L
3674,1
3644,2
3567,4
3414,4
II
2619,9
2599,3
2545,2
2432,5
Т, К
800
1000
1200
1400
а, м/с
_L
3258,4
3095,1
2918,0
2715,6
II
2310,5
2173,3
2011,8
1808,2
Т, К
1600
1800
1900**>
а, м/с
JL
2460,3
2007,0
1887,7
II
1515,5
839,2
685,8
*) Высокотемпературная модификация фуллерита Сбо, **^ расчетная
величина

8.12. Фуллерен
295
Л, Вт/(м.К)
л
4
о
о
о
Z
1
1
О 50 100 150 200?; К
Рис. 8.40. Зависимость теплопроводности кристалла фуллерена Сво от
температуры [8.222]
X, (Ом-см)
-1
10
-5
10
10"
-7
10
-11
о (А)
х (В)
D (С)
.(D)
(а)
(Ь)
(с)
(d)
^—,
—■—,
Ea,eV
0,55
0,22
0,22
0,20
—^^
—^ь.
"(В) (С)
"•(А)
2,4
2,8
1000/Г, К
-1
Рис. 8.41. Зависимость электропроводности пленки Сбо от температуры.
Кривые А и С сняты при увеличении температуры и отвечают 1-му и 3-му
измерениям. Кривые В и D относятся ко 2-му и 4-му измерениям и сняты
при понижении температуры после отжига при 200 °С в течение 2 и 6 ч
соответственно [8.233]
Таблица 8.152. Изохорная теплоемкость Ceo
при различных температурах [8.218]
т, к
Cv, кДж/(кг-К)
50
0,065
100
0,117
150
0,242
200
0,411
250
1,030
270
0,622
280
0,649
290
0,676

296 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
Таблица 8.153. Изобарная теплоемкость кристаллического Сб^ [8.186]
т, к
50
100
150
200
250
260,7
298,15
300
350
400
Ср, кДж/(кг-К)
0,069
0,134
0,257
0,420
0,587
0,620
0,729
0,734
0,879
1,000
Т, К
450
500
550
600
650
700
750
800
850
860
Ср, кДж/(кг-К)
1,112
1,218
1,315
1,400
1,474
1,536
1,592
1,637
1,679
1,690
Т, К
900
950
1000
1200
1400
1600
1800
1900
Ср, кДж/(кг-К)
1,715
1,747
1,776
1,833
1,826
1,946
2,033
2,088
•> при 1200 < Г < 1900 К [8.224]
Теплоемкость Сад:
-при20(КТ< 1200 К:
Ср = -0,46 + 5 • 10~3 Т - 3,578 • 10~6 Г2
+ 8,972 10-юТ3 + 1922/ Г2 - 59447,5/ Т3, (8.95)
-при 1400 <Г< 1900 К:
Ср = 0,6177+ 1,122- Ю-3Г- 1,85- Ю-7Т2, (8.96)
где Ср - в кДж/(кг-К). Погрешность 3-6% (200-1200 К), < 0,5%
(1400-1900 К).
Таблица 8.154. Изобарная теплоемкость Сбо в состоянии
при давлении 101325 Па [8.186]
Т, К
0
50
100
150
200
273,15
298,15
300
Ср, кДж/(кг-К)
0
0,048
0,100
0,222
0,377
0,614
0,692
0,697
Т, К
400
500
600
700
800
860
900
1000
Ср) кДж/(кг-К)
0,980
1,208
1,382
1,514
1,614
1,662
1,691
1,750
Т, К
1200
1500
1750
2000
3000
4000
5000
идеального газа
Cpi кДж/(кг-К)
1,833
1,907
1,944
1,969
2,021
2,055
2,087

8.12. Фуллерен
297
кДж/(кг>К)
У
Ф Т
<г С
/
0
•
1
X
-У
-2
-3
-4
2,0
1,5
1,0
0,5
i/м
0 400 800 1200 1600 г, К
Рис. 8.42. Зависимость изохорной теплоемкости С6о от температуры [8.218]
Су, кДж/(кг-К)
0,9-
200
Г, К
Рис. 8.43. Зависимость изобарной теплоемкости фуллерена Сбо от
температуры: 1 - данные дифференциальной сканирующей калориметрии; 2 - данные
адиабатической калориметрии; 3 - расчет [8.186]; 4 - [8.224]
Таблица 8.155. Энтальпия газообразного Сбо
при давлении 101325 Па [8.186, 8.220]
т, к
298,15
400
500
600
700
800
900
Я, кДж/кг
79,45
160,70
267,50
394,61
536,24
690,07
854,34
Т, К
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
Я, кДж/кг
1023,26
1378,51
1748,16
2223,12
2511,78
3001,55
3297,02
Т, К
2400
2600
2800
3000
3200
3300
Я, кДж/кг
3793,34
4192,14
4492,84
4894,54
5297,40
5499,41

298 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
Таблица 8.156. Энтальпия кристаллического Сед [8.186]
50
100
150
200
250
260,7
298,15
300
350
2,200
6,902
16,485
33,359
58,558
73,362
100,63
101,99
142,52
400
450
500
550
600
650
700
750
800
189,55
242,28
300,56
363,98
431,97
503,85
579,06
657,32
738,08
850
860
900
950
1000
1200
1600
1800
2000
820,92
837,85
905,85
992,44
1080,55
1589,49
2158,28
2545,75
2937,67
Энтальпия кристаллического Сбо при 260 ^ Т < 2000 К:
Я = -17,934-1,125-10-3ТЧ-1,488-10-3Т2-3,8 10-7Т3, (8.97)
где - Я в кДж/кг. Погрешность 1-4%.
Таблица 8.157.
при
Г, К
0
50
100
150
200
273,15
298,15
300
Я, кДж/кг
0
2,317
5,689
13,550
28,474
64,738
81,089
82,341
Энтальпия Сбо в состоянии идеального газа
давлении 101325 Па [8.186]
Т, К
400
500
600
700
800
860
900
1000
Я, кДж/кг
166,681
276,552
406,377
551,522
208,240
806,586
873,574
1045,708
Т, К
1200
1500
1750
2000
3000
4000
5000
Я, кДж/кг
1404,712
1966,739
2448,485
2937,585
4936,308
6974,162
9046,568
Совместимость с материалами. Углерод в фуллереновой форме
по совместимости с конструкционными и уплотнительными
материалами обладает такими же свойствами, что и технический углерод.
Получение. Методы получения граммовых количеств фуллеренов
основаны на дуговом разряде с графитовыми электродами,
лазерном испарении графита, сжигании в пламени углеводородного сырья
с последующей экстракцией растворителями и разделением
колоночной или жидкостной хроматографией. Перспективным является также
синтез фуллеренов в горячей плазме [8.192, 8.197-8.207, 8.253, 8.254].

8.12. Фуллерен
299
Таблица 8.158. Энтропия кристаллического фуллерена Cj^ [8.186]
Г, К
50
100
150
200
250
260,7
298,15
300
350
5, кДж/(кг-К)
0,091
0,153
0,229
0,325
0,437
0,502
0,593
0,597
0,722
Т, К
400
450
500
550
600
650
700
750
800
S, кДж/(кг-К)
0,847
0,971
1,094
1,215
1,333
1,449
1,560
1,668
1,772
Т, К
850
860
900
950
1000
1200
1600
1800
2000
5, кДж/(кгК)
1,872
1,891
1,969
2,063
2,154
2,616
3,157
3,385
3,592
При 1200-2000 К [8.219]
Таблица 8.159. Энтропия газообразного
при давлении 101325 Па [8.186, 8.220]
Г, К
298,15
400
500
600
700
800
900
5, кДжДкг-К)
0,743
0,976
1,214
1,444
1,663
1,868
2,060
Г, К
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
5, кДж/(кг-К)
2,239
2,563
2,847
3,100
3,327
3,533
3,721
Г, К
2400
2600
2800
3000
3200
3300
5, кДжДкг-К)
3,893
4,053
4,201
4,340
4,470
4,532
Т, К
0
50
100
150
200
273,15
298,15
300
Таблица 8.160.
при
5, кДж/(кг-К)
0
0,353
0,398
0,460
0,545
0,698
0,755
0,759
Энтропия Сбо в состоянии идеального газа
давлении 101325 Па [8.186]
Т, К
400
500
600
700
800
860
900
1000
5, кДжДкг-К)
1,000
1,244
1,480
1,704
1,913
2,031
2,107
2,289
Т, К
1200
1500
1750
2000
3000
4000
5000
5, кДж/(кг-К)
2,616
3,033
3,330
3,592
4,401
4,987
5,450

300 Гл. 8. Металлы и неметаллы - компоненты энергоемких горючих
В качестве сырья для получения фуллеренов могут быть
использованы минерал шунгит, тяжелые остатки рафинированных масел
[8.193, 8.201, 8.208-8.211]. Проанализированы перспективы развития
промышленных методов производства фуллеренов [8.212-8.214].
Разработана установка для получения фуллеренов [8.209, 8.215].
Перспективы применения. Фуллерен и его производные (гидриды,
металлосодержащие и др.), обладающие высокой плотностью и
энергоемкостью, весьма перспективны в качестве компонентов ракетных
топлив. Разработаны [8.216] твердые газогенераторные композиции
для ПВРД на основе Сбо и его производных.
Использованы три класса фуллеренов:
- Сбо» содержащий алкильную, алкииновую, аминную,
ацетиленовую, гидразиновую, меркаптановую, сульфидную, дисульфидную
или альдегидную группу;
- C6oNH2-HN03, или C6oNH2-HC104, или C6oC2H4-NHHC104;
- C6oN02 или C6oN3.
Рассматривается возможность использования гидридов фуллерена
для интенсификации горения твердых и легкоплавких ракетных
горючих и топлив.
Пожароопасные свойства. При нормальных условиях Сбо не
огнеопасен. При нагревании на воздухе сгорание Ceo происходит с
выделением СО и СО2 уже при 650 °С [8.195].
Токсические свойства. Фуллерены относятся к нетоксичным
соединениям.

Глава 9
ГИДРИДЫ МЕТАЛЛОВ - КОМПОНЕНТЫ
ЭНЕРГОЕМКИХ ГОРЮЧИХ
Газообразный водород (Н) ввиду малого размера молекулы и
высокой диффузионной способности проникает в решетку твердого металла
(Me) и закрепляется в определенных местах кристалла. Для многих
металлов степень насыщения водородом так велика, что концентрация
последнего в единице объема гидрида существенно выше, чем в случае
жидкого водорода [9.1].
Металлы могут поглощать значительное количество водорода, а
затем, при незначительных изменениях условий, возвращать его обратно,
при этом большая часть возвращаемого водорода выделяется при
примерно постоянном давлении. Это обусловлено тем, что в данном случае
происходит не растворение водорода в металле, а идет обратимая
химическая реакция [9.2, 9.3]. На рис. 9.1 представлена схема поведения
металловодородной системы в виде зависимости равновесного давления
от состава. По мере того, как водород поглощается металлом и
отношение Н/Ме растет, равновесное давление повышается круто до точки
А. На первом участке - от начала координат до точки А - существует
истинный раствор, и зависимость давления от состава описывается
приблизительно параболой р=К(Н/Ме)2. Это соответствует закону
Генри для диссоциации растворенного вещества. Между точками А и В
существует насыщенный раствор с составом (Н/Ме)д и гидридная
фаза с составом (Н/Ме)в. За точкой В давление возрастает, при этом
изменяется состав гидридной фазы. Кривые Ti-Тз показывают
влияние повышения температуры на соотношение "давление-состав". При
заданной температуре гидрид находится в равновесии с водородом при
его определенном парциальном давлении. Каждому гидриду отвечает
определенная диаграмма "состав-давление-температура".
Равновесное давление зависит не только от температуры,
но и от концентрации водорода в твердой фазе. Это давление не
является постоянным, и его можно менять в относительно широких
пределах.
По рис. 9.1 можно также проследить путь, по которому изменяется
давление диссоциации гидрида вместе с составом твердой фазы.
Кривые Ti-Тз показывают влияние повышения температуры на давление
разложения. Части кривых, параллельные оси абсцисс ("плато"), редко
бывают строго горизонтальными, особенно в сплавах. Наличие
температурного градиента в образце гидрида во время процессов сорбции

302
Гл. 9. Гидриды металлов - компоненты энергоемких горючих
и десорбции может приводить к наклону "плато". В идеализированном
графике не учтено и явление гистерезиса в периодических процессах
поглощения и отдачи водорода. Величина гистерезисного эффекта
может изменяться в довольно широких пределах. При гистерезисе
изотерма "давление-состав", описывающая систему, к которой добавляется
водород, выше, чем изотерма десорбции.
Рис. 9.1. Изотермы (Ti-Тз) в координатах «давление-состав Нг/Ме» в
типичных системах Нг-Ме
Физико-химические свойства гидридов зависят от строения
атомов образующих элементов. Щелочные металлы образуют солеподоб-
ные гидриды, в которых водород играет роль аниона. Лишь гидрид
лития имеет черты ковалентного соединения. Все они относительно
стабильны. Давление диссоциации гидрида лития достигает 0,1 МПа
при температуре 894 °С. Гидриды бериллия, магния и алюминия имеют
ковалентную связь, разлагаются легко и при невысокой температуре:
300°С (MgH2), 100-120°С (А1Н3). Гидриды циркония и гафния
относятся к металлоподобным гидридам. Формально их можно
рассматривать как фазы внедрения водорода в металл. Их образованию всегда
предшествует адсорбция водорода на поверхности металла. Такие
гидриды являются температуроустойчивыми.
Из наиболее важных свойств гидридов следует отметить высокую
теплоту сгорания (табл. 9.1). В этом отношении гидриды выдерживают
сравнение с лучшими углеводородными горючими. Величина теплоты
сгорания гидридов тем больше, чем выше теплотворная способность
гидридообразующего элемента, больше содержание в них водорода
и меньше теплота образования гидрида. Водород обладает наивысшей
теплотворной способностью: при сгорании 1 кг водорода в кислороде
выделяется 121004 кДж.
Гидриды металлов являются источниками водорода. Наибольшее
массовое содержание водорода имеют гидриды щелочных металлов

9.1. Гидрид лития
303
Таблица 9.1. Теплота сгорания гидридов металлов [9.1]
Гидрид
Q, кДж/кг
LiH
47101
ВеН2
75877
MgH2
29266
А1Н3
39620
(LiH - до 12,6%). При реакции гидридов с водой также выделяется
водород. В этом случае получается удвоенное количество водорода
по сравнению с содержанием его в молекуле гидрида. В табл. 9.2
приведены данные по газопроизводительности гидридов.
Таблица 9.2. Газопроизводительность гидридов при 0°С и 0,101 МПа [9.1]
Гидрид
дм3 Н2/кг гидрида
LiH
2820
ВеН2
4062
MgH2
1708
А1Н3
«2240
9.1. Гидрид лития
Гидрид лития (LiH) в зависимости от условий получения
представляет собой белый кристаллический порошок, стекловидную опалесци-
рующую массу с кристаллическими иглами или игольчатые кристаллы.
Чистый LiH - совершенно белого цвета. Голубое окрашивание
вызывается присутствием тонкодиспергированного металлического лития.
Данные по физическим и теплотехническим свойствам LiH
приведены в табл. 9.3-9.14 и на рис. 9.2-9.4.
Таблица 9.3. Физические и теплотехнические свойства LiH [9.12]
Показатель
М
gMeT. %(мас.)
gH, %(мас.)
Рн.п 298,15 К» Па
р25, кг/м3
а93, К"1
/х965К,10-3 Пас
^965 К > 1О"6М2/С
Величина
7,947
87,318
12,682
690,8
972
2,682- 10"28
775
31,5
0,803
1,33
Показатель
Азоо, ВтДмК)
а, Н/м
Х400.Ю-6, (Омсм)"1
A#f298.15> КДЖ/КГ
Д#пл, кДж/кг
А^субл.ОК» КДЖ/КГ
Ср298,15К> КДЖ/(КГ-К)
^298,15 К» КДЖ/КГ
•^298,15 К» КДЖ/(КГ-К)
ПДКр.з., мг/м3
Величина
14,27
0,25
2,8
-11416±27
2740 ±105
28460
3,53
475,78
2,52
0,025

304 Гл. 9. Гидриды металлов - компоненты энергоемких, горючих
LiH характеризуется высокой химической и термической
стабильностью, достаточной прочностью и сравнительно малой плотностью,
содержит большую массовую долю водорода.
LiH в сухом воздухе и кислороде при комнатной температуре
является стойким соединением, но во влажной атмосфере медленно
разлагается, а при повышенных температурах весьма энергично реагирует
с кислородом и галогенами. При взаимодействии с водой образуется
гидрооксид лития и водород (450 г LiH дают й 1,3 м3 водорода)
[9.1-9.12].
т, к
293,15
298,15
400
500
600
Таблица 9.4.
Рн.п.. Па
5,808-10"29
2,682-10"28
5,337-Ю"18
5,579-Ю"12
5,552-10"8
Давление насыщенных паров LiH
Т, К
700
800
900
1000
1100
Рн.п.» Па
3,851-10-5
5,018-10"3
2,238-Ю"1
3,823
33,330
Т, К
1200
1400
1600
1800
2000
[ [9.12]
Рн.п.. Па
1.991-102
3,081-103
2,475-104
1,186-Ю5
4,073-105
Давление насыщенных паров LiH при 290 < Т ^ 2000 К:
lgpHn = 9,1325 - 5,068 • 103/Т - 4,778 • 106/Г2
+ 1,408- 109/Г3- 1,506- 10п/Т4, (9.1)
где рнп - в Па. Погрешность 2-6% (290-800 К), 6-10% (900-2000 К).
Таблица 9.5. Плотность LiH [9.12, 9.21]
t, °с
р, кг/м3
и °с
р, кг/м3
25
775
600
702
50
772
692 тв.
687
100
767
692 ж.
552
200
757
800
534
300
744
900
517
400
732
1000
500
500
717
1100
483
Плотность LiH:
- твердого при 25 ^ f^ 692 °С:
рт = 777(1- 1,17 -10-^-7,27- Ю"8*2),
- жидкого при 692 ^ t ^ 1100 °С:
рж = 670-0,17*,
(9.2)
(9.3)
где р - в кг/м3. Погрешность 1-1,5% для твердого и 3-5% для жидкого
LiH.

9.1. Гидрид лития
305
/9, КГ/М
700
600
500
400,
<
о
400
800
Г, К
Рис. 9.2. Зависимость плотности твердого (1) и жидкого (2) LiH от
температуры: • - по данным табл. 9.5, по уравнениям (9.2) и (9.3)
Таблица 9.6. Коэффициент линейного термического расширения LiH [9.12]
t, °с
а,10"6 К"1
93
31,5
149
33,5
204
37,5
260
41,9
315
45,0
371
47,5
426
50,0
482
52,4
Таблица 9.7. Динамическая вязкость жидкого LiH [9.12]
т, к
/х, 10"3 Пас
Т, К
/х, 10~3 Пас
965
0,803
1200
0,515
1000
0,766
1250
0,459
1050
0,704
1300
0,409
1100
0,639
1350
0,364
1150
0,576
1400
0,324
Динамическая вязкость LiH при 965 ^ Т ^ 1400 К:
lg/x = -6,056 + 5,227 • \03/Т - 2,287 • 106/Т2, (9.4)
где /I - в Па-с. Погрешность 0,1-1%.
Таблица 9.8. Кинематическая вязкость жидкого LiH [9.12]
т, к
I/, 10"6 м2/с
т, к
1/, 10"6 м2/с
965
1,33
1200
0,898
1000
1,27
1250
0,814
1050
1,18
1300
0,731
1100
1,08
1350
0,667
1150
0,988
1400
0,605
Кинематическая вязкость LiH при 965 < Т ^ 1400 К:
lgi/ = -8,352 + 4,312- 103/Т- 1,855- 106/Т2, (9.5)
где v - в м2/с. Погрешность 0,1-1%.

306
Гл. 9. Гидриды металлов - компоненты энергоемких горючих
Таблица 9.9. Теплопроводность твердого*^ LiH [9.12]
т, к
300
350
400
450
500
А, Вт/(мК)
кр.
14,27
10,98
9,00
7,69
6,74
пр.
7,87
6,97
6,28
5,74
5,33
Т, К
550
600
650
700
750
А, Вт/(мК)
кр.
5,95
5,49
5,05
4,69
4,38
пр.
4,98
4,69
4,44
4,23
4,06
Т, К
800
850
900
950
965
А, Вт/(мК)
кр.
4,14
3,92
3,73
3,57
3,52
пр.
3,90
3,76
3,63
3,52
3,49
кр. - кристаллический, пр. - прессованный
Теплопроводность LiH при 300 ^ Т
- кристаллического:
965 К:
- прессованного:
Лпр = 1,91
1,51,
(9.6)
(9.7)
где А - в Вт/(мК). Погрешность не более 0,3%.
Таблица 9.10. Теплопроводность жидкого LiH [9.12]
т, к
Л, Вт/(мК)
Т, К
Л, Вт/(мК)
965
1,22
1200
2,10
1000
1,35
1250
2,28
1050
1,53
1300
2,47
1100
1,72
1350
2,65
1150
1,91
1400
2,84
Теплопроводность жидкого LiH при 965 ^ Т ^ 1400 К:
Аж = 3,72-КГ3 Г-2,37,
где А - в Вт/(м-К). Погрешность не более 0,3%.
Таблица 9.11. Электропроводимость твердого LiH [9.12]
(9.8)
т, к
X, (Омсм)"1
Т, К
X, (Омсм)-1
673
2,80-10"6
923
1,35-10"2
723
2,4Ы0"5
965 тв.
3,63-10"2
773
1.57-10"4
965 ж.
30,0
823
5,70-10~4
700
30,0
873
3,65-10"3

9.1. Гидрид лития
307
Электропроводимость LiH при 673 ^ Т ^ 965 К:
(9.9)
где х ~ в (Ом-см)~1.
Л, Вт/(м-К)
12
\
к
ч
о
200
600
1000
Г, К
Рис. 9.3. Зависимость теплопроводности LiH от температуры (по данным
табл. 9.9 и 9.10): 1 - кристаллический образец, 2 - прессованный образец,
3 - жидкий LiH
т, к
50
100
200
293,15
298,15
400
500
Таблица 9.12.
Ср> кДжДкг-К)
0,108
0,806
2,364
3,478
3,526
4,422
5,117
Г, К
600
700
800
900
965 тв
965 ж
1000
Теплоемкость LiH [9.12]
Ср, кДж/(кг-К)
5,734
6,319
6,883
7,494
8,042
8,432
7,699
Т, К
1100
1200
1400
1600
1800
2000
Ср, кДж/(кг-К)
6,883
6,703
6,703
6,703
6,703
6,703
Теплоемкость LiH:
- твердого при 200 ^ Т < 965 К:
Ср = -0,932 + 0,021Г-2,22-10-5Т2+ 1,09- 10"8Г3, (9.10)
- жидкого при 965 ^ Т ^ 1200 К:
Ср = -357,454 + 1,368 • 105/ Г + 0,358 Г
- 1,545- 10-4Т2 + 2,465. 10"8Г3, (9.11)

308
Гл. 9. Гидриды металлов - компоненты энергоемких горючих
где Ср - в кДж/(кг-К). Погрешность не более 1% (для твердого LiH)
и 0,5-2% (для жидкого).
<7, кДж/(кг.К)
0
/
/
J
Т
\
V2
1Л
■ »
500 1000 1500 т,К
Рис. 9.4. Зависимость теплоемкости твердого (1) и жидкого (2) LiH от
температуры: • - по данным табл. 9.12, по уравнениям (9.10) и (9.11)
Таблица 9.13. Энтальпия LiH [9.12]
т, к
50
100
200
293,15
298,15
Я, кДж/кг
1,24
22,04
183,71
458,28
475,78
Т, К
400
500
600
700
800
Я, кДж/кг
883,30
1361,1
1904,0
2507,2
3166,7
Т, К
900
965 тв
965 ж
1000
1100
Я, кДж/кг
3908,7
4403,4
7144,5
7427,5
8145,8
Т, К
1200
1400
1600
1800
2000
Я, кДж/кг
8823,0
10164,2
11504,9
12845,6
14186,3
Энтальпия LiH при 200 ^ Т ^ 965 К:
Я = -0,307 Т + 7,004 • 10"3Г2 - 2,042 • 10"6Т3, (9.12)
где Я - в кДж/кг. Погрешность 10% (200 К), 0,5-2% (290-965 К).
Получение. LiH получают взаимодействием металлического лития
с газообразным водородом при температурах 700-720 °С [9.12].
Разработан [9.15] метод синтеза LiH по реакции алкиллития с водородом
в присутствии тетрагидрофурана при температуре (—78 -=- 20) °С.
LiH можно получать также, гидрируя суспензию тонкоизмельчен-
ного лития в парафине. После завершения реакции парафину дают
застыть, и в таком виде LiH может храниться длительное время [9.3].
Перспективы применения. Высокое содержание водорода в LiH
позволяет использовать его в качестве горючего компонента ракетных
топлив [9.16-9.21].

9.2. Гидрид бериллия
309
Таблица 9.14. Энтропия LiH [9.12]
г, к
50
100
200
293,15
298,15
400
500
5, кДжДкг-К)
0,034
0,295
1,347
2,464
2,523
3,693
4,757
Т, К
600
700
800
900
965 тв
965 ж
1000
5, кДж/(кг-К)
5,745
6,672
7,553
8,381
8,952
11,792
12,079
Т, К
1100
1200
1400
1600
1800
2000
5, кДж/(кг-К)
12,764
13,354
14,387
15,282
16,075
16,778
Пожаро- и взрывоопасные свойства. В виде кусков LiH
практически не опасен, и, если он защищен от влаги, с ним можно спокойно
работать, соблюдая обычные меры предосторожности. Тонко
измельченный LiH самовозгорается на воздухе, взрывоопасен. При
добавлении небольшого количества воды к тонкоизмельченному LiH возникает
бурная экзотермическая реакция, и выделяющегося тепла достаточно
для воспламенения гидрида. Начавшееся горение LiH трудно
прекратить, т.к. все обычно применяемые средства тушения: вода, углекислый
газ, четыреххлористый углерод - восстанавливаются им при высокой
температуре с выделением значительного количества тепла. В условиях
лаборатории небольшие количества горящего LiH можно потушить,
создав вокруг него атмосферу инертного газа, либо устранив доступ
воздуха каким-либо иным способом.
При погружении крупных образцов LiH в воду, взятую в большом
количестве, реакция протекает бурно, но без воспламенения. В
лабораторной практике небольшие количества LiH можно уничтожить,
погружая его под вытяжкой малыми порциями в большой объем воды.
Токсические свойства. Пыль LiH в воздухе опасна даже в малых
количествах, так как раздражает слизистые оболочки носа и горла.
При работе вне вытяжного шкафа следует надевать респиратор, а
также перчатки, поскольку LiH раздражает кожу. При попадании на кожу
порошка или пыли LiH необходимо смыть его небольшим количеством
воды. Раствор LiH в концентрации 0,01 мг/л вызывает ожоги кожи.
ПДК LiH в воздухе рабочей зоны 0,025 мг/м3, ПДК в воде водоемов
5 мг/л [9.13, 9.14].
9.2. Гидрид бериллия
Гидрид бериллия (ВеНг) относится к ковалентным гидридам.
Существует в полимерном состоянии, его молекулы соединены между
собой мостиковыми водородными связями. Представляет собой белый
или сероватый порошок, нелетучий, сравнительно стойкий на воздухе.

310 Гл. 9. Гидриды металлов - компоненты энергоемких горючих
При комнатной температуре в атмосфере сухого воздуха или кислорода
заметно не изменяется. Начинает разлагаться с отщеплением
водорода при « 220 °С. При 240 °С разложение идет достаточно быстро.
ВеНг является сильным восстановителем, с водой реагирует
медленно, но быстро с кислотами с образованием водорода. Характеризуется
высокой теплотой сгорания [9.1-9.11, 9.25-9.29]. Be образует также
моногидрид ВеН, который существует в газообразном состоянии [9.10,
9.29,9.118].
Данные по физическим и теплотехническим свойствам ВеНг и ВеН
приведены в табл. 9.15-9.18. Сведения весьма ограничены.
Таблица 9.15. Физические и теплотехнические свойства ВеНг [9.4, 9.10,
9.11,9.118]
Показатель
М
gMeT, %(мас.)
gH, %(мас.)
6ПЛ > ^
р, кг/м3
Величина
11,028
81,72
18,28
220-250 (разл)
800
Показатель
A#f°298,15» КДЖ/КГ
Q, кДж/кг
Д#тп (с О2, а = 1), кДж/кг
^298,15 К» КДЖ/(КГ-К)
Величина
-1859
32634 (ВеНг)*)
75877
19448
1,59 ±0,38
•> г-
газовая фаза
Таблица 9.16. Теплоемкость ВеН в газообразном состоянии [9.10, 9.39]
т, к
100
298,15
400
500
600
700
Ср, кДж/(кг-К)
2,907
2,917
2,948
3,009
3,088
3,172
Г, К
800
900
1000
1200
1400
1600
Ср, кДжДкг-К)
3,289
3,327
3,392
3,500
3,585
3,653
Т, К
1800
2000
2200
2400
2600
3000
Ср, кДж/(кг-К)
3,709
3,758
3,798
3,831
3,854
3,869
Получение. ВеНг получают путем крекинга дитретичного бутилбе-
риллия и эфирата бериллия [9.22-9.24].
Перспективы применения. ВеНг - один из наиболее
перспективных компонентов ракетных топлив благодаря высокому содержанию
водорода, большой теплоте сгорания и малому молекулярному весу.
Ракетные топлива, содержащие ВеНг, дают наибольшую удельную тягу.
Однако, вследствие высокой токсичности, ВеНг может использоваться
в качестве горючего в ракетных топливах только для верхних
ступеней ракет. При этом достигаются высокая удельная тяга и удельный
импульс 315 с [9.19, 9.20, 9.25, 9.26].

9.3. Гидрид магния
311
Таблица 9.17. Энтальпия ВеН в газообразном состоянии [9.10, 9.39]
т, к
100
298,15
400
500
600
700
Я, кДж/кг
286,427
863,074
1161,377
1458,982
1763,772
2076,746
Г, К
800
900
1000
1200
1400
1600
Я, кДж/кг
2398,104
2727,146
3063,174
3752,894
4461,776
5185,728
Т, К
1800
2000
2200
2400
2600
3000
Я, кДж/кг
5922,056
6668,962
7424,750
8187,724
8956,387
10502,195
Таблица 9.18. Энтропия ВеН в газообразном
Т, К
100
298,15
400
500
600
700
5, кДж/(кг-К)
14,457
17,635
18,496
19,160
19,715
20,198
Т, К
800
900
1000
1200
1400
1600
S, кДж/(кг-К)
20,626
21,014
21,368
21,996
22,543
23,026
состоянии [9.10, 9.39]
Т, К
1800
2000
2200
2400
2600
3000
5, кДж/(кг-К)
23,459
23,853
24,213
24,545
24,853
25,406
Токсические свойства. ВеНг относится к веществам первого
класса опасности. ПДК (в пересчете на Be) в воздухе рабочей зоны
0,001 мг/м3, в воде водоисточников 0,002 мг/л.
Определяющее значение в токсическом действии ВеНг имеет ион
Ве2+, обладающий общетоксическим, аллергическим, канцерогенным
и эмбриотоксическим действием [9.13, 9.14].
9.3. Гидрид магния
Гидрид магния (MgH2) по свойствам и природе химической связи
занимает промежуточное положение между ковалентными и ионными
гидридами. Существует в полимерном состоянии, его молекулы
соединены между собой мостиковыми водородными связями. Представляет
собой белый или светло-серый кристаллический порошок,
сравнительно инертный на воздухе. Обладает высокой термической
стабильностью. Разложение начинается при 250-300 °С. MgH2 реагирует с водой
и водными растворами кислот и щелочей с выделением водорода,
является сильным восстановителем. Взаимодействует с кислородом,
образуя MgO и воду. Характеризуется высокой плотностью [9.1-9.11,
9.30-9.37, 9.115]. Магний образует также моногидрид MgH, который
существует в газообразном состоянии [9.39, 9.40, 9.118].

312 Гл. 9. Гидриды металлов - компоненты энергоемких горючих
Данные по физическим и теплотехническим свойствам MgH2
и MgH приведены в табл. 9.19-9.22. Сведения весьма ограничены.
Таблица 9.19. Физические и теплотехнические свойства MgH2 [9.4, 9.10,
9.11,9.117]
Показатель
М
gMeT, %(мас.)
gH> %(мас.)
*пл , °С
р, кг/м3
Лбо-12О» Вт/(м-К)
Величина
26,328
92,35
7,65
250-300 (разл)
1450±30
0,42
Показатель
A#f298.15> КДЖ/КГ
Q, кДж/кг
Д#тп (с О2, а = 1), кДж/кг
Ср298,15К> КДЖ/(КГ-К)
5298.15К» КДЖ/(КГ-К)
Величина
-3448,8
6783 (MgH)r
29266
13209
1,36
1,18 ± 0,16
Таблица
Т, К
100
298,15
400
500
600
700
ср.
9.20. Теплоемкость MgH
кДж/(кг-К)
1,151
1,169
1,207
1,253
1,297
1,335
Т, К
800
900
1000
1200
1400
1600
ср,
в газообразном состоянии
кДж/(кг-К)
1,367
1,394
1,417
1,455
1,485
1,508
Г, К
1800
2000
2200
2400
2600
3000
ср,
[9.39, 9.40]
кДж/(кг-К)
1,524
1,531
1,528
1,516
1,496
1,443
Таблица 9.21. Энтальпия MgH в газообразном состоянии [9.39, 9.40]
т, к
100
298,15
400
500
600
700
Я, кДж/кг
114,092
342,986
463,833
586,774
714,297
845,929
Т, К
800
900
1000
1200
1400
1600
Я, кДж/кг
981,116
1119,227
1259,866
1547,308
1841,465
2140,916
Т, К
1800
2000
2200
2400
2600
3000
Я, кДж/кг
2444,357
2750,010
3056,019
3360,487
3661,755
4250,109
Получение, хранение. MgH2 получают гидрированием магния при
повышенных температурах (200-250 °С) и давлениях, а также
обменной реакцией галогенида магния с гидридом или алюмогидридом лития
[9.6, 9.11].

9.4. Гидрид алюминия
313
Описан [9.33-9.35] синтез MgH2 методом контролируемого
реактивного механического измельчения путем механохимической
активации порошкообразного магния в шаровой мельнице в атмосфере
водорода при повышенном давлении.
При хранении порошков MgH2 в малых пластиковых пакетах,
закрытых на воздухе, в обычных условиях в течение 4 месяцев
наблюдается образование гидрооксида магния вследствие гидролиза гидрида
парами воды [9.34].
Таблица 9.22. Энтропия MgH в газообразном состоянии [9.39, 9.40]
т, к
100
298,15
400
500
600
700
5, кДж/(кг-К)
6,367
7,628
7,976
8,250
8,483
8,686
Т, К
800
900
1000
1200
1400
1600
5, кДж/(кг-К)
8,866
9,029
9,177
9,439
9,665
9,865
Т, К
1800
2000
2200
2400
2600
3000
5, кДж/(кг-К)
10,044
10,205
10,351
10,483
10,604
10,815
Перспективы применения. MgH2 используется в качестве
горючего компонента в ракетных топливах [9.4, 9.26]. Разработана [9.36]
капсулированная композиция твердого ракетного топлива, содержащая
3-14% MgH2.
MgH2 имеет высокую волюмометрическую и гравиметрическую
емкость по водороду и может быть использован в качестве безопасного
и дешевого материала для хранения водорода [9.34].
Пожаро- и взрывоопасные свойства. Свежеприготовленный и
мелкодисперсный MgH2 самовоспламеняется на воздухе [9.10, 9.26, 9.32].
Токсические свойства. Пыль MgH2 вызывает раздражение
слизистых глаз и носа, заболеваемость органов дыхания. Необходимо
использовать средства индивидуальной защиты (противопыльные
респираторы).
ПДК (в пересчете на Mg) в воде водоисточников 50 мг/л. Класс
опасности 3 [9.13].
9.4. Гидрид алюминия
Гидрид алюминия (А1Нз) относится к ковалентным гидридам.
Представляет собой белый аморфный или кристаллический порошок.
Гидрид алюминия выделен в виде полимеризованного сольвата А1Нз_пхЬ,
где п=0,1, х=0,1-0,8, L-диэтиловый эфир, тетрагидрофуран. Сольват
малоустойчив, при нагревании выше 100 °С разлагается на элементы.

314 Гл. 9. Гидриды металлов - компоненты энергоемких горючих
Взаимодействует с водой, выделяя водород. На воздухе или в О2
окисляется с образованием воды и оксида алюминия.
А1Нз растворяется с образованием комплексов в простых эфирах,
тетрагидрофуране, диоксане, аминах и др. В растворах А1Нз малостоек
и при нагревании до 50 °С начинает разлагаться с выделением водорода
и алюминия [9.1-9.11, 9.28, 9.41-9.51, 9.119].
Описан [9.116] также несольватированный А1Нз. Он более
устойчив к воздействию внешней среды. Медленно окисляется на воздухе,
слабо реагирует с водой и даже разбавленными кислотами. Начинает
заметно распадаться на элементы при нагревании до 100-120 °С. А1Нз
характеризуется высокой теплотой сгорания (39620 кДж/кг).
Данные по физическим и теплотехническим свойствам А1Нз
приведены в табл. 9.23-9.29 и на рис. 9.5 и 9.6.
Таблица 9.23. Физические и теплотехнические свойства А1Нз [9.4, 9.10,
9.11, 9.41]
Показатель
М
gMeT, %(мас.)
gH, %(мас.)
ьпл.» ^
р, кг/м3
Величина
30,005
90
10
100-150 разл.
1450
Показатель
Atff298.15> КДЖ/КГ
Ср298.15К> КДЖ/(КГ-К)
#298,15 К» КДЖ/КГ
^298,15 К» КДЖ/(КГ-К)
Величина
-383,7
1,371 ±0,004
184,2±0,5
1,021 ±0,005
Таблица 9.24.
Г, К
Ср, кДжДкг-К)
20
0,057
Теплоемкость
50
0,085
100
0,36
гвердого А1Нз
150
0,62
200
0,87
[9.41,9.43]
250
1,13
290
1,33
300
1,38
Таблица 9.25. Теплоемкость газообразного А1Н3
т, к
100
298,15
400
500
600
700
Ср, кДжДкг-К)
1,110
1,335
1,520
1,692
1,848
1,984
Т, К
800
900
1000
1200
1400
1600
Ср, кДжДкг-К)
2,099
2,196
2,275
2,396
2,480
2,540
Г, К
1800
2000
2200
2400
2600
3000
Ср, кДж/(кг.К)
2,584
2,616
2,642
2,661
2,677
2,699
Теплоемкость твердого А1Нз при 50 < Т < 300 К:
Ср = -0,12- 2,3/Г+ 0,005 Г,
где Ср - в кДж/(кг-К). Погрешность не более 1%.
(9.13)

9.4. Гидрид алюминия
315
<7,кДж/(кг.К)
О 50 100 150 200 250 300 г> к
Рис. 9.5. Зависимость теплоемкости А1Нз от температуры [9.41]
Таблица 9.26. Энтальпия твердого А1Нз [9.41, 9.43]
т, к
Я, кДж/кг
20
0,029
50
1,10
100
12,09
150
36,57
200
73,77
250
123,87
290
173,20
300
186,77
Энтальпия А1Н3 при 50 ^ Г ^ 300 К:
Н= 11,55 + 0,0048т1'91 -0,267Т-21,81Т-°'35,
где Н - в кДж/кг. Погрешность не более 1%.
Я,кДж/кг
(9.14)
160
120
80
40
^
/
У
1
/
/
0
100
200
г, К
Рис. 9.6. Зависимость энтальпии твердого А1Нз от температуры: • - по данным
табл. 9.26; по уравнению (9.14)

316 Гл. 9. Гидриды металлов - компоненты энергоемких горючих
Таблица 9.27. Энтальпия газообразного А1Н3 [9.39]
Г, К
100
298,15
400
500
600
700
Я, кДж/кг
110,867
347,000
492,400
653,100
830,267
1022,067
Т, К
800
900
1000
1200
1400
1600
Я, кДж/кг
1226,433
1441,333
1664,967
2132,833
2620,933
3123,267
Т, К
1800
2000
2200
2400
2600
3000
Я, кДж/кг
3635,867
4156,033
4681,967
5212,300
5746,133
6821,633
Таблица 9.28. Энтропия твердого
Т, К
5, кДж/(кг-К)
20
0,0026
50
0,029
100
0,171
150
0,366
А1Н3 [
200
0,578
9.41, 9.
250
0,801
43]
290
0,983
300
1,029
Т, К
100
298,15
400
500
600
700
Таблица 9.
S, кДж/(кг-К)
5,602
6,882
7,300
7,658
7,981
8,276
29. Энтропия газообразного А1Н3
Т, К
800
900
1000
1200
1400
1600
S, кДж/(кг-К)
8,549
8,802
9,037
9,464
9,840
10,175
Т, К
1800
2000
2200
2400
2600
3000
[9.39]
S, кДж/(кг-К)
10,477
10,751
11,001
11,232
11,446
11,830
Получение, хранение. А1Нз получают путем взаимодействия
гидрида щелочного металла [9.47] или алюмогидрида лития с хлоридом
алюминия в эфирном растворе по схеме [9.11, 9.44]:
3LiAlH4 + А1С13(С2Н5)2О Эфир>25°С>
4А1Н3(С2Н5)2О -^^ 4А1Н3+ 4(С2Н5)2О.
Десольватацию эфирата гидрида алюминия проводят с помощью
высокотемпературной кристаллизации из раствора в смешанном
растворителе (эфир-ароматический углеводород) [9.15, 9.46].
Описан [9.51] каталитический синтез А1Нз в присутствии паллади-
евой черни.
Разработан [9.48] способ хранения А1Н3 с пропиточным химически
активным веществом при температуре не выше температуры начала

9.5. Гидрид циркония
317
разложения, позволяющий повысить его термическую устойчивость
в 1,5-2,5 раза.
Перспективы применения. А1Нз используется в качестве горючего
компонента в ракетных топливах [9.16, 9.36, 9.49-9.54].
Токсические свойства. А1Нз является твердым нелетучим
веществом и не опасен в обращении. Однако следует избегать вдыхания
металлической пыли. В случае работы с порошками гидрида следует
применять противопыльные респираторы [9.4].
ПДК (в пересчете на А1) в воздухе рабочей зоны 2 мг/м3, в воде
водоисточников 0,5 мг/л. Класс опасности 3 [9.13, 9.14].
9.5. Гидрид циркония
В системе Zr-H в зависимости от количества водорода,
растворенного в металле, может существовать несколько фаз. Если количество
водорода, абсорбированного металлом, мало, то наблюдается только
расширение кристаллической решетки без изменения ее структуры.
Дальнейшая абсорбция водорода и вызываемое ею расширение
создают значительное напряжение кристаллической решетки, в
результате чего образуется новая структура (ZrH^i, ZrHi>66, ZrHi^, ZrH2
и др.). При H/Zr= 1,51 — 1,65 образуется 5-фаза, имеющая кубическую
гранецентрированную решетку, при H/Zr =1,68-2,0 образуется £-фаза,
имеющая тетрагональную гранецентрированную решетку.
ZrH2 представляет собой хрупкий порошок серого цвета с
металлическим блеском, устойчив при обычных условиях, не изменяется
на воздухе, а также под влиянием влаги. Термически стабилен при
температуре ниже 800 °С, но быстро диссоциирует выше этой
температуры. С кислородом, водой и водяным паром взаимодействует медленно.
Не реагирует с большинством растворителей некислотного характера
и органическими веществами. При температуре красного каления
разлагается на цирконий и водород [9.1-9.3, 9.5-9.11, 9.55-9.65].
Механические свойства [9.57, 9.58]:
Показатель
Модуль Юнга, ГПа
Модуль сдвига, ГПа
Твердость по Виккерсу, ГПа
Сжимаемость, ГПа"1
Коэффициент Пуассона
S - ZrH,,47
137,8
52,33
7,970-10"3
0,317
3,00
S - ZrH154
137,8
52,33
7,997-10"3
0,316
2,99
6 - ZrHli64
133,3
50,31
7,868-10~3
0,325
2,52
6 - ZrH,66
131,7
49,80
8,095-10"3
0,322
2,37
Данные по физическим и теплотехническим свойствам гидрида
циркония приведены в табл. 9.30-9.39 и на рис. 9.7-9.12.

318 Гл. 9. Гидриды металлов - компоненты энергоемких горючих
Таблица 9.30. Физические и теплотехнические свойства ZrH2 [9.4, 9.10
9.11,9.30,9.58]
Показатель
М
gZr, %(мас.)
gH, %(мас.)
/ °Г
^пл.» ^-(
Р25» КГ/М3
а, К"1
Хзоою (Ом-м)"1
Величина
93,236
97,84
2,16
650
5620
2,737-10~52)
1,5-106
Показатель
Азоок> Вт/(м-К)
^продольная» М/С
^поперечная» М/С
Д#К98.15. КДЖ/КГ
^р298,15К» КДЖ/(КГ-К)
^298,15 К» КДЖ/(КГ-К)
Величина
35,8!)
57972)
29682)
-1904 [9.26]
-1782 [9.10, 9.11]
0,332±0,001
57,656±0,09
0,376±0,001
55
50
45
40
35
ГПа
-
о о
-
-
-
//__.—1—,—
б
1,5 1,6 H/Zr 0 1,5 1,6 H/Zr
Рис. 9.7. Модуль Юнга (а) и модуль сдвига (б) гидридов циркония [9.57]
Таблица 9.31. Плотность гидридов циркония [9.5, 9.10, 9.11, 9.30]
Гидрид
р, кг/м3
ZrHi.47-l.63
5652-5642
ZrH,i66
5653
ZrHi)7i_2,o
5633-5620
ZrHit92
5615
ZrH2
5620
Таблица 9.32. Температурный коэффициент линейного расширения гидридов
циркония [9.58]
Гидрид
аЛ0~ъ К"1
ZrHi.47
2,48
ZrHi.56
2,60
ZrHll64
2,70
ZrH,t66
2,74
ZrHi,88
3,03

9.5. Гидрид циркония
319
Температурный коэффициент линейного расширения гидридов
циркония [9.57]:
а = 0,5259 • 105 + 1,330 • 10"5CH, (9.15)
где а- вК-'.С,, -H/Zr.
310"
2 10
-5
io"5U-
о 6-ZrH,
D 6-Zr
2-х
с
о
\ol = 0,5259 10"5 + 1,33 10~*
0 1,56 1,6 1,64 H/Zr
Рис. 9.8. Коэффициент линейного расширения гидридов циркония [9.57]
Таблица 9.33. Теплопроводность ZrHies» полученного методом гидрирования
иодидного циркония [9.30, 9.55]
г, к
Л, Вт/(мК)
300
35,8
500
35,5
700
34,8
900
29
1000
21
1100
9,3
Таблица 9.34. Удельное электросопротивление гидридов циркония [9.30]
Гидрид
ZrH,.54
ZrHi,64
ZrHi.88
#уД., 10~8 Омм
1,1 К
44,5
43,8
28,9
4,2 К
44,5
43,8
28,9
77 К
49,5
47,3
33,2
300 К
69,1
66,6
54,7
Таблица 9.35. Скорость звука в гидридах циркония [9.58]
Показатель
^продольная> М/С
^поперечная> М/С
S - ZrHi.47
5868
3038
S - ZrH,54
5865
3040
S - ZrHi.64
5860
2983
S - ZrHI66
5797
2968

320 Гл. 9. Гидриды металлов - компоненты энергоемких горючих
А, Вт/(м*К)
20
15
10
5
о
о о о о
а
о о °
o6-ZrH149 v6-ZrH156
o6-ZrH159 A6-ZrH166
— 6-ZrH2_x
300 400
Л, Вт/(см-К)
500
600 H/Zr
0,9
0,6
0,5
0,3
1,98 E"ZrH1)96
e-ZrH194 e-ZrHlj90
e-ZrH183 —. £-ZrH176
' 300 350 400 450 500 550 T, К
Рис. 9.9. Зависимость теплопроводности ^-гидридов (а) и е-гидридов (б)
циркония от температуры [9.56]
Таблица 9.36. Теплоемкость гидридов циркония [9.30]
т, к
300
400
500
600
Ср, кДж/(кг-К)
ZrHif07
0,39
0,43
0,47
0,52
ZrHo.32
0,31
0,33
0,36
0,40
Т, К
700
800
900
Ср, кДжДкгК)
ZrH.,07
0,58
0,78
1,50
ZrHo,32
0,43
0,51
0,60
т, к
50
100
150
Таблица 9.37.
Ср, кДж/(кг-К)
0,069
0,173
0,221
Т, К
200
250
237,15
Теплоемкость ZrH2 [9.6Г
Ср, кДж/(кг-К)
0,253
0,289
0,309
Т, К
298,15
300
350
Ср, кДж/(кг-К)
0,332
0,334
0,385

9.5. Гидрид циркония
321
Ryd,W 6Ом-см
20
300
Т,К
Рис. 9.10. Зависимость удельного электросопротивления гидридов циркония
от температуры [9.56, 9.59]
300
400
500
600
Т,К
Рис. 9.11. Зависимость электропроводимости гидридов циркония от
температуры [9.58]
Таблица 9.38. Энтальпия ZrH2 [9.61]
т, к
50
100
150
Я, кДж/кг
1,048
7,387
17,381
Т, К
200
250
273,15
Я, кДж/кг
29,245
42,741
49,650
Т, К
298,15
300
350
Я, кДж/кг
57,656
58,276
76,231
Получение и хранение. Гидриды циркония получают
нагреванием циркония до « 900 °С в водороде и последующим охлаждением
в атмосфере водорода [9.4], либо путем механохимической активации
Циркония в атмосфере водорода при повышенном давлении [9.33].
Низкая реакционная способность гидрида циркония позволяет хранить
И В. Н. Бакулин, Н.Ф. Дубовкин, В. Н. Котова и др.

322 Гл. 9. Гидриды металлов - компоненты энергоемких горючих
р, Дж/(моль«К)
0 200 400 600 800 1000 т, К
Рис. 9.12. Зависимость теплоемкости гидридов циркония от температуры [9.57]
Таблица 9.39. Энтропия ZrH2 [9.61]
т, к
50
100
150
5, кДж/(кг-
0,029
0,113
0,193
К)
Т, К
200
250
273,15
S, кДж/(кг-
0,261
0,322
0,348
К)
Т, К
298,15
300
350
5, кДж/(кг-
0,376
0,378
0,433
К)
и транспортировать его и обращаться с сухим веществом так же, как
с нереакционноспособным металлическим порошком.
Перспективы использования. Гидрид циркония используется в
качестве горючего компонента в твердых ракетных топливах [9.26, 9.60].
Пожаро- и взрывоопасные свойства. С гидридами циркония
можно обращаться как с обычными металлическими порошками, но нужно
следить за тем, чтобы не произошло случайного поджигания продукта
открытым пламенем или искрой, чрезмерного нагрева и случайного
контакта с окисляющими вещестзами. Мелкодисперсный ZrH2
воспламеняется на воздухе при 430 °С с выделением водорода. Компактный
ZrH2 устойчив на воздухе в течение длительного времени при
температуре менее 600 °С [9.8, 9.10, 9.30].
Токсические свойства. Гидриды циркония относятся к веществам
третьего класса опасности. ПДК в воздухе рабочей зоны 6 мг/м3
(в пересчете на цирконий).
Гидриды циркония могут вызывать аллергические кожные реакции,
хронические заболевания верхних дыхательных путей, головные боли.
Индивидуальные средства защиты: респираторы, перчатки.

9.6. Гидриды фуллеренов
323
9.6. Гидриды фуллеренов
Гидриды фуллеренов - новый класс производных
фуллеренов. Образуются при восстановлении фуллеренов водородом.
В настоящее время известны гидриды фуллерена состава СбоНх
(х = 2,4,18,32,36,36 - 50,42 - 44). Получить полностью прогидриро-
ванную молекулу СбоНбо до сих пор не удалось. Основным продуктом
восстановления Сбо водородом является гидрофуллерен СбоНзб-
По внешнему виду СбоНзб представляет собой порошок бледно-
желтого цвета. Хорошо растворяется в сероуглероде, трихлорэтилене,
незначительно в циклогексане, толуоле, хлороформе, дихлорэтане.
СбоНзб - наиболее стабильный гидрофуллерен. В зависимости
от способа получения температура разложения СбоНзб колеблется
от 350 °С и выше. Полученный в условиях радикального гидрирования
СбоНзб начинает разлагаться при 350 °С. Полное разложение СбоНзб
в инертной атмосфере с образованием СбоН^, Сбо и Нг происходит при
577°С в течение 15 мин [9.67-9.81, 9.104, 9.105].
Данные по физическим и теплотехническим свойствам гидрофулле-
рена СбоНзб приведены в табл. 9.40-9.47 и на рис.9.13 и 9.14.
Таблица 9.40. Физические и теплотехнические свойства гидрофуллерена
[9.72, 9.76, 9.79]
Показатель
М
gc. %(мас.)
gH. %(мас)
Д#субл.298К> КДЖ/КГ
A#f°298,15. КДЖ/КГ
Величина
756,956
95,2
4,8
231,19
1825,35
Показатель
Ср298,15 К» КДЖ/(КГ-К)
#298,15 К» КДЖ/КГ
^298,15 К> КДЖ/(КГ-К)
Величина
0,91 тв
0,82 г
112,21 тв
96,44 г
0,67 тв
0,87 г
т,
Рн.п»
Таблица 9.
К
Па
41
580
3,14
10
Давление насыщенных
-4
600
9,62-10~4
паров СбоН36 [9.72]
650
1,16-НГ2
680
4,37-Ю"2
Давление насыщенных паров СбоНзб при 580 < Т
1прнп =25,50- 19,47- 103/Т,
где рнп - в Па. Погрешность 0,3%.
Теплоемкость СбоНзб при 50 < Г < 340 К:
Ср = 0,006 + 5,4 10-4 Г122+ 3,8 Ю-6 Г2,
680 К:
(9.16)
(9.17)
где Ср - в кДж/(кг-К). Погрешность 7% (50 К), 1-3% (100-340 К).

324
Гл. 9. Гидриды металлов
- компоненты энергоемких горючих
Таблица 9.42. Теплоемкость твердого СбоНзб [9.79]
Т, К
10
50
100
Ср, кДж/(кг-К)
0,016
0,086
0,186
Т, К
150
200
250
Ср, кДж/(кг-К)
0,334
0,512
0,707
Г, К
270
298,15
340
Ср, кДж/(кг-К)
0,792
0,912
1,113
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
Ср, кДж(кт
•К)
/
S
/
/
/
0
100
200
300 г, К
Рис. 9.13. Зависимость теплоемкости твердого СвоНзв от температуры [9.76]
Таблица 9.43. Теплоемкость газообразного СбоНзб [9.72]
Т, К
Ср, кДж/(кг
Таблица £
Т, К
10
50
100
Я, кДж/кг
0,045
2,291
8,893
К)
298
0,820
400
1,206
500
1,528
630
1,856
).44. Энтальпия твердого СвоНзб [9.79]
Т, К
150
200
250
Я
, кДж/кг
21,74
42,83
73,28
Т, К
270
298,15
340
я,
кДж/кг
88,26
112,21
154,43
Энтальпия твердого СбоНзб при 50 ^ Т ^ 340 К:
Я = -0,63 + 0,08 Г0'8 + 5,15 • 10"5Т2'55,
где Я - в кДж/кг. Погрешность не более 1%.
Таблица 9.45. Энтальпия газообразного СвоНзб [9.72]
(9.18)
т, к
Я, кДж/кг
298
96,44
400
199,48
500
336,88
630
558>82

9.6. Гидриды фуллеренов
325
Я, кДж/кг
120
80
40
0
J
У
1
/
1
100 200 300 т,К
Рис. 9.14. Зависимость энтальпии твердого СбоНзв от температуры:
• - по данным табл. 9.44, по уравнению (9.18)
Таблица 9.46. Энтропия твердого
[9.79]
г, к
10
50
100
S, кДж/(кг-К)
0,0062
0,083
0,170
Г, К
150
200
250
5, кДж/(кг-К)
0,272
0,393
0,528
Г, К
270
298,15
340
5, кДж/(кг-К)
0,585
0,669
0,802
Таблица 9.47. Энтропия газообразного
[9.72]
т, к
5, кДж/(кг-К)
298
0,872
400
1,168
500
1,472
630
1,864
Получение, хранение. Гидрофуллерен СбоНзв получают
гидрированием Сбо путем переноса водорода от 9,10 - дигидроантрацена к фул-
лерену. Полученный продукт очищают от непрореагировавшего 9,10
- дигидроантрацена и других продуктов реакции вакуумной
сублимацией при 120°С в течение 8-10 ч [9.69-9.71, 9.76]. Предложен
[9.78] простой и быстрый метод синтеза СбоНзб по реакции фуллерена
с литием и трет-бутано^ом в среде алифатических аминов при мягких
условиях с последующей очисткой методом колоночной хроматографии.
Приведены также и другие методы синтеза [9.67, 9.70, 9.74, 9.77,
9.105].
При длительном хранении на воздухе происходит частичное
разложение СбоНзв на CeoHis и Сбо [9.69].
Перспективы применения. Гидриды фуллеренов могут служить
источником особо чистого водорода [9.81]. Рассматривается возмож-

326 Гл. 9. Гидриды металлов - компоненты энергоемких горючих
ность использования гидридов фуллеренов для интенсификации
горения твердых и легкоплавких ракетных горючих и топлив.
9.7. Комплексные гидриды металлов
К комплексным гидридам относятся гидриды с общей формулой
Ме(ВН4)п и Ме(А1Н4)п. Они представляют собой типичные соли,
образующие ионную кристаллическую решетку и диссоциирующие
в растворах на ионы. Имеют высокую теплоту сгорания и
газопроизводительность:
Гидрид
Q, кДж/кг
Газопроизводительность, дм3 Н2/кг гор.
LiBH4
55813
4130
А1(ВН4)з
57906
3761
LiAlH4
39889
2359
Алюмо- и борогидриды десорбируют водород только при
температуре их плавления. По стойкости алюмогидриды металлов уступают
борогидридам, а по реакционноспособности превосходят их [9.1-9.11,
9.82-9.103, 9.106-9.114].
Данные по физическим и теплотехническим свойствам
комплексных гидридов металлов приведены в табл. 9.48-9.57.
Борогидрид лития (LiBH4) - белое кристаллическое вещество,
нелетучее, очень гигроскопичное - на воздухе за 2-3 мин покрывается
оксидной пленкой. Быстро разлагается водой и спиртами, выделяя
водород, является сильным восстановителем.
При длительном нагревании в вакууме LiBH4 начинает разлагаться
уже при 250-275 °С. Быстрое разложение наблюдается при
температуре выше 380 °С:
2ШН4 —> 2L1H + 2В + ЗН2 .
LiBH4 представляет особый интерес в качестве источника водорода.
При полном гидролизе 1 кг LiBH4 выделяет при нормальных условиях
4100 л водорода [9.82-9.86].
Борогидрид бериллия Ве(ВН4)2 - бесцветное кристаллическое
вещество, возгоняется при температуре 91,3 °С. Растворим в
органических растворителях, в том числе и в неполярных. Обладает высокой
реакционной способностью. Бурно реагирует с водой и другими
восстановителями. В термическом отношении не очень стабилен, разлагается
при нагревании до 125 °С [9.4, 9.26].
Борогидрид магния Mg(BH4)2 - белое кристаллическое вещество,
не имеющее определенной температуры плавления [9.4, 9.6, 9.11, 9.26].
При быстром нагревании в капиллярной трубке наблюдается
плавление с одновременным разложением при 305 °С, но при медленном

Таблица 9.48. Физические и теплотехнические свойства комплексных гидридов [9.4, 9.9, 9.11, 9.26, 9.97, 9.100-9.102,
9.117, 9.118]
Показатель
М
Состав, % (мае):
Н
Li
Be
В
А1
Mg
*пл.. °С
. °г
^кип» ^
р, кг/м3
Ьразл » ^
Рнп.,0°С'Па
/i, 10"4 Пас
<т, 10"3 Н/м
LiBH4
21,782
18,51
31,86
49,63
283 с разл.
-
681
283
< 1,33- 10~4
-
-
Ве(ВН4)2
38,698
20,84
23,29
55,87
125 с разл.
91,3!)
604
125
66,65
1333 (28,1 °С)
-
-
Mg(BH4)2
53,998
14,93
40,04
45,02
3052) с разл.
-
1046
305
-
-
-
А1(ВН4)з
71,510
16,91
45,35
37,73
-64,5
44,5
544
-
15929,3
1,93 (305,6 К)
14,3 (305,1 К)
LiAlH4
37,952
10,62
18,28
71,09
150
(в вакууме)
-
917
150-170
-
-
-
Mg(AlH4)2
86,339
9,34
62,50
28,15
-
-
1046
163
-
-
-

Продолжение табл. 9.48
Показатель
Л^исп. 298,15 К» КДЖ/КГ
Д#субл, кДж/кг
Qcrop.» КДЖ/КГ
Д#Й98.15» КДЖ/КГ
Ср298,15К' КДЖ/(КГ-К)
#298.15 К > КДЖ/КГ
^298,15 К» КДЖ/(КГ-К)
т кг возд.
кг гор.
МОЛЬ Ог
моль гор.
LiBH4
-
-
55813
-8898,6
3,75
579,3
3,44
12,665
2
Ве(ВН4)2
-
1603,5
-
-2791,5
-
-
-
14,257
4
Mg(BH4)2
-
-
-
-2830,2
-
-
-
10,217
4
А1(ВН4)з
402,3
419,5
57781
-4373,8 [9.26]
-4221,5 [9.4]
2,72
599,2
4,05
11,573
6
LiAlH4
-
-
39889
-2822 [9.11]
-3089 [9.26]
2,01 [9.4]
2,28 [9.26]
-
2,07 [9.11]
2,59 [9.4]
8,885
2
Mg(AlH4)2
-
-
-
-2710,2
1,58
-
-
6,390
4
1) возгоняется; 2) при быстром нагревании.

9.7. Комплексные гидриды металлов 329
нагревании даже при 320 °С плавления не наблюдается, происходит
частичное разложение, сопровождающееся потемнением. При
давлении 0,1-1,0 МПа и температуре 313-323 °С наблюдается разложение
Mg(BH4h по уравнению:
Mg(BH4)2 —> MgH2 + 2В + ЗН2 .
Борогидрид алюминия А1(ВН4)з - бесцветная легколетучая
жидкость, хорошо растворима в органических растворителях.
Чрезвычайно реакционноспособное соединение, является сильным
восстановителем. А1(ВН4)з медленно разлагается с выделением водорода уже при
комнатной температуре. Для стабилизации его нагревают в
закрытом сосуде в течение 4 дней при 40 °С. Обработанный таким
образом борогидрид можно безопасно хранить при комнатной температуре
в течение длительного времени.
При 150 °С и выше термическое разложение А1(ВН4)з идет
с выделением водорода и образованием твердых продуктов [9.4, 9.6,
9.26, 9.87].
А1(ВН4)з бурно разлагается водой с выделением водорода:
А1(ВН4)3 + 12Н2О^ А1(ОН)3 + ЗН3ВО3 + 12Н2 .
Алюмогидрид лития LiAlH4 - нелетучее кристаллическое вещество
белого цвета, в присутствии примесей - серый порошок. Во влажном
воздухе покрывается пленкой гидроксида, в отсутствие влаги
устойчив. При действии света становится сероватым вследствие разложения
и образования металлического алюминия. При 120°С начинает
медленно разлагаться с выделением водорода:
2LiAlH4 —-> 2LiH + 2А1 + ЗН2 .
При быстром нагревании плавится при температуре около 150°С,
при этом происходит и быстрое разложение [9.4, 9.11, 9.26, 9.83, 9.88].
Изучено разложение LiAlH4 при длительном хранении [9.89].
LiAlH4 легко окисляется кислородом, энергично реагирует с водой,
растворами кислот, щелочей, выделяя водород:
LiAlH4 + 4Н2О —> LiOH + А1(ОН)3 + 4Н2 .
Алюмогидрид магния Mg(AlH4)2 - белое твердое вещество, пиро-
форен, разлагается при температуре выше 140 °С. Разложение
протекает в 2 этапа: при 163°С разложение сопровождается выделением 6,8%
водорода:
Mg(AlH4)2 —> MgH2 + 2А1 + ЗН2 .
Дальнейшее увеличение температуры приводит к образованию
смеси из Al3Mg2 и А1.

330
Гл. 9. Гидриды металлов - компоненты энергоемких горючих
Mg(AlH4)2 окисляется кислородом, разлагается водой, растворами
кислот и щелочей с выделением водорода. По реакционной способности
Mg(AlH4)2 сходен с LiAlH4 [9.4, 9.11, 9.26, 9.90].
Таблица 9.49. Теплоемкость LiBH4 (99,7%) [9.100]
т, к
Ср, кДжДкг-К)
Т, К
Ср, кДжДкг-К)
15
0,029
175
2,44
25
0,086
200
2,71
50
0,42
225
2,97
75
0,89
250
3,19
100
1,37
275
3,47
125
1,78
298,15
3,75
150
2,14
300
3,77
Таблица 9
Т, К
Я, кДж/кг
т, к
Я, кДж/кг
15
0,113
175
197,14
50. Энтальпия LiBH4 (99,7%) [9.
25
0,684
200
261,48
50
6,57
225
332,47
75
22,88
250
409,54
100
51,30
275
492,61
100]
125
90,72
298,15
579,31
150
139,82
300
583,11
Таблица 9
Т, К
5, кДж/(кг-К)
Т, К
5, кДж/(кг-К)
15
0,017
175
1,83
.51. Энтропия LiBH4 (99,7%) [9.100]
25
0,043
200
2,18
50
0,19
225
2,51
75
0,45
250
2,84
100
0,78
275
3,15
125
1,12
298,15
3,44
150
1,48
300
3,47
Таблица 9.52. Давление насыщенных паров Ве(ВН4)2 [9.4, 9.102]
т, к
Рн.п., Па
237
6,66
273,15
144,66
290,05
559,86
301,25
1333,0
342,15
26633
364,45
101308
Давление насыщенных паров Ве(ВН4)2 при 273 ^ Т < 365 К
lgpHn = 18,4366 - 6215,0509/Т + 483256,9318/Г2, (9.19)
где рИ п - в Па. Погрешность 1-5%.
Таблица 9.53. Давление насыщенных паров А1(ВН4)з [9.9, 9.26, 9.102]
т, к
Рн п. Па
208,7
266,6
233,1
1652,9
253,2
5598,6
273,15
15929,4
298,15
48401,2
317,8
100000

9.7. Комплексные гидриды металлов
331
Давление насыщенных паров А1(ВН4)з при 208 ^ Т ^ 298 К:
18Рн.п. = 9,9537 - 1571/Г,
где рИП - в Па. Погрешность 0,3%.
Таблица 9.54. Плотность А1(ВН4)з [9.101]
(9.20)
т, к
/о, кг/м3
209,2
622
223,0
611
235,9
600
245,6
592
259,7
581
266,5
576
274,5
569
287,4
558,8
305,6
544,5
Плотность А1(ВН4)3 при 200 ^ Т ^ 300 К:
р = 786,6 -0,793 Г,
где р - в кг/м3. Погрешность 0,5%.
Таблица 9.55. Динамическая вязкость АЦВЬЦЬ [9.101]
(9.21)
т, к
/i, 10~4 Пас
209,3
9,28
217,3
7,58
228,9
5,91
239,6
4,69
250,3
3,93
261,7
3,39
280,5
2,58
287,4
2,34
305,6
1,93
Динамическая вязкость А1(ВН4)з при 209 < Т ^ 306 К:
(9.22)
где /л - в Пас, р - в кг/м3. Погрешность 1-3%.
Таблица 9.56. Поверхностное натяжение А1(ВН4)з [9.101]
т, к
а, Ю-3 Н/м
209,6
24,6
216,2
23,8
227,4
22,6
238,3
21,3
248,9
20,0
260,3
18,8
286,8
16,0
305,1
14,3
Поверхностное натяжение А1(ВН4)з при 209 ^ Т ^ 305 К:
а = (61,0-0,13ОТ)1О-У/3,
где а - в Н/м, р - в кг/м3. Погрешность < 1%.
Таблица 9.57. Теплоемкость А1(ВН4)з [9.97]
(9.23)
т, к
СР)Ж, кДжДкг-К)
т, к
СР)Ж, кДжДкг-К)
19,2
0,15
210,3
2,43
50,8
0,66
219,2
2,45
103,9
1,41
242,1
2,48
145,8
1,66
271,4
2,60
203,8
2,37
298,15
2,72
Получение и хранение. UBH4 получают обычно по обменной
реакции между борогидридом натрия и хлоридом лития. Используют

332 Гл. 9. Гидриды металлов - компоненты энергоемких горючих
также реакции гидрида лития с дибораном или фторидом бора в среде
этилового эфира [9.4, 9.11, 9.91]:
В2Н6 + 2LiH —-> 2LiBH4 .
4LiH + BF3 —> LiBH4 + 3LiF .
UBH4 следует хранить без доступа влаги. В хорошо закупоренном
сосуде он стабилен длительное время. Для предохранения LiBH4 от
воздействия влаги предложено также выпускать его в виде гранул,
покрытых тонким слоем никеля. С этой целью гранулы обрабатывают
при 170°С парами карбонила никеля, разбавленными аргоном.
Ве(ВН4)2 получают по обменной реакции между хлоридом
бериллия и борогидридом натрия в изопропиламине или по реакции гидрида
бериллия или диметилбериллия с дибораном [9.4, 9.26, 9.92]:
ВеН2 + В2Н6 -^^-> Ве(ВН4)2 .
ЗВе(СН3)2 + 4В2Н6 —> ЗВе(ВН4)2+ 2(СН3)3В .
Mg(BH4)2 получают взаимодействием гидрида магния с дибораном
в этиловом эфире при давлении 2,02-2,50 МПа и комнатной
температуре либо из безводного хлорида магния и борогидрида лития в эфире
[9.4]:
MgH2 + В2Н6 —> Mg(BH4)2 .
MgCl2 + 2LiBH4 —> Mg(BH4)2 + 2L1C1 .
А1(ВН4)з получают по реакции между борогидридами щелочных
металлов и галогенидами алюминия:
3LiBH4 + А1Вг3 —> А1(ВН4)3 + 3LiBr .
Кроме того, он может быть получен путем пропускания диборана
над гидридом алюминия или алюмогидридом лития:
2А1Н3 + ЗВ2Н6 —♦ 2А1(ВН4)3 .
LiAlH4 + 2В2Нб 70"90 °С > LiBH4 + А1(ВН4)3 .
При хранении А1(ВН4)з в небольших емкостях может повышаться
давление за счет выделения водорода. Но через некоторое время
скорость разложения падает, т.к. образующийся стеклообразный продукт
является стабилизатором [9.4].
LiAlH4 в промышленных масштабах получают взаимодействием
гидрида лития с хлоридом алюминия в среде диэтилового эфира:
4L1H + А1С13 —> LiAlH4 + 3UC1 .

9.7. Комплексные гидриды металлов 333
Описан [9.93] синтез UAIH4 путем вибромеханического бессольват-
ного активирования твердофазных смесей (UH-AIH3) или (LiH-АЮз).
В продажу UAIH4 поступает мелкоизмельченным в виде
микрокристаллического порошка или хрупких губчатых комков. Для хранения
используются стеклянные сосуды, закрывающиеся резиновыми
пробками с прокладками из пластиков или алюминиевой фольги. Крышки
заливаются парафином. Перед заполнением сосуды продуваются сухим
азотом. Пришлифованные стеклянные пробки применять не
рекомендуется из-за опасности воспламенения гидрида под действием
статического электричества.
Mg(AlH4)2 получают по обменной реакции между алюмогидридом
натрия и хлоридом или бромидом магния в тетрагидрофуране,
метиловом эфире или тетраметилэтилендиамине при 50-80 °С [9.4]:
2NaAlH4 + MgBr2 —♦ Mg(AlH4)2 + 2NaBr .
Более чистый Mg(AlH4)2 может быть получен по обменной
реакции между борогидридом магния и алюмогидридом лития в этиловом
эфире:
Mg(BH4)2 + 2 UAIH4 —> Mg(AlH4)2 + 2LiBH4 .
Описан также метод получения Mg(AlH4)2 по реакции:
MgH2 + 2А1Н3 —♦ Mg(AlH4)2 .
Перспективы применения. Комплексные гидриды используются в
качестве горючих компонентов жидких и твердых ракетных топлив.
Предложены составы ракетных топлив, содержащие UBH4, LiAlHU
[9.3, 9.16, 9.20, 9.26, 9.94-9.99, 9.103].
Пожаро- и взрывоопасные свойства. Все борогидриды горючи,
самовоспламеняются на воздухе и могут образовывать взрывоопасные
пыли. Опасность воспламенения пыли усугубляется выделением
водорода под действием атмосферной влаги. Работы с борогидридами
желательно проводить в сухих камерах, в атмосфере инертного газа,
особенно это относится к ЬЛВНЦ, который воспламеняется во влажном
воздухе, при попадании воды, а также при соприкосновении с
некоторыми органическими материалами, содержащими целлюлозу (бумагой,
тканью).
Борогидрид алюминия при действии сухого воздуха или кислорода
не самовоспламеняется при комнатной температуре, но с повышением
температуры реакция становится более бурной. Температура
самовоспламенения А1(ВН4)з во влажном кислороде 20 °С, в сухом 110°С.
Работа с алюмогидридами металлов также связана с опасностью.
Они воспламеняются при увлажнении и в результате электрического
разряда, возникающего при измельчении на воздухе в шаровых
фарфоровых мельницах или при пересыпании с помощью стеклянных воро-

334 Гл. 9. Гидриды металлов - компоненты энергоемких горючих
нок. При работе с большими количествами алюмогидридов возникает
опасность порошкового взрыва. Измельчение, растворение и другие
операции с алюмогидридами следует проводить в инертной атмосфере,
для пересыпания использовать воронки из меди.
Загоревшиеся борогидриды и алюмогидриды следует тушить сухим
песком, мелом, кошмой или задувать их азотом, СОг- При подаче
порошкообразного состава на поверхность горящего UAIH4
наблюдается эффект "кипения" поверхностного слоя огнетушащего порошка,
обусловленный выделением водорода, образующегося при разложении
гидрида [9.107]. Применение воды, пенных, углекислотных и галоге-
нуглеводородных огнетушителей недопустимо. При работе с большими
количествами гидридов следует надевать костюмы из негорючего
материала [9.4].
Токсические свойства. Борогидриды токсичны. При попадании на
кожу и слизистые оболочки вызывают раздражение, ЫВНЦ может
вызвать ожоги и дерматиты. Опасной является пыль борогидридов,
раздражающая дыхательные пути. Высокой биологической
активностью характеризуется Ве(ВН4)2- Определяющее значение в
токсическом действии имеет ион бериллия, обладающий общетоксическим,
аллергическим, канцерогенным и эмбриотоксическим действием. При
вдыхании в легких развивается бериллиоз. ПДК (в пересчете на Be) в
воздухе рабочей зоны 0,001 мг/м3, в воде водоисточников 0,0002 мг/л.
Класс опасности 1.
Алюмогидриды также раздражают кожу и особенно слизистые
оболочки. UAIH4 является токсичным соединением, вызывает
разнообразные аллергические симптомы как все соединения лития.
Индивидуальные средства защиты: перчатки, очки, защитные
маски, респираторы. С кожи гидриды следует смывать большим
количеством воды [9.4].

Литература
К главе 1
1.1 Яновский Л.С., Дубовкин Н.Ф. и др. Энергоемкие горючие. -
Казань: АБАК, 1997. 131с.
1.2 Дубовкин Н.Ф., Яновский Л.С, Харин А.А. Топлива для
воздушно-реактивных двигателей. - М.: МАТИ, 2001. 443 с.
1.3 Абросимов В.Ф. и др. Методы расчета теплофизических свойств
газов и жидкостей. ВНИПИнефть, Термодинамический центр
В/О Нефтехимии. - М.: Химия, 1974. 241с.
1.4 Дубовкин Н.Ф., Маланичева В.Г., Массур ЮЛ. и др. Физико-
химические и эксплуатационные свойства реактивных топлив.
Справочник. - М.: Химия, 1985. 240 с.
1.5 Обзор основных направлений научной деятельности ЦИАМ
за 50 лет. - М.: ЦИАМ, 1980. 453 с.
1.6 Вклад ЦИАМ в авиационную химмотологию (1933-2003 гг.). -
М.: ЦИАМ, 2003. 36 с.
1.7 Соловьев А.Н., Благовистная В.И. Обобщенная зависимость
поверхностного натяжения реактивных топлив от
температуры // Химия и технология топлив и масел. 1977. № 3. С. 53-55.
1.8 Aviation Week. 2006. V. 165. № 5. P. 23.
1.9 Handbook of Aviation Fuel Properties. Third Edition.-
Coordinating Research Council, Inc, 2004.
1.10 Kulkarni S.G., Kumar V.A., Kumar U.P. New Hydrocarbon Based
Liquid Fuels for Ramjet Applications // Proc. of Institute of
Armament Technology, Girinagar, India. 2006. 8 p.
1.11 Дубовкин Н.Ф., Репников А.А. Энергоемкие горючие // В кн.
Научный вклад в создание авиационных двигателей (книга 2) /
Под ред. В.А. Скибина и В.И. Солонина. - М.:
Машиностроение, 2000. С. 588-591.
1.12 Каторгин Б.И., Семенов В.И., Стороженко И.Г., Челъкис Ф.Ю.
Боктан как перспективное горючее для ЖРД // Труды НПО
"Энергомаш" имени академика В.П.Глушко. - М., 2005. Вып.
23. С. 4-14.
1.13 Азов В., Воронцов Д. Последний бой углеводородов? // Новости
космонавтики. 2008. № 2. С. 44-46.

336 Литература
К главе 2
2.1 Яновский Л.С, Дубовкин Н.Ф., Галимов Ф.М. и др.
Энергоемкие горючие. - Казань: АБАК, 1997. 131 с.
2.2 Дубовкин Н.Ф., Яновский Л.С, Харин А.А. и др. Топлива для
воздушно-реактивных двигателей. - М.: МАТИ, 2001. 443 с.
К главе 3
3.1 Дубовкин Н.Ф., Яновский Л.С, Харин А.А. и др. Топлива для
воздушно-реактивных двигателей. - М.: МАТИ, 2001. 443 с.
3.2 Алексеев Ю. Авиационные синтетические топлива. -
Зарубежное военное обозрение, 1980. 240 с.
3.3 Дубовкин Н.Ф. Суспензионные тиксотропные
металлизированные горючие // В кн. Научный вклад в создание авиационных
двигателей (книга 2) / Под ред. В.А. Скибина и В.И.
Солонина. - М.: Машиностроение, 2000. 616 с.
3.4 Яновский Л.С, Дубовкин Н.Ф., Галимов Ф.М. и др.
Энергоемкие горючие. - Казань: АБАК, 1997. 131 с.
3.5 Яновский Л.С, Дубовкин Н.Ф., Галимов Ф.М. и др.
Инженерные основы авиационной химмотологии. - Казань: Изд-во
Казанского государственного университета, 2005. 714 с.
3.6 Научный вклад в создание авиационных двигателей. Книга 2 /
Под ред. В.А. Скибина и В.И. Солонина. - М.:
Машиностроение, 2000. 616 с.
3.7 Bruee N.W., Mongua H. Carbon-Slurry Fuel Combustion. AFWL-
TR-80-2035. Air Research Mfg/Co/Arisona, 1980.
К главе 4
4.1 Яновский Л.С, Дубовкин Н.Ф., Галимов Ф.М. и др.
Энергоемкие горючие. - Казань: АБАК, 1997. 131 с.
4.2 Дубовкин Н.Ф., Яновский Л.С., Харин А.А. и др. Топлива для
воздушно-реактивных двигателей. - М.: МАТИ, 2001. 443 с.
К главе 5
5.1 Дубовкин Н.Ф., Брещенко Е.М. Легкие моторные топлива
и их компоненты. Справочник. - М.: Химия, 1999. 480 с.
5.2 Яновский Л.С, Дубовкин И.Ф., Галимов Ф.М. и др.
Энергоемкие горючие. - Казань: АБАК, 1997. 131 с.
5.3 Яновский Л.С, Дубовкин Н.Ф., Галимов Ф.М. Экология легких
моторных топлив. - Казань: Каз. науч. центр РАН, 1997. 204 с.
5.4 Татевский ЕМ. Химическое строение углеводородов и
закономерности в их физико-химических свойствах . - М.: МГУ, 1953.
320 с.

Литература 337
5.5 Долин П.А. Справочник по технике безопасности. - М.:
Энергия, 1973. 240 с.
5.6 Годжелло М.Г. и др. Легковоспламеняющиеся и горючие
жидкости. Справочник. - М.: Минкоммхоз, 1956. 111с.
5.7 Zabetakes M.J. Minimum Spontaneous Ignition Temperatures
of Combustibles in Air// Ind. Enging. Chem. 1954. V.46. № 10.
5.8 Bachman K.C. // I. Chem. Eng. Data. 1961. V.6. № 4. P. 631.
5.9 Jackson J.L. Spontaneous Ignition Temperatures of Commercial
Fluid and Pure Hydrocarbons // Ind. Enging Chem. 1951. V.43.
№ 12.
5.10 Coward H.F., Jones Y. Limits of Flammability of Gases and
Vapors. - Washington. 1952.
5.11 Дубовкин Н.Ф. Справочник по теплофизическим свойствам
углеводородных топлив и их продуктов сгорания. - М. - Л.:
Госэнергоиздат, 1962. 288 с.
5.12 Физико-химические свойства индивидуальных углеводородов
(рекомендуемые значения) / Под ред. проф. В.М. Татевского. -
М.: ГНТИ нефтяной и горнотопливной лит., 1960. 412 с.
5.13 Справочник химика. Т.1. - М.: Госхимиздат, 1962. 1071 с.
5.14 Чертков Я.Б., Большаков Г.Ф., Гулин Е.И. Топлива для
реактивных двигателей. - М.: Недра, 1964. 226 с.
5.15 Вареафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам
газов и жидкостей. - М.: Наука, 1972. 720 с.
5.16 Jossi J.A., Stiel L.I., Thodes G. The Viscosity of Pure Substances
in the Densed Gaseous and Liquid Phases. - AICR. J. 1962. V.8
P. 59-63.
5.17 Справочник по теплопроводности жидкостей и газов / Варгаф-
тик Н.Б., Филиппов Л.П., Тарзиманов А.А., Тоцкий Е.Е. - М.:
Энергоатомиздат, 1990. 352 с.
5.18 Miller J.W., Yaws C.L. Correlation Constants for Liquids-Surface
Tension // Chem. Eng. 1976.V.83. № 22. P. 127-129.
5.19 Абас-Заде A.K., Мамедов И.А., Аббасов К. и др. Теплофизиче-
ские свойства жидкостей. - М.: Наука, 1970. 224 с.
5.20 Дубовкин Н.Ф., Яновский Л.С., Харин А.А. и др. Топлива для
воздушно-реактивных двигателей. - М.: МАТИ, 2001. 443 с.
5.21 Дубовкин Н.Ф., Репников А.А. Энергоемкие горючие // В кн.
Научный вклад в создание авиационных двигателей (книга 2) /
Под ред. В.А.Скибина и В.И. Солонина. - М.: Машиностроение,
2000. С. 588-591.
5.22 Джемилев У.М., Хуснутдинов Р.И., Толстиков Г.А. Норборна-
диены в синтезе полициклических напряженных углеводородов
с участием металлокомплексных катализаторов //Успехи химии.
1987. № 1. С. 65-94.
12 В. Н. Бакулин, Н.Ф. Дубовкин, В. Н. Котова и др.

338 Литература
5.23 Burdette G.W., Lander H.R., McCoy J.R. / J. Energy. 1978. V.2.
№ 5. P.289.
5.24 Fray G.I., Saxton R.G. Chemistry of Cyclooctatetraene and its
Derivatives. - London: Cambridge University Press, 1978. 492 p.
5.25 Schroder G. Cyclooctatetraen. - Weinheim: Verlag Chemie, 1965.
88 p.
5.26 Schrauzer G.N., Eichler S. / Chem. Ber. 1962. V.92. P.550.
К главе 6
6.1 Химическая энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия.
Т. 1-4, 1988.
6.2 Сарнер С. Химия ракетных топлив. - М.: Мир, 1969. 488 с.
6.3 Жигач А.Ф., Стасиневич Д.С. Химия гидридов. - Л.: Химия,
1969. 676 с.
6.4 Херд Д. Введение в химию гидридов. - М.: ИЛ, 1955. 238 с.
6.5 Хайош А. Комплексные гидриды в органической химии. -
Л.: Химия, 1971. 624с .
6.6 Михайлов Б.М. Химия бороводородов. - М.: Наука, 1967. 483 с.
6.7 Беспамятное Г.П., Кротов Ю.А. Предельно допустимые
концентрации химических веществ в окружающей среде. -
Л.: Химия, 1985. 528 с.
6.8 Вредные химические вещества. Неорганические соединения
элементов I—IV групп / Под. ред. В.А. Филова. Справочник. -
Л.: Химия, 1988. 512 с.
6.9 Патент США № 5714711.
6.10 Заявка Японии № 1177861.
6.11 Заявка Японии № 6500988.
6.12 Патент Японии № 3360177.
6.13 Riebling R.W., Powell W.B. / J. of Spacecraft and Rockets. 1971.
V.8. № 1. P. 4-14.
6.14 Маккей К. Водородные соединения металлов. - М.: Мир, 1968.
242 с.
6.15 Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам
газов и жидкостей. - М.: Физматгиз, 1963. 708 с.
6.16 Wirth H.E. Palmer E.D. Vapor Pressure and Dielectric Constant
of Diborane //J. Phys.Chem. 1956. V.60. № 7. P. 911-913.
6.17 Smith S.H., Miller R.R. Some Physical Properties of Diborane,
Pentaborane and Aluminium Borohydride // J. Am. Chem. Soc.
1950. V.72. P. 1452-1458.
6.18 Evans W.H., Prosen E.L, Wagman D.D. Thermodynamic and
Transport Properties of Gases, Liquids and Solids. - New York,
1959. P. 226-235.

Литература 339
6.19 Wirth H.E., Palmer E.D. Dielectric Constant and Vapor Pressure
of Pentaborane // J. Phys. Chem. 1956. V.60. № 7. P. 914-916.
6.20 Feller D., Dixon D.A. Heat of Formation of Simple Boron
Compounds // J. Phys. Chem. A. 1998. V.102. № 35. P. 7053-
7059.
6.21 Cheng M.-F., Но Н.-0., Lam C.-S. Heat of Formation for the Boron
Hydrides: a Gaussian-3 Study // Chem. Phys. Lett. 2002. V.356.
№ 1-2. P. 109-119.
6.22 Furukawa G.T., Park R.P. Heat Capacity, Heats of Fusion and
Vaporization and Vapor Pressure of Decaborane (ВюНн) // J. Res.
Natl. Bur. Stand. 1955. V.55. № 5. P. 255-260.
6.23 Rifkin E.f Kerr E.t Jonston H. Condensed Gas Calorimetry. IV. The
Heat Capacity and Vapor Pressure of Saturated Liquid Diborane
Above the Boiling Point // J. Am. Chem. Soc. 1953. V.75. № 4.
P. 785-788.
6.24 Kerr E.f Hallet N., Johnston H. Low Temperature Heat Capacity of
Inorganic Solids. VI. The Heat Capacity of Decaborane, Вю Ни,
from 14 to 305 К // J.Am.Chem.Soc. 1951. V.73. № 3. P. 1117-
1119.
6.25 Keller W., Johnston H. A. Note on the Vibrational Frequencies and
the Entropy of Decaborane // J. Chem. Phys. 1952. V.20. № 11.
P. 1749-1751.
6.26 Граймс Р. Карбораны. - M.: Мир, 1974. 264c.
6.27 Дубовкин Н.Ф., Яновский Л.С., Харин А.А. Топлива для
воздушно-реактивных двигателей. - М.: МАТИ, 2001. 443 с.
6.28 Яновский Л.С., Дубовкин Н.Ф., Галимов ФМ. Энергоемкие
горючие. - Казань: АБАК, 1997. 131 с.
6.29 Патент России № 0002288207.
6.30 Miller G.A. The Vapor Pressure of Solid Decaborane // J.Phys.
Chem. 1963. V.67. P. 1363-1364.
К главе 7
7.1 Яновский Л.С, Дубовкин Н.Ф., Галимов ФМ. и др.
Энергоемкие горючие. - Казань: АБАК, 1997. 131 с.
7.2 Дубовкин Н.Ф., Яновский Л.С, Харин АЛ. и др. Топлива для
воздушно-реактивных двигателей. - М.: МАТИ, 2001. 443 с.
7.3 Научный вклад в создание авиационных двигателей. Книга 2 /
Под ред. В.А. Скибина и В.И. Солонина. - М.:
Машиностроение, 2000. 616 с.
7.4 Шифрин B.C., Самосатский Н.Н. Полиэтилен. - Л.: Госхимиз-
дат, 1962. 176 с.
7.5 Химическая энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия.
Т.1-4. 1988.

340 Литература
7.6 Полиэтилен низкого давления / Под ред. Н.М. Егорова. -
Л.: ГНТИХЛ, 1960. 94 с.
7.7 Клар Э. Полициклические углеводороды. Т. 1. - М.: ИЛ, 1971.
Т.1. 455 с.
7.8 Вредные химические вещества. Углеводороды. Галогенпроиз-
водные углеводородов. Справочник / Под ред. В.А. Филова. -
Л.: Химия, 1990. 732 с.
К главе 8
8.1 Гордон, Ли. Металлы как горючее в многокомпонентных
ракетных топливах // Ракетная техника. 1962. № 4. С. 105-112.
8.2 Сарнер С. Химия ракетных топлив. - М.: Мир, 1969. 488 с.
8.3 Жидкие и твердые ракетные топлива. Сб. статей / Под ред.
Ю.Х. Шаулова. - М.: ИЛ, 1959. 438 с.
8.4 Ракетные топлива / Под ред. Я. М. Паушкина. - М.: Мир, 1975.
188 с.
8.5 Волков Е.Б., Мазинг Г.Ю., Шишкин Ю.Н. Ракетные двигатели
на комбинированном топливе. - М.: Машиностроение, 1973.
184 с.
8.6 Яновский Л.С, Дубовкин Н.Ф., Иванов В.Ф. Энергоемкие
горючие. - Казань: АБАК, 1997. 131 с.
8.7 Чиркин B.C. Теплофизические свойства материалов ядерной
техники. Справочник. - М.: Атомиздат, 1968. 484 с.
8.8 Химическая энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия.
Т. 1-4. 1988.
8.9 Таблицы физических величин. Справочник / Под ред. И.К.
Кикоина. - М.: Атомиздат, 1976. 1008 с.
8.10 Термодинамические свойства индивидуальных веществ.
Справочник/ Под ред. В.П. Глушко. - М. : Наука, 1979 (Т.2), 1981
(Т.З), 1982 (Т.4).
8.11 Свойства элементов. 4.1 Физические свойства. Справочник /
Под ред. Г.В. Самсонова. - М.: Металлургия, 1976. 600 с.
8.12 Свойства элементов. Справочник. Кн.1 / Под ред. М.Е. Дри-
ца. - М.: Издательский дом "Руда и металлы", 2003. Кн.1.
456 с.
8.13 Новикова СИ. Тепловое расширение твердых тел. - М.: Наука,
1974. 291 с.
8.14 Зиновьев В.Е. Теплофизические свойства металлов при высоких
температурах. Справочник - М.: Металлургия , 1989. 384 с.
8.15 Кубашевский О., Олкокк СБ. Металлургическая
термохимия. - М.: Металлургия, 1982. 392 с.
8.16 Шпильрайн Э.Э., Фомин В.А. и др. Исследование вязкости
жидких металлов. - М.: Наука, 1983. 243 с.

Литература 341
8.17 Теплопроводность твердых тел. Справочник / Под ред.
А.С. Охотина. - М.: Энергоатомиздат, 1984. 320 с.
8.18 ЭмслиДж. Элементы. - М.: Мир, 1993. 256 с.
8.19 Справочник по редким металлам / Под ред. С.А Гемпела. -
М.: Мир, 1965. 946 с.
8.20 Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам
газов и жидкостей. - М.: Физматгиз, 1963. 708 с.
8.21 Остроушко Ю.И., Бучихин П.И. и др. Литий, его химия
и технология. - М.: Атомиздат, 1960. 199 с.
8.22 Литий. Сб. переводов / Под ред. О.С. Сергеевой. - М.: ИЛ,
1954. 104 с.
8.23 Шпильрайн Э.Э., Якимович К.А., Тоцкий Е.Е. Теплофизические
свойства щелочных металлов - М.: Изд. Стандартов, 1970.
487 с.
8.24 Субботин В.И, Арнольдов М.Н., Ивановский М.Н. Литий. -
М.: Атомиздат, 1999. 263 с.
8.25 Михайлов В.Н., Евтихин В.А., Люблинский И.Е. Литий в
термоядерной и космической энергетике XXI века. - М.:
Энергоатомиздат, 1999. 528 с.
8.26 Быстрое П.И, Каган Д.Н. Жидкометаллические теплоносители
тепловых труб и энергетических установок . - М.: Наука, 1988.
263 с.
8.27 Теплофизические свойства щелочных металлов. / Под ред.
В.А. Кириллина. - М.: Изд. Стандартов. 1970. 487 с.
8.28 Chi Т.С Electrical Resistivity of Alkali Elements // J. Phys. Chem.
Ref. Date. 1979. V8. P. 339-438.
8.29 Патент США № 5180452.
8.30 Патент США № 5714711.
8.31 Арбит, Клапп, Нагаи. Исследование характеристик трехком-
понентного топлива литий-фтор-водород // Вопросы ракетной
техники. 1971. № 8. С. 39-53.
8.32 ГОСТ 8774-75. Литий. Технические условия.
8.33 Вредные химические вещества. Неорганические соединение
элементов I—IV групп. Справочник / Под ред. В.А. Филова. -
Л.: Химия, 1988. 518 с.
8.34 Беспамятное ГЛ., Кротов Ю.А. Предельно допустимые
концентрации химических веществ в окружающей среде. -
Л.: Химия, 1985. 528 с.
8.35 Горман Ф., Уайт X. Исследование характеристик бериллийсо-
держащих твердых топлив // Вопросы ракетной техники. 1971.
№ 1. С. 41-62.
8.36 Бериллий / Под ред. Д. Уайта, Д. Берка. - М.: ИЛ, 1960. 616 с.

342 Литература
8.37 Бериллий: токсикология, гигиена, профилактика, диагностика
и лечение бериллиевых поражений. Справочник / Под ред.
А.И. Бурназяна. - М.: Энергоатомиздат, 1985. 157 с.
8.38 Дарвин Дж., Баддери Дж. Бериллий. - М.: ИЛ, 1962. 324 с.
8.39 Коган Б.И., Капустинская К.А., Топунова Г.А. Бериллий. -
М.: Наука, 1975. 371 с.
8.40 Милое И.В., Климов Ю.Ф. О вязкости жидкого бериллия //
Изв. АН СССР. Металлы. 1969. Т.43. № 4. С. 82-83.
8.41 Патент США № 5339624.
8.42 Но C.Y., Powell R.W. Thermal Conductivity of the Elements:
a Comprehensive Review // Phys. Chem. Rev. Data. 1974. V. 3.
№1.
8.43 Бор, его соединения и сплавы / Под ред. Г.В. Самсонова. -
Киев.: АН УССР, 1960, 590 с.
8.44 Natan B.f Gany A. Effects of Bypass Air on the Combustion
of Boron Particles in a Solid Fuel Ramjet // AIAA Pap. 1988.
№ 2886. С 1-4.
8.45 Pein /?., Vinnemeier F. The Influence of Swirl and Fuel
Composition of Boron-Containing Fuels on Combustion in a Solid
Fueled Ramjet Combustion Chamber // AIAA Pap. 1989. № 2885.
С 1-9.
8.46 Патент США № 5591936.
8.47 Заявка Японии № 59-246885.
8.48 Патент США № 4141768.
8.49 Патент США № 5143566.
8.50 Заявка Японии № 3036215.
8.51 Патент США № 5074938.
8.52 Патент США № 6652682.
8.53 Заявка Японии № 1177860.
8.54 Патент США № 5498303.
8.55 Патент Германии № 2820783.
8.56 Патент Германии № 2820969.
8.57 Патент Японии № 3360177.
8.58 Патент ЕР № 1496035.
8.59 Патент Японии № 6060078.
8.60 Патент ЕР № 0487473.
8.61 Mitani T, Izumikawa.M. Combustion Efficiencies of Aluminum
and Boron in Solid Propellant // J. Spacecraft and Rockets. 1991.
V.28. № 1. p. 79-84.
8.62 Матханов Э.И. О токсичности и фиброгенных свойствах пыли
аморфного и кристаллического бора // Гигиена труда и
профзаболеваний. 1974. № 6. С. 40-45.

Литература 343
8.63 Udy М. Reactor Handbook. V.3. Sect. I. USA AECD - 3647. 1955.
March. P. 505.
8.64 ZeiseH. Thermodynamic. Tabellen. - Leipzig. 1954. В 111/1.31 IS.
8.65 Самарин Г. К выбору компонентов ракетного топлива //
Двигатель. 2001. № 6. С. 24-25.
8.66 Golikoua O.A., Zeitsev V.K. Thermal Conductivity of Boron and
of its Crystal Structure Analoges // Phys. Stat. Sol. (A). 1974. V.
21. №2. P. 405-412.
8.67 Голикова О.А., Саматов С. Бор и его полупроводниковые
соединения. - Ташкент: Фан. 1982. 38 с.
8.68 Greiner E.S., Gutowski J.A. Electrical Resistivity of Boron //
J. Appl. Phys. 1957. V.28. № 11. P. 1364-1365.
8.69 ТУ 1-92-154-90. Бор аморфный.
8.70 Варгафтик Н.Б., Филиппов Л.П. Справочник по
теплопроводности жидкостей и газов. - М.: Энергоатомиздат, 1990. 352 с.
8.71 Алюминий: свойства и физическое металловедение.
Справочник / Под ред. Дж. Е. Хэтча. - М.: Металлургия, 1989. 422 с.
8.72 Миснар А. Теплопроводность твердых тел, жидкостей, газов
и их компонентов. - М.: Мир, 1968. 464 с.
8.73 Чиркин B.C. Теплопроводность промышленных материалов.
- М.: Машгиз, 1962. 172 с.
8.74 Mitsuno M., Kuwahare Т., Kosaka К. Combustion of Metallized
Propellants for Ducted Rockets // AIAA Pap. 1987. № 1724.
8.75 Ягодников Д.А., Гусаченко E. И. Экспериментальное
исследование дисперсности конденсированных продуктов сгорания
аэровзвеси частиц алюминия // Физика горения и взрыва. 2004.
Т.40. № 2. С. 33.
8.76 Lang С. Aluminium. 1974. V.50. № 11. Р. 731.
8.77 Lang С. Zeitschrift fur Metallkunde. 1977. V.68. № 2. P. 113.
8.78 ГОСТ 11069 - 2001. Алюминий первичный. Марки.
8.79 Патент США № 4619722.
8.80 Патент США № 6066214.
8.81 Патент США № 5047097.
8.82 Патент России № 2211355.
8.83 Симе, Крамп, Ли. Исследование твердых топлив для РПД //
Вопросы ракетной техники. 1967. № 3. С.42.
8.84 Habu Н. Nozoe К., Yamaya T. The Combustion of Mg/Al -
Ammonium Perchlorate Based Propellants // J. Jap. Explos. Soc.
1999. V.60. № 2. P. 83-90.
8.85 Мержанов AT., Григорьев ЮМ. Воспламенение алюминия /
Препринт. - Черноголовка, 1977. 23 с.

344 Литература
8.86 Городецкая Е.Н. О действии пыли металлического алюминия
на легкие. - М.: АМН СССР, 1951. № 17.
8.87 Правила безопасности при производстве порошков и пудр
алюминия, магния и сплавов на их основе. - М.: Металлургия, 1972.
315 с.
8.88 Патент США № 6783656.
8.89 Кубашевский О., Эванс Е. Термохимия в металлургии. -
М.: ИЛ, 1954. 422 с.
8.90 Shmidt U.Z. Naturforsch. 1970. Bd. 25A. № 819. S. 1258-1264.
8.91 ГОСТ 11070-74. Чушки первичного алюминия. Технические
условия.
8.92 Самсонов Г.В., Серебрякова Т.Н., Неронов ВА. Бориды. -
М.: Атомиздат, 1975. 375 с.
8.93 Неронов В.А. Бориды алюминия. - Новосибирск: Наука, 1966.
70 с.
8.94 Серебрякова Т.Н., Неронов ВА., Пешее П.Д.
Высокотемпературные бориды. - М.: Металлургия, 1991. 368 с.
8.95 Кислый П.С, Неронов В А., Прихна ТА. Бориды
алюминия. - Киев: Наукова Думка, 1990. 190 с.
8.96 Чужко Р.К., Неронов ВА. Особенности синтеза и свойства
боридов алюминия // Неорганические материалы. 1995. Т. 31.
№8. С.1043-1047.
8.97 Харламов А.И., Кириллова Н.В., Лойченко СВ. Свойства
боридов и борокарбидов алюминия // Ж. прикладной химии. 1998.
Т.71. №5. С. 717-724.
8.98 Неронов ВА. Обзор данных по диаграмме состояния системы
А1-В // Порошковая металлургия. 1989. № 10. С. 58-62.
8.99 Корсукова М.М., Попов В.В., Гурин В.Н. Получение
монокристаллов додекаборида алюминия - перспективного
высокотвердого материала // Сверхтвердые материалы. 1980. № 6. С. 7-9.
8.100 Фоменко В.В, Харламов А.И., пуда Т.И. Способ получения
борида алюминия А1В29-31 // А.С. СССР. № 1816737.
8.101 Mota J.M., Martinez M.A., Velasco F. Preparation of
Aluminiumboride by Powder Technology // Ceram. Int. 2004.
V.30. № 2. P. 301-306.
8.102 Mota J.M., Abenojar ]., Martinez MA. Borides and Vitreous
Compounds Sintered as High-Energy Fuels // J. Solid State Chem.
2004. V.I77. № 2. P. 619-627.
8.103 Неронов В А., Перминов В.П. Безопасность и вопросы экологии
при получении боридов алюминия // Вест. Сиб. гос. геод. акад.
2002. № 7. С. 218-224.
8.104 Заявка Германии № 053704305.
8.105 Заявка Японии № 63269537.

Литература 345
8.106 Giardini A A., Kohni J.A., Toman L. Vector Hardness Properties
of Boron and Aluminium Borides // Poron Synthesis, Structure
and Properties. - New York: Plenum Press, 1960. P. 75-82.
8.107 Kohn J.A., Katz G. A New Phase and a Critique on the Aluminium
Borides // Z. Kristallographie. 1961. B.I 16. S. 134-142.
8.108 Higashi I.H., Iwasaki T.Ho. Single-Crystal X-Ray Diffraction
Study of AIB31 of the Rhombohedral Boron Structure // J. Solid
State Chem. 1989. V.82. № 1. P. 230-238.
8.109 Burkhard U., Gurin V., Haarmann F. On the Electronic and
Structural Properties of Aluminium Diboride // J. Solid State
Chem. 2004. V.I77. № 2. P. 389-394.
8.110 Higashi I, Iwasaki #., Ito T Boron, Borides and Related
Compounds // J. Solid State Chem. 1997. V.I33. № 1. p. 543-574.
8.111 Техника высоких температур / Под ред. Н.Э. Кэмбелла. -
М.: ИЛ, 1959. 596 с.
8.112 Голикова О.А., Зайцев В.К. Термоэлектрические свойства
полупроводниковых материалов с нестандартным механизмом
проводимости // Физика и техника полупроводников. 1972. Т.6. № 9.
С. 1724-1728.
8.113 Харламов А.И., Мурзин Л.М., Лойченко СВ. Исследование
электропроводности и коэффициента термо-ЭДС горячепрессо-
ванных образцов боридов и борокарбидов алюминия // Бориды.
Сб. научных тр. - Киев: ИПМ АН УССР. 1990. С. 107-112.
8.114 Голикова О.А. Икосаэдрические бориды и аморфный бор //
Физика и техника полупроводников. 1992. Т.26. № 9. С.1604-1611.
8.115 Эйдензон М.А. Магний. - М.: Металлургия, 1969. 352 с.
8.116 McGonigal P.J. The Liquid Temperature Range, Density and
Critical Constants of Magnesium. // J. Phys. Chem. 1962. V.66.
№ 4. P.737-740.
8.117 Советский энциклопедический словарь / Под ред. A.M.
Прохорова. - М.: Советская энциклопедия, 1985. 1600 с.
8.118 ГОСТ 804-93. Магний первичный в чушках. Технические
условия.
8.119 Патент США № 4729317.
8.120 Тоцкий Е.Е., Тонконогов В.Б. Давление насыщенного пара
жидкого магния и термодинамические функции конденсированной
фазы // Теплофизика высоких температур. 1985. Т.23. № 4.
С.687-691.
8.121 Stull D.R., McDonald R.A. // J. Amer. Chem. Soc. 1955. V.55.
P.5293.
8.122 Рейнор Г.В. Металловедение магния и его сплавов. - М.:
Металлургия, 1964. 487 с.

346 Литература
8.123 Герасимов Х.И. и др. Химическая термодинамика в цветной
металлургии. - М.: Металлургия, Т.IV. 1966. 247 с.
8.124 Шпильрайн Э.Э., Каган Д.Н., Салихов Т.П. Теплоемкость
магния в твердой и жидкой фазах до 1600 К // Теплофизика
высоких температур. 1984. Т.22. № 3. С.619-621.
8.125 Бугаенко Л.Т., Рябых СМ. Средняя электронная плотность
атомных валентных электронов и физико-химические свойства.
II. Свойства металлов в жидком состоянии // Вестн. МГУ. Сер.
2. 1999. Т.40. № 4. С.277-283.
8.126 Шпильрайн Э.Э., Фомин В.А. и др. Теплофизические свойства
щелочноземельных металлов в жидкой фазе (плотность,
поверхностное натяжение, вязкость). Обзоры по теплофизическим
свойствам веществ. ТФЦ. - М.: ИВТАН, 1983. № 2(40). 80 с.
8.127 Chi T.C. Electrical Resistivity of Alkaline Earth Elements //
J. Phys. Chem. Ref. Data. 1979. V.8. № 2. P.439-497.
8.128 Лакшин М.З., Макаров Г.С. Актуальные проблемы
производства и переработки магния // Цветная металлургия. 2005. № 5.
С.46-54.
8.129 Краткая химическая энциклопедия. - М.: Советская
энциклопедия, 1967. Т.1-5.
8.130 Миллер. Г.Л. Цирконий. - М.: ИЛ, 1959. 392 с.
8.131 Металлургия циркония / Под ред. Г.А. Меерсона, Ю.В. Гага-
ринского. - М.: ИЛ, 1959. 420 с.
8.132 Блюменталь У.Б. Химия циркония. - М.: ИЛ, 1963. 341 с.
8.133 Цирконий. Сб. переводов / Под ред. Е.А. Беляевой и
А.Ш. Роста. - М.: ИЛ, 1954. 4.1. 172 с.
8.134 Патент Японии № 3005652.
8.135 Патент США № 6066213.
8.136 Патент США № 6258188.
8.137 Патент России 0002240994.
8.138 Металлургия гафния / Под ред. Д.Е. Томаса, Е.Т. Хейса. -
М.: Металлургия, 1967. 308 с.
8.139 Гафний / Под ред. Л.Н. Комиссаровой. - М.: ИЛ, 1955. 364 с.
8.140 Шека И.А., Каклышева К.Ф. Химия гафния. - Киев: Наукова
думка, 1973. 455 с.
8.141 Келли К.К., Кинт Е.Дж. Металлургия гафния. - М.:
Металлургия, 1967. 280 с.
8.142 Заявка ЕР № 1348683.
8.143 ГОСТ 22517-77. Гафний йодидный. Технические условия.
8.144 Металлургия циркония и гафния / Под ред. Л.Г. Нехамкина. -
М.: Металлургия, 1979. 208 с.

Литература 347
8.145 Арутюнова А.В., Банчила С.Н., Филиппов Л.П. Тепловые,
электрические и излучательные свойства гафния в области высоких
температур // Теплофизика высоких температур. 1972. Т 10.
С.425-428.
8.146 Химия актиноидов / Под ред. Дж. Каца, Г. Сиборга, Л. Моро-
са. - М.: Мир, 1991. 525 с.
8.147 Торий / Под ред. Г.А. Меерсона. - М.: Госатомиздат, 1962.
301 с.
8.148 Лариков Л.Н., Юрченко Ю.Ф. Теплофизические свойства
металлов и сплавов. Справочник. - Киев: Наукова думка, 1986. 599 с.
8.149 Чижевская СВ., Чекмарев A.M. Особенности химии и
аналитического определения редких элементов (Zr, Hf, Nb, Tn, Th) -
M.: РХТУ, 1999. 79 с
8.150 Ackerman R.J., Rauh E.G. J. Chem. Thermodyn. 1972. V.4. P.521-
532.
8.151 Fertig W.A., Moodenbaugh A.R., Mapl M.B. Phys. Lett. 1972.
V.38A. P.517-518.
8.152 Теория и расчет воздушно-реактивных двигателей / Под ред.
СМ. Шляхтенко. - М.: Машиностроение, 1987. 568 с.
8.153 Кожевников И.Г., Новицкий Л.А. Теплофизические свойства
материалов при низких температурах. Справочник. - М.:
Машиностроение, 1982. 328 с.
8.154 Аронскинд С.Ш. Графит. Его свойства и метод анализа. -
Свердловск, 1964. 8 с.
8.155 Борзунов В.М. Графит. - М.: Недра, 1976. 48 с.
8.156 Зуев В.П.. Михайлов В.В. Производство сажи. - М.: Химия,
1970. 318 с.
8.157 Черныш Ч.Г., Карпов И.И. Физико-химические свойства
графита и его соединений. - Киев: Наукова Думка, 1990. 200 с.
8.158 Зейгарник В.Н., Пелецкий В.Э. Экспериментальное
исследование коэффициента теплопроводности графитированных
металлов // В сб. Теплофизические свойства твердых веществ. - М.:
Наука, 1971. С.72-75.
8.159 Knibbs R.H., Mason I.В. Thermal Expansion of Pyrolytic Graphite
and its Variation Due to Non-Alignment of the Crystallites //
Nature. 1964. V.203. № 4940. P.58-60.
8.160 Бергельсон Б.Р., Зориков Г.А. Энергия Вигнера и безопасные
условия эксплуатации реакторного графита // Инж.-физ. ж.
1964. Т.7. № 7. С.57-62.
8.161 Материалы для ядерных реакторов / Под ред. Ю.Н. Сокурс-
кого. - М.: Госатомиздат, 1963. 386 с.
8.162 Hooker C.N. Thermal Conductance of Graphite in Relation to its
Defect Structure // Proc. Roy. Soc. 1963. Ser. A. № 1364. P.83-95.

348 Литература
8.163 Leider H.R., Kricorian O.G., Jang DA. Thermodynamic Properties
of Carbon up to Critical Point // Carbon. 1973. V.ll. P.555-563.
8.164 Komatsu K., Nagamiwa T. Theory of the Specific Heat of
Graphite // J. of Phys. Soc. of Japan. 1983. V.6. № 6. P.438-443.
8.165 Gustafson P. An Evaluation of the Thermodynamic Properties and
the P, T - Phase Diagram of Carbon // Carbon. 1986. V.24. № 2.
P. 169-176.
8.166 Morgan W.C. Thermal Dilatation Coefficient of Carbon Crystal //
Carbon. 1972. V.10. № 1. P.73-79.
8.167 Marchand D. Surface Structure and Electrical Conductivity of
Natural and Artificial Graphites // Carbon. 1984. V.22. № 6.
P.497-506.
8.168 ГОСТ 17022-81. Графит. Технические условия.
8.169 ГОСТ 7885-86. Технический углерод.
8.170 ГОСТ 18307-78. Сажа белая. Технические условия.
8.171 Патент США № 4590860.
8.172 Сгорание суспензионного углеродсодержащего топлива в
турбовентиляторных двигателях со сложным циклом. Испытания
и оценка характеристик // Отчет для ДАРПА. США. 1980.
№ 18 (235). 821510 М. 8.173.
8.173 Патент Японии № 3090820.
8.174 Патент США № 5438824.
8.175 Заявка Германии № 19917672.
8.176 Заявка WO № 9511207.
8.177 Патент России № 0002271348.
8.178 Патент России № 0002272803.
8.179 Патент США № 6843868.
8.180 Bollina C.F., Friedland A.I / Nucl. Structural Engng. 1965. V.I.
№ 1. P. 7.
8.181 Klein C.A., Holland M.G. Thermal Conductivity of Pyrolytic
Graphite at Low Temperatures // Phys. Rev. 1964. V.I36. № 2A.
P.575-590.
8.182 Войтеховский Ю.Л. Минералогия техногенеза // Сб. докл. 3
семинара. - Миасс: Изд. ИМин. УО РАН. 2002. С.165-180.
8.183 Kolodney E., Tsipinyuk BJ. The Thermal Stability and
Fragmentation of Сбо Molecule up to 2000 К on the Milliseconds
Time Scale // Chem. Phys. 1994. V.100. № 11. P.8542-8545.
8.184 Zhang B.L Z. Phys. D. 1993. V.26. P.285.
8.185 Безмелъницын В.Н., Елецкий А.В., Окунь М.В. Фуллерены
в растворах // Успехи физ. наук. 1998. Т. 168 № 11. С. 1195-
1220.

Литература 349
8.186 Дикий В.В., Кабо Г.Я. Термодинамические свойства фуллеренов
Сбо и С70 // Успехи химии. 2000. Т.69. № 2. С.107-117.
8.187 Sommer Т., Kruse N. Thermal Stability of Fullerenes: A Shock
Tube Study on the Pyrolisis of C60 and C70 // J. Phys. B. 1996.
V.29. P. 4955.
8.188 Frum C.I., Engleman R. / Chem. Phys. Lett. 1991. V.I76. P.504.
8.189 Гольдшлегер Н.Ф., Моравский А. П. Гидриды фуллеренов:
получение, свойства, структура // Успехи химии. 1997. Т.66. № 4.
С.353-375.
8.190 Тарасов Б.П., Фокин В.Н., Моравский А.П. Синтез и свойства
кристаллических гидридов фуллеренов // Изв. РАН. Сер. хим.
1998. № 10. С.2093-2096.
8.191 Керл Р.Ф., Смолли Р.Э. Фуллерены // В мире науки. 1991.
№ 12. С. 14-24.
8.192 Соколов В.И., Станкевич И.В. Фуллерены - новые аллотропные
формы углерода: структура, электронное строение и химические
свойства // Успехи химии. 1993. Т.62. № 5. С.455-472.
8.193 Багрий Е.И., Караулова Е.Н. Новое в химии фуллеронов
(обзор) // Нефтехимия. 2001. Т.41. № 5. С.323-342.
8.194 Sivaraman N., Dhamodaran R., Kaliapan I. // J. Org. Chem.
1992. V. 57. P.6077.
8.195 Конарев Д.В., Любовская P.H. Донорно-акцепторные комплексы
и ион-радикальные соли на основе фуллеренов // Успехи химии.
1999. Т.68. № 1. С.23.
8.196 Соколов В.И. Проблема фуллеронов: химический аспект // Изв.
АН СССР. Сер. Хим. 1993. № 1. С.10-19.
8.197 Meijer G., Bethne D.S. J. Chem. Phys. 1990, V.93. P.7800.
8.198 Kratschmer W. Nature. 1990. V.347. P.354.
8.199 Hauff R.E. J. Phys. Chem. 1990. V.947. P.8634.
8.200 /. Miliken, T.M. Keller. Chem. Mater. 1991. V.3. P.386.
8.201 Зарубинский Г.М., Битский А.Э., Андрианова А.С.
Основные направления исследований в области получения, изучения
свойств и практического использования фуллеренов // Ж. при-
кл. химии. 1999. Т.72. № 5. С.870-875.
8.202 Pang L.S.K., Vassalo A.M., Wilson M.A. Fullerenes from Coal:
a Self-consistent Preparation and Purification Process // Energy
and Fuels. 1992. V.6. № 2. P. 176-179.
8.203 Wokisaka A., Gaument ].]., Shimizu Y. Carbon Cluster Vaporized
Directory from Graphite through Laser Vaporization // Chem. Soc.
Chem. Communs. 1993. № 4. P.347-348.
8.204 Matsumoto O., Oonuma H., Uyama H. Vaporization of Graphite in
Plasma Arc and Identification of Fullerene (Сбо) in the Deposit //
J. Electrochem. Soc. 1992. V.139. № 1. P. 1.8-1.9.

350 Литература
8.205 Yoshie К., Kasuya S., Eguchi К. Novel Method for Сбо Fullerene
Synthesis: a Thermal Plasma at Atmospheric Pressure // Appl.
Phys. Letters. 1992. V. 61. № 23. P.2782-2783.
8.206 Howard J.B., Lafleur A.L. Fullerenes Synthesis in Combustion //
Carbon. 1992. V.30. № 8. P.I 183-1201.
8.207 Scott L.T. The Methods for Fullerenes Synthesis // Angew. Chem.
Int. Ed. 2004. B. 43. № 38. S.4994-5007.
8.208 Mekalova N. V., Kuzeev I.R. Fullerenes Synthesis Сбо from Heavy
Remainders of Purified Oils // 16 Mendeleyev Congress on General
and Applied Chemistry. - Moscow, 1998. V.2. P.359.
8.209 Combustion Process Set to Cut Cost of Fullerenes // Eur. Chem.
News. 2003. V.79. № 2076. P.29.
8.210 Заявка России №2001133222/15.
8.211 Заявка России №200212390/15.
8.212 Richter Н., Emberson S.C., Fonseca A. Fabrication Methods of
Fullerenes // Rev. Inst. Fr. Petrol. 1994. V.49. № 4. P.413-419.
8.213 Богданов А.А., Дайнингер Д. Перспективы развития
промышленных методов производства фуллеренов // Ж. техн. физики.
2000. Т.70. №5. С.1-7.
8.214 Золотухин И.В., Густое А.В. Анализ методов получения
фуллеренов // Перспективные материалы. 2002. № 2. С.5-12.
8.215 Патент России № 2203852.
8.216 Патент США № 5341639.
8.217 Бражкин В.В., Ляпин А.Г. Превращения фуллерита Сбо при
высоких давлениях и температурах // Успехи физ. наук. 1996.
Т. 166. № 8. С.893-897.
8.218 Аксенова Н.А., Исакина А.П., Прохватилов А.И. Анализ
термодинамических свойств фуллерита Сбо // Физика низких
температур. 1999. Т.25. № 8-9. С.964-975.
8.219 Piacente V., Gigli G. Vapor Pressure of Ceo Buckminsterfulle-
rene // J. Phys. Chem. 1995. V.99. № 38. P. 14052-14057.
8.220 Korobov M.V., Sidorov L.N. Thermodynamic Properties of
Fullerenes // J. Chem. Thermodyn. 1994. V.26. № 1. C.61-73.
8.221 Коробов М.В., Скокан Е.В., Борисова Д.Ю. Сублимация
фуллеренов // Ж. физ. химии. 1996. Т.70. № 6. С.999-1002.
8.222 Ефимов В.Б., Межов-Деглин Л.П., Николаев Р.К.
Теплопроводность кристалла фуллерита Сбо sc-фазы // Письма в ЖЭТФ.
1997. Т.65. № 7-8. С.651-656.
8.223 Zubov V.I., Sanchez-Ortiz IF. Theoretical Stady of the Saturated
Vapor Pressure and Enthalpy of Sublimation of Сбо Fullerene //
Phys. Rev. B. 1997. T.55. № 11. P.6747-49

Литература 351
8.224 Lubov V.I, Tretiakov N.P., Sanchez J.F., Caparica A.A.
Thermodynamic Properties of the Сбо Fullerene at High
Temperatures: Calculations taking into Account the Intramolecular.
Degrees of Freedom and Strong Unharmonicity of the Lattice
Vibrations// Phys. Rev. B. 1996. V.53. № 18. P. 12080-12086.
8.225 Lubov V., Lubov L, Robela J.N. Theoretical Study of
Thermodynamic Properties of a Family of Fullerites from C36 to
C96 in the Equilibrium with their Vapors // J.Phys. Chem. B.
2003. V.107 № 38. P. 10458-10463.
8.226 Ignition and Combustion of Carbon Particles. AIAA Pap. 1995.
№2993.
8.227 Pankajavalli R., Malika C. Vapour Pressure of Сбо by a
Transpirations Method Using a Horizontal Thermobalance //
Thermochim. Acta. 1998. V.316. № 1. P.101-108
8.228 Mathews C.K. Vaporisation Studies on Buckminster Fullerene //
J. Phys. Chem. 1992. V.96. № 9. P.3566-3568.
8.229 Diky V.V., Zhyra L.S., Kabo GJ. High-Temperature Heat Capacity
of C6o Fullerene // Fullerene Sci. and Technol. 2001. V.9. № 4.
P.543-551.
8.230 Gugenberger R, Held /?., Maingast C. / Phys. Rev. Lett. 1992.
V.69. P.3774.
8.231 David W.I.F., Ibberson RM. / Europhys. Lett. 1992. V.18. P.219.
8.232 Rojas-Aguilar Aaron. An Isoperibol Micro-Bomb Combustion
Calorimeter for Measurement of the Enthalpy of Combustion.
Application to the Study of Fullerene Сбо // J- Chem. Thermodyn.
2002. V.34. № 10. P. 1729-1743.
8.233 Макарова Т.Л. Электрические и оптические свойства
мономерных и полимеризованных фуллеренов // Физ. и техн.
полупроводников. 2001. Т.35. № 12. С.257-293.
8.234 Steele W.V., Chirico R.D. Standard Enthalpy of Formation of
Buckminsterfullerenell // J. Phys. Chem. 1992. V.96. № 12.
P.4731-4733.
8.235 Withers J. C, Loutfy R. O. Fullerene Commercial Vision //
Fullerene Sci. and Technol. 1997. V.5. № 1. P. 1-31.
8.236 Лебедев Б.В., Жогова К.Б., Быкова ТА. Термодинамика фулле-
рена С6о в области 0-340 К // Изв. РАН. Сер. Хим. 1996. № 9.
С.2229-2233.
8.237 Tise I S., Klug D. D., Wilkinson D. A. / Chem. Phys. Lett. 1991.
V.I83. P.387.
8.238 Mochida L, Egaschira M. / Carbon. 1997. V.35. P.1707.
8.239 Hennrich Frank H., Eisler Hansjtirgen. Fullerenes: Aspects,
Prospects, Limits and Speculations // Ber. Bunsen. Ges. Phys.
Chem. 1997. V.101. № 1. P.1605-1612.

352 Литература
8.240 Tahigaki К. Electric Conductivity and Superconductivity of Carbon
Cluster Molecules of Fullerene (Сбо) // Organometal News. 1992.
№ 1. P.22-25.
8.241 Ar Xuwu, He Jun, Bi Zheng. Standard Molar Enthalpies of
Combustion and Formation of Сбо // J. Chem. Thermodyn. 1996.
V.28. № 10. P.1115-1119.
8.242 Kolesov V.P., Pimenovas S.M., Pavlovich V.K. Enthalpies
of Combustion and Formation of Fullerene Сбо // J. Chem.
Thermodyn. 1996. V.28. № 10. P.I 121-1125.
8.243 Yan R, Wang Y.N.A.C. Conductance Study of Polycrystal C6o //
Phys. Lett. A. 1995. V.201. № 5-6. P.443-446.
8.244 Nischizawa M., Matsue Т., Uchida I. Electrochemical in Sity
Conductivity Measurements of C-60 Thin-Films // Electroanal.
Chem. 1993. V.353. № 1-2. P.329-334.
8.245 Зубов В.И., Зубов И.В. О термодинамических свойствах высших
и младших фуллеренов // Физика тв. тела. 2002. Т.44. № 7.
С.1155-1157.
8.246 Лебедев Б.В., Маркин А.В. Термодинамические свойства поли-
фуллеритов Ceo // Физика тв. тела. 2002. Т.44. № 3. С.419-421.
8.247 Birkett P.R. Fullerenes // Annu. Repts. Progr. Chem. A. 2000.
V.96. P.467-490.
8.248 Маркин А.В., Лебедев Б.В., Смирнова Н.Н. Термодинамика
углеродных наноструктур фуллерена Сбо, полимерных фаз Сбо,
гидрофуллерена СбоНзв // International Conference of Hydrogen
Materials. Science and Chemistry of Carbon Nanomaterials. - Kiev.
IHSE, 2003. C.644-645.
8.249 Sheng Dai, Mac Toth. Ultraviolet-Visible Absorption Spectrum of
Сбо Vapor and Determination of the Сбо Vaporization Enthalpy //
J. Chem. Phys. 1994. V.101. № 5. P.4470-4471.
8.250 Cioslowski Jerzy, Rao Niny. J. / Amer. Chem. Soc. 2000. V.I22.
№ 34. P.8265-8270. '
8.251 Sai. Baba M., Lakshmi Narasimhan T.S. // Studies on the
Thermodynamics of the C60-C70 Binary Sistem // J. Phys. Chem.
1994. V.94. № 4. P. 1333-1340.
8.252 Караулова Е.Н., Багрий Е.И. Фуллерены: методы функционали-
зации и перспективы применения производных // Успехи химии.
1999. Т.68. №11. С.979.
8.253 Седов В.П. Использование метода кристаллизации для
получения чистых фуллеренов Сбо и С70 // Препр. С.-Петербург, ин-т
ядер. физ. РАН. 2005. № 2613. С. 1-18.
8.254 Дубовский Р., Безмельницин В. Массовое производство нано-
углеродных аллотропов в дуговом разряде с использованием
наддува буферного газа // Нанотехника. 2005. № 4. С.80-82.

Литература 353
8.255 Бориды и материалы на их основе / Сб. научн. тр. - Киев: АН
УССР, 1986. 200 с.
8.256 Demalski E.S., Armstrong G.T. Heats of Formation of Aluminium
Diboride and Aluminium Dodecaboride // J. Res. Natl. Bur. Stand.
1967. V.71. №4. P.307-315.
8.257 Рыбакова Г.А. Термохимическое изучение боридов бериллия
и магния: Автореф. дис. канд. хим. наук. - Л: ГИПХ, 1972. 22с.
8.258 Swift R. M.t White D. Low Temperature Heat Capacities
of Magnesium Diboride (MgB2) and Magnesium Tetraborid
(MgB4) // J. Amer. Chem. Soc. 1957. V.79. № 14. P.3641-3664.
8.259 Ляшенко В.И., Косолапова Т.Я., Серебрякова Т.Н.
Взаимодействие диборида магния с Н2О, H2O2 и кислотами// Неорг. матер.
1985. Т.21. №7. С.1133-1135.
8.260 Марковский Л.Я., Кондрашев Ю.Д., Капутовская Г.В. О
составе и свойствах боридов магния// Ж. орг. химии. 1955. Т.25.
С.433-437.
8.261 Самсонов Г.В., Серебрякова Т.И. Получение боридов металлов
И-ой подгруппы периодической системы // Ж. прикл. химии.
1960. Т.ЗЗ. № 3. С.563.
8.262 Гермаидзе М.С, Гелъд П.В., Летун СМ. Теплоемкость,
энтальпия, энтропия и давление диссоциации додекаборида магния //
Ж. прикл. химии. 1966. Т.39. № 9. С.1941-1947.
8.263 Guette A., Naslain R., Gaily J. Structure Crystalline du
Tetraborure de Magnesium // Сотр. Rend. Acad. Sci. Colon.
1972. V.275. Ser. C-41.
8.264 Ивановский Ф.Л., Медведев Н.И. Синтез, физико-химические
свойства и материаловедение сверхпроводящего MgB2 и
родственных фаз // Ж. неорг. химии. 2002. Т.47. № 4. С.661-675.
8.265 Pitti M., Galleani E. Thermal Properties of MgB2// 7th Internat.
Conf. on Materials and Mechanisms of Superconductivity High
Temperatures Superconductors (M-25-R10), Rio de Janeiro.
Physica С 2004. 408-410. C.95-96.
8.266 Самсонов Г.В., Виницкий ИМ. Тугоплавкие соединения.
Справочник. - М.: Металлургия, 1976. 560 с.
8.267 Перминов В.П., Неронов В.А. Вопросы безопасности при
получении MgB2// Вестн. Сиб. гос. геод. акад. 2004. № 9. С. 144-147.
8.268 Schmidt J., Schnelle W., Grin Y. Pulse Plasma Synthesis and
Chemical Bonding in Magnesium Diboride // Solid State Sci. 2003.
V.5. № 4. C.535-539.
8.269 Патент России № 2264366.
8.270 Константинова Л.И. Токсикокинетика боратов и боридов при
однократном воздействии // Гигиена и санитария. 1992. № 9-10.
С.61-64.

354 Литература
8.271 Jung C.U., Park M.S., Kang W.N. // Cond-mat. 2001. Prepr.
0102215.
8.272 Kremer R.K., Gibson B.I, Ahn K. // Cond-mat. 2001. Prepr.
0102432.
8.273 Wang Y., Plackowski Т., Junod A. // Cond-mat. 2001. Prepr.
0103181.
8.274 Vogt Т., Schneider G., Hriljak J.H. // Phys. Rev. B. 2001. V.63.
P. 220505 (R).
8.275 Schneider M., Lipp D., Gladun R. // Cond-mat. 2001. Prepr.
0105429.
8.276 Yang H.D., Lin J.t Li H.H. // Cond-mat. 2001. Prepr. 0104574.
8.277 Bauer E., Paul Ch., Berger S. // Cond-mat. 2001. Prepr. 0104203.
8.278 Самойлов ИМ., Шило Д.В. Влияние размеров зерна на
коэффициент термического расширения изотропных
искусственных графитов // Неорганические материалы. 2005. Т.41. № 12.
С.1456-1462.
8.279 Виргильев Ю.С. Тепловой коэффициент линейного расширения
конструкционных графитов // Физика и химия обработки
материалов, 1995. № 4. С.84-103.
8.280 Milgrom L Nano Balls and Bowls // Chem. World. 2004. T.I.
№ 12. C.14-18.
8.281 Мастеров В.Ф. Физические свойства фуллеренов // Соровский
образовательный ж. 1997. № 1. С.92-99.
8.282 Богачев А.Г., Коробов М.В., Сенявин В.М. Диаграмма
состояния фуллерена Qo при высоких температурах и давлениях //
Ж. физ. химии. 2006. Т.80. № 5. С.803-807.
8.283 Кинг М.К. Воспламенение и горение частиц и газовзвесей
частиц бора // Аэрокосмическая техника. 1983. T.I. № 8. С.45-61.
8.284 Золотко А.Н., Вовчук Я.Н. Воспламенение дисперсных систем,
гетерогенных систем с последовательными реакциями // Физика
горения и взрыва. 1983. № 2. С. 10-17.
8.285 Клячко Л.А. Воспламенение совокупности частиц при
гетерогенной реакции // Теплоэнергетика. 1956. № 8. С.65-68.
8.286 Сафанеев Д.З., Кашпоров Л.Я., Григорьев Ю.М. Кинетика
тепловыделения при взаимодействии бора с кислородом // Физика
горения и взрыва. 1981. Т.17. № 2. С.109-114.
8.287 Применение борсодержащих топлив в воздушно-реактивных
двигателях / Сб. статей № 53. - ЦИАМ, 1966. 273 с.
8.288 Matveev A.T.f Albrecht J., Konuma M. Synthesis of MgB2 Films
in Mg Vapour Flow and their Characterization // Supercond. Sci.
and Technol. 2006. V.19. № 4. P.299-305.

Литература 355
8.289 Lorenz В., Perner 0., Chu W. Superconducting Properties of
Nanocrystalline MgB2 // Supercond. Sci. and Technol. 2006. V.19.
№ 9. P.912-915.
8.290 Rojas-Aguilar A., Martinez-Herrera M. Enthalpies of Combustion
and Formation of Fullerenes by Microcombustion Calorimetry in
a Calvet Calorimeter // Thermochim. Acta. 2005. V.437. № 1-2.
P.126-133.
8.291 Заявка WO № 2005121055.
8.292 Патент России № 0002288207.
8.293 Моисеев Г.К., Ивановский А.А. Термодинамические свойства
и термическая стабильность фаз в системе Mg-B
//Неорганические материалы. 2005. Т.41. № 10. С.1206-1211.
8.294 Ватолин Н.А., Моисеев Г.К., Трусов Б.Г. Термодинамическое
моделирование в высокотемпературных неорганических
системах. - М.: Металлургия, 1994. 215 с.
К главе 9
9.1 Водород. Свойства, получение, хранение, транспортирование,
применение. Справочник. / Под ред. Д.Ю. Гамбурга, Н.Ф. Ду-
бовкина. - М.: Химия, 1989. 672 с.
9.2 Водород в металлах / Под ред. Г. Альфельда и И. Фелькля. -
М.: Мир, 1981. Т.2. 430 с.
9.3 Маккей К. Водородные соединения металлов. - М.: Мир, 1968.
242 с.
9.4 Жигач А.Ф., Стасиневич Д.С. Химия гидридов. - Л.: Химия,
1969. 676 с.
9.5 Херд Д. Введение в химию гидридов. - М.: ИЛ, 1955. 238 с.
9.6 Хайом А. Комплексные гидриды в органической химии. -
Л.: Химия, 1971. 624 с.
9.7 Физика и химия гидридов / Сб. статей. - Киев: 1972. 212 с.
9.8 Гидриды металлов / Под ред. В. Мюллера и Д. Блекледжа. -
М.: Атомиздат, 1973. 432 с.
9.9 Химия неорганических гидридов / Сб. научн. тр. - М.: Наука,
1990. 287 с.
9.10 Антонова М.М. Свойства гидридов металлов. Справочник. -
Киев: Наукова Думка, 1975. 127 с.
9.11 Химическая энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия.
Т. 1-4. 1988.
9.12 Шпильрайн Э.Э., Якимович К.А. Гидрид лития. - М.: Изд-во
стандартов, 1972. 106 с.
9.13 Вредные химические вещества. Неорганические соединения
элементов I—IV групп. Справочник / Под ред. В.А. Филова. -
Л.: Химия, 1988. 512 с.

356 Литература
9.14 Беспамятков Г.П., Кротов Ю.А. Предельно допустимые
концентрации химических веществ в окружающей среде. -
Л.: Химия, 1985. 528 с.
9.15 Патент США № 6221331.
9.16 Патент США № 6383319.
9.17 Заявка Японии № 1177861.
9.18 Заявка WO № 009880.
9.19 Ракетные топлива / Под ред. Я.М. Паушкина. - М.: Мир, 1975.
188 с.
9.20 Волков Е.Б., Мазинг Г.Ю., Шишкин Ю.Н. Ракетные двигатели
на комбинированном топливе. - М.: Машиностроение, 1973.
184 с.
9.21 Messer СЕ. A Survey Report or Litium Hydride. № 40-9470. Oct.
1960.
9.22 Mounier J. Comptes Rendus Acad. Sci. 1967. V.256C. № 22.
P.1261-1263.
9.23 Mueller W.M. Metal Hydrides. - N.Y.-L: Academic Press. 1968.
P.232-240.
9.24 Патент США № 3728434.
9.25 Коган Б.И., Капустинская К.А. Бериллий. - М.: Наука, 1975.
371 с.
9.26 Сарнер С Химия ракетных топлив. - М.: Мир, 1969. 488 с.
9.27 Бериллий / Под ред. Д. Уайта, Д. Берка. - М.: ИЛ, 1960. 616 с.
9.28 Кубашевский О., Олкокк СБ. Металлургическая термохимия. -
М.: Металлургия, 1982. 392 с.
9.29 Дарвин Дж., Баддери Дж. Бериллий. - М.: ИЛ, 1962. 324с.
9.30 Чиркин B.C. Теплофизические свойства материалов ядерной
техники. Справочник. - М.: Атомиздат, 1968. 484 с.
9.31 Stampfer J.F. The Magnesium-Hydrogen System // J. Am. Chem.
Soc. 1960. V.82. P.3504-3508.
9.32 WibergE., Bauer R.Z. Naturforsch. 1950. 5b. S.396
9.33 Chen Y., Williams J.S. Formation of Metal Hydrides by Mechanical
Alloying // J. Alloys and Compounds. 1995. V.217. P. 181-184.
9.34 Varin R.A., Li S., Calka H. Environmental Degradation by
Hydrolysis of Nanostructured /?-MgH2 Hydride Synthesized by
Controlled Reactive Mechanical Milling of Mg // J. Alloys and
Compounds. 2004. V.376. № 1-2. P.222-231.
9.35 Гайдин В.В., Молчаков В.В., Буянов Р.А. Синтез гидридов
интерметаллических соединений при механохимической активации
и повышенном давлении водорода // Неорган, материалы. 2004.
Т.40. № 11. С.1328-1332.
9.36 Патент США № 5714711.

Литература 357
9.37 Hoot J., Liang G., Schulz R. Magnesium-Based Nanocomposites
Chemical Hydrides // J. Alloys and Compounds. 2003. V.353.
№ 1-2. P.L12-L15.
9.38 Ellinger F.H. The Preparation and Some Properties of Magnesium
Hydride // J. Am. Chem. Soc. 1955. V.77. P.2467-2650.
9.39 Термодинамические свойства индивидуальных веществ /
Под ред. В.П. Глушко. - М.: Наука, 1982. Т.З. Кн.2. 395 с.
9.40 Вейц Н.В. Термодинамические свойства магния, кальция,
стронция, бария, их окислов и моногидридов в газообразном
состоянии // Ж. физич. химии. 1958. Т.32. №11. С.2532-2541.
9.41 Гавричев К.С, Горбунов В.Е., Бакум СИ. Теплоемкость и
термодинамические функции А1Нз и АЮз в области низких
температур // Неорганические материалы. 2002. Т.38. № 7.
С.803-806.
9.42 Дерганее Ю.М., Горичев И.Г., Кузнецов Н.Т. Кинетические
закономерности термического разложения гидрида алюминия //
Неорганические материалы. 2000. Т.36. № 5. С.560-564.
9.43 Sinke G.C., Walker L.C., Octting F.L. Thermodynamic Properties
of Aluminium Hydride // J. Chem. Phys. 1967. V.47. № 8. P.2759-
2761.
9.44 Brower F.M., Matzek N.E., Reigler P.E. Preparation and
Properties of Aluminium Hydride // J. Amer. Chem. Soc. 1976.
V.98. № 9. P.2450-2453.
9.45 Семененко К.Н., Булычев Б.М., Шевлягина Е.А. Гидрид
алюминия // Успехи химии. 1966. № 9. С.1529-1536.
9.46 Булычев Б.М. Химия молекулярных гидридов непереходных
металлов // Ж. неорган, химии. 2000. Т.45. № 2. С.220-224.
9.47 Патент США № 6228338.
9.48 Патент России № 2175637.
9.49 Заявка Японии № 1177860.
9.50 Заявка Японии № 6500988.
9.51 Норматов И.Ш. Каталитический синтез гидрида алюминия в
присутствии палладиевой черни // Кинетика и катализ. 2004.
Т.45. № 4. С.592-594.
9.52 Патент Японии № 3360177.
9.53 Лемперт Д.Б., Согласнова СИ., Нечипоренко Г.Н. Энергетика
смесевых твердых ракетных топлив, содержащих гидрид
алюминия // Хим. физика. 1999. Т. 18. № 9. С.88-96.
9.54 Селезнев А.А., Алейников А.Ю. Расчет и экспрессное
определение параметров детонации смесевых ВВ с добавками А1
и А1Н3 // Хим. физика. 2001. Т.20. № 8. С. 19-23.
9.55 Теплопроводность твердых тел. Справочник. / Под ред.
А.С. Охотина. - М.: Энергоатомиздат, 1984. 320 с.

358 Литература
9.56 Tsuchiya В., Teshigawara M., Konashi К. Thermal Diffusivity
and Electrical Resistivity of Zirconium Hydride // J. Alloys and
Compounds. 2002. V.330-332. P.357-360.
9.57 Yamanaka S., Yashioka K., Uno M. Thermal and Mechanical
Properties of Zirconium Hydride // J. Alloys and Compounds.
1999. V.293-295. P.23-29.
9.58 Yamanaka S.f Yamada K.t Kurosaki K. Characteristics of
Zirconium Hydride and Deuteride // J. Alloys and Compounds.
2002. V.330-332. P.99-104.
9.59 Савин В.И. Температурная зависимость электросопротивления
гидридов циркония и иттрия // Физика металлов и
металловедение. 1967. Т.24. № 4. С.636-640.
9.60 Патент США № 6258188.
9.61 Flotow H.E., Osborne D.W. Heat Capacities and Thermodynamic
Function of ZrH2 and ZrD2 from 5 to 350 К and the Hydrogen
Vibration Frequency in ZrH2 // J. Chem. Phys. 1961. V34. № 4.
P. 1418-1425.
9.62 Исследование физических свойств и природы радиационных
дефектов гидридов циркония, облученных в реакторе ВВР. -
Обнинск, 1976. 23 с.
9.63 Uno M.f Yamada К., Maruyama T. Thermophysical Properties of
Zirconium Hydride and Deuteride // J. Alloys and Compounds.
2004. V.366. № 1-2. P.101-106.
9.64 Цугия Б. Влияние изотопного эффекта на теплофизические
свойства гидрида и дейтерида циркония // Атомная техника за
рубежом. 2003. № 1. С.28-31.
9.65 Lager J A., Walton G.N. / J. Nucl. Mater. 1981. V.97. P. 185-189.
9.66 Болталина О.В., Глазков В.П. Определение содержания
водорода в гидридах фуллерена методом некогерентного рассеивания
нейтронов // Заводская лаборатория. 2003. Т.69. № 7. С.29-31.
9.67 Гольдшлегер Н.Ф., Моравский А.П. Гидриды фуллеренов:
получение, свойства, структура // Успехи химии. 1997. Т.66. № 4.
С.353-375.
9.68 Тарасов Б.П., Фокин В.Н., Моравский АЛ. Синтез и свойства
кристаллических гидридов фуллеренов // Изв. РАН. Сер. хим.
1998. № 10. С.2093-2096.
9.69 Лобач А.С., Перов А А., Ребров А.И. Получение и исследование
гидридов фуллеренов Сбо и С70 // Изв. РАН. Сер. хим. 1997.
№ 4. С.671-677.
9.70 Vieira SM.C, Ahmed W. Hydrogenation of [60] Fullerene Using
a Novel Chemical Vapour Modification (CVM) Method// Chem.
Phys. Lett. 2001. V.347. № 4-6. P.355-360.

Литература 359
9.71 Gakh А.А., Romanovich A.Yu. Thermodynamic Rearrangement
Synthesis and NMR Structures of Q, C3 and T Isomers
ofC6oH36//J. Amer. Chem. Soc. 2003. V.125. № 26.
P.7902-7906
9.72 Dorozko P.A., Lobach A.S., Popov A.A. Sublimation of
Hydrofullerenes C6oH36 and С60Н18 // Chem. Phys. Lett. 2001.
V.336. № 1-2. P.39-46.
9.73 Wang N.-X., Wang Lin. Some Thermal Decomposition Reaction of
СеоНзб // Tetrahedron Lett. 2001. V.42. № 44. P.7911-7913.
9.74 Osaki 7., Tanaka Т., Tai Y. Hydrogenation of Сбо on Alumina-
Supported Nickel and Thermal Properties of СбоНзб // Phys. Chem.
and Chem. Phys. 1999. V.I. № 9. P.2361-2366.
9.75 Ruchardt C, Gerst M., Ebenhoch J. / Angew. Chem. Int. Ed. Engl.
1993. B.32. S.584.
9.76 Лебедев Б.В., Быкова Т.А., Лобач А.С. Термодинамические
свойства гидрофуллерена СбоНзб в области 0-340 К // Доклады
Академии наук. 1999. Т.368. № 5. С.629-631.
9.77 Nossal ]., Saint R. The Synthesis and Characterization of Fullerene
Hydrides// Eur. J. Org. Chem. 2001. № 22. P.4167-4180.
9.78 Zhang J.P., Wang N.-X., Yang Y.-X. Hydrogenation of [60]
Fullerene with Lithium in Aliphatic Amines// Carbon. 2004. V.42.
№ 3. P.675-676.
9.79 Lebedev B.V.. Bykova T.A., Lobach A.S. Thermodynamic
Properties of Hydrofullerene СбоН3б from 5 to 340 К // J.Therm.
Anal, and Calor. 2000. V.62. P.257-265.
9.80 Withers J.C., Loutfу R.O. Fullerene Commercial Vision // Fullerene
Sci and Technol. 1997. V.5. № 1. P.l-31.
9.81 Караулова Е.Н., Багрий Е.И. Фуллерены: методы функционали-
зации и перспективы применения производных // Успехи химии.
1999. Т.68. №11. С.979-998.
9.82 Schlesinger H.L, Brown Н.С. Metallo Borohydrides. III. Lithium
Borohydride //J.Am. Chem. Soc. 1940. V.62. № 12. P.3429-3435.
9.83 Davis W.D., Mason L.S. The Heats of Formation of Sodium
Borohydride, Lithium Borohydride and Lithium Aluminium
Hydride // J. Am. Chem. Soc. 1949. V.71. № 8. P.2775-2781.
9.84 Хаин B.C., Мальцева Н.Н., Волков АЛ. Борогидриды металлов.
T.I. Борогидриды щелочных металлов и тетраалкиламмония. -
Ухта: Ухтин. гос. техн. ун-т, 2001. 223 с.
9.85 Zuttel A., Rentsch S., Fischer P. Hydrogen Storage Properties of
LiBH4 // J. Alloys and Compounds. 2003. V.356-357. P.515-520.
9.86 Bulychev B.M. Alumo- and Borohydrides of Metals: History,
Properties, Technology, Application // 8th International Conference
on Hydrogen Materials Science and Chemistry of Carbon
Nanomaterials. - Kiev: IHSE. 2003. P.2-5.

360 Литература
9.87 Schlesinger H.I., Sanderson R., Burg A. Volatile Compound of
Aluminiun, Boron and Hydrogen // J. Am. Chem. Soc. 1939. V.61.
№ 3. P.536.
9.88 Дергачев Ю.М. Кинетика термического разложения тетра-гид-
роалюмината лития // Актуальные вопросы биологии, химии
и экологии: Наука и образование. Сб. научн. тр. - М.: Изд.
МГОПУ, 2004. Т.4. С.44-51.
9.89 Мальцева Н.Н., Голованова А.И. Разложение тетрагидрадоалю-
мината лития при длительном хранении // Ж. прикл. химии.
2000. Т.73. № 5. С.705-709.
9.90 Fichtner М., Fuhr О. Hydrogen Storage by Metallic Hydrides //
J. Alloys and Compounds. 2003. V.356-357. P.418-422.
9.91 Заявка Германии № 10302262.
9.92 Schlesinger H.I., Brown H.C., Hyde E.K. The Preparation of other
Borohydrides by Metathetical Reactions Utilizing the Alkali Metal
Borohydrides // J. Am. Chem. Soc. 1953. V.75. № l. p.209-215.
9.93 Дымова Т.М., Мальцева Н.Н., Коноплев В.Н. Синтез
гидроалюминатов щелочных, щелочноземельных металлов и магния //
Тезисы докл. XXI Междунар. Чугаевской конф. по координац.
химии. - Киев: Киевский нац. ун-т им. Т.Г. Шевченко. 2003.
С.249-250.
9.94 Патент США № 3189497.
9.95 Патент США № 3108431.
9.96 Патент Франции № 2823203.
9.97 Kit R., Evered D.S. Rocket Propellant Handbook. - New York,
1960. 354 p.
9.98 Патент ЕР № 1405823.
9.99 Патент ЕР № 1405824.
9.100 Hallet N., Johnson H. Low Temperature Heat Capacities of
Inorganic Solids. VIII. Heat Capacity of Lithium Borohydride //
J. Am. Chem. Soc. 1953. V.75. № 6. P.1496-1467.
9.101 Smith S.H., Miller R.R. Some Physical Properties of Diborane,
Pentaborane and Aluminium Borohydride // J. Am. Chem. Soc.
1950. V.72. P. 1452.
9.102 Физические величины. Справочник / Под ред. И.С. Григорьева,
Е.З. Мейлихова. - М.: Энергоатомиздат, 1991. 1232 с.
9.103 Патент ЕР № 1496035.
9.104 Багрий Е.И., Караулова Е.Н. Новое в химии фуллеренов
(обзор) // Нефтехимия. 2001. Т.41. № 5. С.323-342.
9.105 Wang N.-X., Zhang J.-P. Preparation and Decomposition
of C6oH36 // J. Phys. Chem. A.2006. V.I 10. № 19. P.6276-6278.

Литература 361
9.106 Алпатова Н.М., Гавриленко В.В. Комплексы металлоорганиче-
ских, гидридных и галоидных соединений алюминия. - М.: АН
СССР, 1970. 295 с.
9.107 Iwase Y., Li Z. Survey of Synthesis Methods of Borohydrides of
Alkali Metals // Res. Repts. Kogakiun Univ. 2002. № 93. P.43-48.
(РЖХим. 03.22-19В1).
9.108 Chibisov A.L., Smimova T.M. Determination of Safe Specific
Hydrogen Evolution Rate in Production Process // International
Conference of Hydrogen Materials Science and Chemistry of
Carbon Nanomaterials.- Kiev: IHSE, 2004. P.354-357.
9.109 Хаин B.C., Мальцева Н.Н. Борогидриды щелочных металлов. -
M.: Знание, 1991. 31 с.
9.110 Мирсаидов У., Хаин B.C., Шевченко Ю.Н. Свойства тетрагидри-
доборатов щелочных металлов. Справочник. - Душанбе: Дониш,
1994. 358 с.
9.111 Заявка Франции № 2857358.
9.112 Тарасов Б.П., Бурнашева В.В. Методы хранения водорода и
возможности использования металлогидридов //
Альтернативная энергетика и экология. 2005. № 12. С. 14-37.
9.113 Latroche M. Structural and Thermodynamic Properties of Metallic
Hydrides Used for Energy Storage // J. Phys. and Chem. Solids.
2004. V.65. № 2-3. P.517-522.
9.114 Latroche M., Percheron-Guegan A. Hydrogen Storage Properties
of Metallic Hydrides // Ann. Chim. Sci. Mater. 2005. V.30. № 5.
P.471-482.
9.115 Кущ С.Д., Полетаев А.А., Тарасов Б.П. Генерирование водорода
взаимодействием гидрида магния с кислотными агентами //
Альтернативная энергетика и экология. 2006. № 12. С.26-31.
9.116 Sheng Х.-Н., Zhu Z.-H., Gao T. Molecular Structure of AlHn
(n = 1 - 3) and Thermal Stability of A1H3 // Acta Phys. Sin. 2006.
V.55. № 7. P.3420-3432 (РЖХ 07.01 - 19Б1.20).
9.117 Claudy P., Bennetot В., Letoffe J. Determination des Constantes
Thermodynamiques des Hydrures Simples et Complexes de
L'Aluminium // Thermochim acta. 1978. V.27. № 1-3. P.199-221.
9.118 Metal Hydrides / Eds. W.M. Mueller, J.P. Blackledge, G.G.
Libowitz. - New York: Academic Press, 1968. 951 p.
9.119 Патент США № 5714711.

Приложение А
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТАВА ПРОДУКТОВ
СГОРАНИЯ МЕТАЛЛИЗИРОВАННЫХ ТОПЛИВ
Продукты сгорания металлизированных топлив представляют собой
совокупность газа и взвешенных в нем жидких частиц. Вследствие
динамического отставания от газа или под действием массовых сил
частицы могут осаждаться на поверхность внутренней оболочки тракта,
образуя шлаки.
Определение химического состава продуктов сгорания
металлизированных топлив важно для исследования процессов горения и
решения вопросов утилизации и экологической безопасности. Изучение
состава продуктов сгорания предусматривает анализ газовой и
конденсированной (шлаки) фаз. Газовую фазу анализируют на содержание
Нг, N2, Ог, СО, СО2, NOX, CxHy, HC1 и других продуктов. Для этой
цели используют методы газовой хроматографии, когерентной
антистоксовой рамановской спектроскопии, эмиссии, абсорбции, лазерной
флуоресценции, ядерного магнитного резонанса.
Шлаки, образующиеся при горении твердых топлив, представляют
собой сложные многокомпонентные смеси, в состав которых входят
соединения алюминия, магния, бора, углерода (оксиды, карбиды,
нитриды, фториды, свободные металлы, углеводороды), а также нитраты,
перхлораты и другое. Анализ шлаков представляет сложную задачу
и имеет свои особенности. Сложность анализа обусловлена рйдом
факторов: многокомпонентностью исследуемого объекта, разнообразием
элементного и фазового состава, широким концентрационным
диапазоном определяемых компонентов, присутствием химически стойких
и тугоплавких соединений. Кроме того, при шлакообразовании при
2000 °С возможно спекание частиц и обволакивание одних
компонентов другими, что дополнительно затрудняет доступ растворителя
к определяемому компоненту. Указанные факторы выдвигают
определенные требования к методам разложения и определения
(селективность, избирательность, чувствительность). Задача определения
состава шлаков может быть успешно решена путем комплексного
подхода - сочетанием нескольких методов.
Важное значение в анализе шлаков имеет представительный отбор
проб. В настоящие время разработано большое количество различных

Прил. А. Физико-химические методы определения состава продуктов 363
■R
7^\i\i jJ
'////// //////S///A
Рис. АЛ. Схема устройства для отбора продуктов: 1 - камера № 1; 2 - заряд;
3 - камера № 2; 4 - нафталин; 5 - редукционный клапан; 6 - циклон
№ 1; 7 - жидкий азот; 8 - циклон № 2; 9 - мановакуумметр; 10 - камера
охлаждения; 11 - змеевик; 12 - газообразный азот; 13 - электромагнитные
краны; 14 - резиновые шары; 15 - манометр; 16 - сосуд Дюара; 17 - воздух
промышленный; 18 - электромагнитный кран; 19 - вакуумнасос; 20 -
электродвигатель; 21 - баллоны; 22 - редукционный клапан; 23 - гребенка
устройств для отбора проб в условиях опытных и модельных камер
сгорания. Чаще всего используют циклонные сепараторы,
охлаждаемые жидким азотом. На стендах и лабораторных установках ЦИАМ
используется переносная система отбора и замораживания проб
продуктов сгорания (рис. АЛ), которая позволяет проводить отбор в одной
либо в нескольких точках со среза сопла двигателя.
На рис. А.2 приведена схема отбора шлаков в различных местах
двигателя: на заднем торце стабилизирующей диафрагмы (11), на
торце задней шайбы (12), на стенках жаровой трубы (13) и проставки
(14), на сопловом фланце (15), в горловине соплового вкладыша (16)
и на поверхности поджимной гайки (17).
Для анализа образующихся при горении ряда металлизированных
топлив в ЦИАМ предложен комплекс методик, который включает
определение общего содержания алюминия, магния, бора и углерода,
свободных металлов, оксида и свободного бора, фторидов, нитридов,
карбида алюминия, нитратов, перхлоратов, антрацена и других
компонентов.
Основные характеристики методик приведены в табл. АЛ.
Общее содержание металлов (Al0, Mg0) определяют путем
сплавления образца шлаков с персульфатом калия при 800 °С, растворения
плава в воде и последующего атомно-абсорбционного анализа в
пламени оксид азота (1)-ацетилен по линии 309 нм (А10) и 202 нм (Mg0).

364 Прил. А. Физико-химические методы определения состава продуктов
Рис. А.2. Схема отбора шлаков в различных местах модельного двигателя:
1 - обечайка двигателя; 2 - стабилизирующая диафрагма; 3 - блок горючего;
4 - втулка из ПММА; 5 - задняя шайба; б - жаровая труба; 7 - проставка;
8 - сопловой фланец; 9 - поджимная гайка: 10 - сопловой фланец; 11, 12, 13,
14, 15, 16, 17 - места отбора шлаков
В выбранных условиях бор, фтор и персульфат калия не мешают
определению металлов. Не отмечено также взаимного влияния алюминия
и магния. Использование нерезонансной линии (202 нм) позволяет
определять высокие концентрации магния без дополнительного
разбавления фотометрируемых растворов, что улучшает метрологические
характеристики почти в 2 раза.
Свободные металлы (А1СВ, MgCB) определяют газометрическим
методом по водороду, выделяющемуся при взаимодействии алюминия
с 30%-ным раствором щелочи и магния с 15%-ным раствором хлорида
алюминия:
2А1 + 2КОН + 2Н2О = ЗН2 + 2КАЮ2,
Mg + 2NH4C1 + 2Н2О = MgCl2 + 2NH4OH + Н2.
Количественное выделение водорода при комнатной температуре
для большинства шлаков происходит в течение 1 ч. Для сильно
спекшихся шлаков время разложения увеличивается до нескольких часов.
Определение свободного алюминия осуществляется путем
извлечения его из шлака 10%-ным раствором хлорида железа с последующим
атомно-абсорбционным анализом.
Определение соединений бора проводят потенциометрическим,
либо атомно-абсорбционным методом. Разработана методика раздельного
определения окисленного (Вок), свободного (Всв) и общего бора (Во),
основанная на избирательном разложении борсодержащих соединений
НС1 (1:1), НЫОз (2:1) и смесью NaOH и Na2O2 с последующим
определением в пламени оксид азота (1) - ацетилен по линии 249,7 нм.
Выбраны оптимальные реагенты для количественного выделения
борсодержащих соединений из шлака. Сопутствующие компоненты (А1,
Mg, F, HC1, HNO3, NaOH) не мешают определению.
Разработана методика определения карбида алюминия и
свободного алюминия методом реакционной газовой хроматографии. Метод

Прил. А. Физико-химические методы определения состава продуктов 365
Таблица АЛ. Основные характеристики методик
Компонент
А1о
Mg0
Во
Вок
Всв
А1св
MgCB
АЦСЗ
А1св
Фториды
Нитраты
Перхлораты
A1N
Антрацен
С
Метод
атомно-абсорбционный
атомно-абсорбционный
атомно-абсорбционный
атомно-абсорбционный
атомно-абсорбционный
газометрический
газометрический
реакционная хроматография
реакционная хроматография
ионометрический
ионометрический
ионометрический
кулонометрический
УФ-спектроскопия
элементный микроанализ
Диапазон концентраций, %
6-40
1-40
5-40
0,5-5
5-26
0,4-22
0,2-14
0,5-15
0,6-7
1-30
0,08-6
0,05-8
0,2-7,2
0,003-6
1-30
s;
0,04
0,04
0,06
0,06
0,06
0,13
0,13
0,20
0,17
0,06
0,10
0,13
0,09
0,11
0,15
Jbr - относительное стандартное отклонение
основан на разложении образца H2SO3 (1:4) в стеклянном реакторе,
имеющем приспособление для ввода кислоты шприцем:
А14С3 + 6H2SO4 - ЗСН4 + 2A12(SO4)3,
2А1 + 3H2SO4 = 3H2 + A12(SO4)3.
При комнатной температуре разложение идет медленно и его
продолжительность превышает 7 часов. При нагревании до 100 °С для
количественного разложения достаточно 2 часов. Индивидуальные
компоненты (А1 и А14Сз) в этих условиях разлагаются за меньшее время
(до 2 ч).
Выделившийся водород и метан определяют на хроматографической
колонке с молекулярными ситами 5А с помощью детектора по
теплопроводности. Для проведения анализа внесены изменения в газовую
схему хроматогрофа. К капилляру, подводящему поток газа-носителя,
подсоединен параллельно реактор.
Метод определения фторидов и оксифторидов алюминия и магния
основан на переводе этих соединений в раствор сплавлением с КОН

366 Прил. А. Физико-химические методы определения состава продуктов
£сю4,
0,4-
0,2-
1
60 г, мин.
Рис. А.З. Зависимость найденного содержания перхлората в пробе от времени
обработки водой при 50 °С (1) и 20 °С (2)
и последующим ионометрическом определением с помощью фторидсе-
лективного электрода.
Определению фтора не мешают 100-кратные количества бора
и магния. Мешающее влияние алюминия устраняют с помощью
лимонной кислоты и трилона Б. Для создания одинаковой ионной силы
в контрольных растворах и анализируемых пробах определение ведут
по методу многократных добавок.
Нитраты и перхлораты определяют ионометрическим методом путем
их извлечения из шлака теплой водой (50 °С) и последующего
анализа с помощью нитратселективного и перхлоратселективного
электродов соответственно. При 20-минутной обработке шлака теплой водой
(50 °С) полнота извлечения для разных образцов составляет 90-100%,
4-кратный избыток фторидов и 20-кратный избыток боратов не мешают
определению (рис. А.З).
Нитрид алюминия определяют кулонометрическим методом путем
разложения раствором щелочи
A1N + КОН + ЗН2О = NH3 + К[А1(ОН)4] .
Образующийся аммиак полностью удаляется из щелочного раствора
при нагревании в течение 15 минут без обычно используемой отгонки
с водяным паром. Аммиак поглощают раствором серной кислоты и
титруют электрогенерированными гипобромит-ионами в среде 1Н раствора
бромистого калия и фосфатного буферного раствора.
Определение антрацена основано на его извлечении из шлака
изооктаном или этанолом и последующем фотометрировании
экстрактов в УФ-области спектра при длине волны 253 нм. Для
количественного извлечения как изооктаном, так и этанолом при комнатной
температуре требуется 2 часа. Степень извлечения 98-99%.
Углерод определяют модифицированным методом
микроэлементного анализа посредством сжигания образца в токе кислорода при 900 °С.
Модификация метода заключается в применении специального
серебряного или платинового фильтра с оптимальными характеристиками
с целью улавливания летучих оксидов металлов.

Прил. А. Физико-химические методы определения состава продуктов 367
В работах ЦИАМ предложена схема анализа шлаков на содержание
антрацена, смол, активных металлов, карбидов и нитридов металлов,
сажи. Антрацен и смолы экстрагируют из шлаков бензолом и в
дальнейшем определяют испарением при температуре 150 °С. В остатке
определяют смолы. Активные металлы и карбиды определяют
обработкой конденсата соляной кислотой и анализом выделившегося газа.
Водород пересчитывают на металлы, метан - на карбид алюминия,
ацетилен - на карбид магния. Нитриды металлов определяют по Кьель-
далю - разложением щелочью с последующим улавливанием аммиака
серной кислотой.
После обработки шлаков бензолом в них определяют продукты,
растворимые в соляной кислоте (активные металлы, карбиды, нитриды,
оксиды металлов) и нерастворимые в ней (сажистые остатки, оксид
алюминия). В нерастворимых в соляной кислоте пробах определяют
углерод и водород. Суммарное содержание оксидов и хлоридов
металлов определяют по разности.
Для качественного анализа шлаков широко используют метод
рентгеноструктурного анализа. Съемку проводят на приборах ДРОН-20
и УРС-55 на СиКа-излучении с Ni-фильтром. Метод позволяет
обнаружить различные кристаллические фазы: MgF2, Mg2B2Os, Mg2BFO3,
MgBF4, Mg2C3, углерод, A1F3 • 3,5H2O, OA1F, OA1BF4, B2O3, A12O3,
BN и др.
При использовании рентгеноструктурного анализа необходимо
учитывать ограничения самого метода. Метод определяет только
кристаллические вещества, в то время как шлаки содержат еще и
значительные количества аморфной фазы. На рентгенограммах велик фон,
даваемый аморфной фазой, поэтому часть слабых линий не удается
надежно идентифицировать.
Весьма важным является дисперсионный анализ шлаков. Известно,
что диапазон размеров частиц, образующихся при горении
металлизированных топлив, очень широк (от сотых долей микрона до сотен
микрон). Анализ дисперсности проводят различными методами: счетными
микроскопическими, по электропроводности, седименто-метрическими,
оптико-электронными.
В ЦИАМ отработана методика дисперсионного анализа,
включающая в себя предварительное разделение исследуемой пробы
частиц с помощью метода седиментации на несколько фракций. Процесс
разделения пробы на фракции заключается в многократном
отмывании мелких частиц от крупных. Во время такого отмывания
частицы взвешиваются в жидкости и определенное время выдерживаются
в спокойном состоянии. После оседания крупных частиц гидровзвесь
мелких частиц сливается. Качество разделения частиц на фракции
зависит от количества циклов отмывания. Предварительное разделение
пробы шлака на несколько фракций позволяет в дальнейшем с высокой
точностью измерить дисперсность частиц каждой фракции с помощью
оптической и электронной микроскопии. Зная массовые доли каждой

368 Прил. А. Физико-химические методы определения состава продуктов
фракции, нетрудно математически восстановить полный спектр
размеров частиц всей пробы.
Для определения гранулометрического состава предложен ситовой
анализ. Отобранные пробы промывают гексаном, подвергают
ультразвуковой очистки и затем просеивают через набор сит. Частицы каждой
фракции взвешивают с точностью до 0,1 мг.
Проведен дисперсно-массовый анализ частиц оксида алюминия
в продуктах сгорания металлизированных топлив на седиментографе
S-2000.
Следует отметить, что для анализа типичных твердых частиц,
содержащихся в шлаках (1-500 мкм), применения одних только
традиционных методов дисперсного анализа недостаточно. Перспективными
являются новые методы и средства, а именно, оптико-электронные
методы с применением рассеяния лазерного излучения - лазерная
анемометрия и лазерная дифракция.
Предложенный комплекс методов позволяет оценить состав шлаков
по основным компонентам. В табл. А.2 приведен состав продуктов
первичного горения модельных комбинированных зарядов, состоящих
из металлизированного топлива Л-24Т и нафталина. Отбор
продуктов сгорания проводили с помощью устройства, представленного на
рис. АЛ. Исследование состава продуктов первичного горения
показало, что они состоят в основном из сажи (« 23%), активных металлов
(« 4%), оксида алюминия (« 15%), нитридов алюминия и магния
(до 5%), смолистых остатков разложения органической части топлива
(0,1-0,2%), нафталина (до 30%). Наибольшее количество шлаков
собирается в циклонах.
В ЦИАМ был изучен состав шлаков, образовавшихся при горении
металлизированного топлива Л-24Т с содержанием 30%
полиэтилена в модельном двигателе РПДТ. Шлаки отбирали из газогенератора
после демонтажа установки и в выходном сечении сопла двигателя.
Результаты химического анализа шлаков приведены в табл. А.З. Как
видно из таблицы, состав шлаков изменяется в зависимости от режима
испытания и места отбора.
В табл. А.4 представлены результаты анализа шлаков,
образовавшихся при сгорании различных металлизированных топлив на
основе магния и бора (шлак 1), алюминия и бора (шлак 2), алюминия
и магния (шлак 3).

f
№
1
2
3
Таблица А.2. Состав шлаков, образовавшихся пр*
Место отбора
Камера 1
Камера 2
Циклоны
Шары
Камера 1
Камера 2
Циклоны
Шары
Камера 1
Камера 2
Циклоны
Шары
Масса шлака, кг
0,025
0,013
0,231
0.0045
0,024
0,038
0,271
0,0072
0.02
0,05
0,35
Отс.
i горении ]
комбинированных зарядов
(Л-24Т + нафталин)
Состав шлаков, % (мае.)
нафталин
2,4
1,5
4,8
4,7
3,1
1,7
21,5
18,2
9.6
18.1
29,8
-
г\жйг\ Ttl_f
СМОЛЫ
0,46
1,56
0,18
2,27
0,3
0,08
0,84
1,41
0,3
0,1
1,3
-
Сажа
С
18.0
19,1
21,7
23,5
13.2
16,0
20,0
17,1
20,5
17,5
13,5
-
Н
0.42
0,31
0,34
0,37
0,28
0.17
0,22
0,23
0,51
0,30
0,21
-
А12О3
19,9
26,9
14,8
16,3
14,6
15,5
11.9
15,2
23,2
13,0
7,8
-
активные
металлы
2,6
8,3
2,9
1.3
2,8
1,6
1,5
2.5
6,4
4,1
5,4
-
U TITHTJ П 1_1
нитриды
1,7
1,3
1,4
2,0
2,0
0,75
2,4
1,1
1,5
2,0
5,5
-

№
1
2
3
4
Таблица А
Режим
Газогенераторный
Газогенераторный
С дожиганием
С дожиганием
1.3. Состав шлаков, образовавшихся при горении металлизированного топлива
Ргг, МПа
0,4
0,4
1,2
1,2
Место отбора
выходное сечение сопла
газогенератор
выходное сечение сопла
газогенератор
Содержание
таблеток,
% (мае.)
30,0
-
22,0
-
Состав
С
42,5
25,0
26,3
29,6
Н
5,6
1,0
3,6
0,9
шлаков
АЦСз
0,6
3,2
отс.
8,2
Л-24Т
, % (мае.)
A1N
1,8
1,8
0,5
3,9
ПАМ
0,3
7,0
0,2
3,6
Остаток
в ГГ, %
3,0
3,0
8,1
8,1
Образец
Шлак
Шлак
Шлак
1
2
3
А1о
= 13,0;
А1о =
Mg0 =
А1св
= 20,1;
= 22,9;
= 0,5;
Mg0 =
Таблица А.4. Результаты анализа i
MgCB
F = 4,
= 19,8;
= 0,5;
2;В0 =
А1св =
F = 14,8;
= 39,6; Во
= 8,4; Mgc
Состав*\ %
Во = 8,5; Вок
к = 6,6; Всв =
в = 0,5; NO3 =
= 3
2,8;
2,5
илаков
1;Всв
A1N =
; АЦСз
= 4,6;
0,9; А
= 0,8;
С1О4 = 0,4
ЦС3 = 1,2;
антрацен
; С =
СЮ4
= 0,9;
1,
=
С
2
0,8; С = 3,1
= 9,8
*) Остальное - оксиды и хлориды металлов

Приложение Б
ХАРАКТЕРИСТИКИ РАКЕТНЫХ ТОПЛИВ ПРИ
ТЕОРЕТИЧЕСКИ МАКСИМАЛЬНОМ УДЕЛЬНОМ
ИМПУЛЬСЕ
Результаты расчетных исследований характеристик ракетных топ-
лив приведены в табл. Б.1, Б.2, Б.З и Б.4.
В расчетах удельных импульсов /уд было принято:
• сгорание топлива в камере сгорания происходит адиабатически;
• расширение продуктов сгорания происходит изэнтропически;
• течение продуктов сгорания одномерно;
• состав продуктов сгорания в сопле соответствует равновесному
состоянию.
Таблица Б.1. Состав многокомпонентных горючих и окислителей
(по данным зарубежной печати)
Горючее, окислитель
ВА1185
MHF-3
MHF-5
MON-25
HYDYNE
IRFNA III A
IRFNA IV HDA
RP-1
ММН!)
Состав, % (мае.)
50,5% ММН, 29,8% N2H4, 19,7% Н20
86% ММН, 14% N2H4
55% ММН, 26% N2H4, 19% N2H5NO3
25% NO, 75% N2O4
60% UDMH2), 40% DETA3)
83,4% HNO3, 14% NO2, 2% H2O, 0,6% HF
54,3% HNO3, 44% NO2, 1% H2O, 0,7% HF
по спецификации Mil-P-25576 С
(CH3) N-NH2
4 монометилгидразин,
диэтилентриамин
несимметричный диметилгидразин,
Условные обозначения:
/уД - теоретический максимальный импульс
Тк с - температура газа в камере сгорания

372
Прил. Б. Характеристики ракетных топлив
т = g0K /grop - массовое отношение окислителя к горючему
рт - плотность топлива
V* - характеристическая скорость истечения газа из двигателя
ркс - давление в камере сгорания
ра - давление на срезе сопла
е - степень расширения сопла
Таблица Б.2. Коэффициент пересчета удельного импульса
при изменении давления в камере сгорания
Ркс.
psia*)
1000
900
800
700
МПа
6,89476
6,20528
5,51581
4,82633
К
1,00
0,99
0,98
0,97
Рк.с.
psia
600
500
400
300
МПа
4,13686
3,44738
2,75790
2,06843
К
0,95
0,93
0,91
0,88
*' psia - lbf/in2 (фунт/дюйм2)
В основу выбора окислителей (табл. Б.З) и горючих (табл. Б.4)
для расчетной оценки теоретических характеристик ракетных топлив
было принято стремление иметь наиболее представительные образцы
топлив по теплоте сгорания и составу продуктов сгорания.
Результаты расчетных исследований приведены в табл. Б.З и Б.4.
Таблица Б.З. Свойства окислителей, используемые при расчете
характеристик ракетных топлив
Окислитель
Фтор
Тетрафтор гидразин
Трифторид хлора
Пентафторид хлора
Перхлорил фторид
Оксид фтора
Кислород
Перекись водорода
Четырехокись азота
Азотная кислота
Химическая
формула
F2
N2F4
CIF3
CIF5
CIO3F
OF2
о2
Н2О2
N2O4
HNO3
Физическое
состояние
жидкое
жидкое
жидкое
жидкое
жидкое
жидкое
жидкое
жидкое
жидкое
жидкое
A#f298,15>
кДж/моль
-12,68
-16,33
-189,67
-251,22
-43,63
+ 16,33
-12,89
-187,78
-19,58
-173,59
р, г/см3
1,507
1,140
1,809
1,750
1,414
1,521
1,144
1,442
1,434
1,504

Прил. Б. Характеристики ракетных топлив
373
Таблица Б.4. Свойства горючих, используемые при расчете характеристик
ракетных топлив
Горючее
Водород
Гидразин
Диметилгидразин*)
СН2
Литий
Пентаборан
Гидрид алюминия
Бериллий
Гидрид бериллия
Химическая
формула
н2
N2H4
(CH3)2N2H2
СН2
Li
В5Н9
AIH3
Be
ВеН2
Физическое
состояние
ж
ж
ж
ж или тв
ТВ
ж
ТВ
ТВ
ТВ
A#f298,15>
к Д ж/моль
-7,91
+50,45
+47,31
-25,37
0
+42,87
-12,56
0
-4,187
Р, г/см3
0,071
1,004
0,784
0,910
0,534
0,618
1,5
1,850
0,7
несимметричный
Топлива, обладающие большим удельным импульсом, наиболее
эффективны при использовании в верхних ступенях ракет,
работающих в вакууме. Поэтому такие топлива более правильно сравнивать
по пустотному удельному импульсу при малом давлении в выходном
сечении сопла, т.е. при большой степени расширения сопла. Такие
данные приведены в табл. Б.5-Б.8.
Таблица Б.5. Характеристики ракетных топлив при теоретически
максимальном удельном импульсе (рк.с. = 6,89476 МПа, ра = 0,101353 МПа) и
давлении окружающей среды, равном нулю
Окислитель
Оо *) Ж
Горючее
Н2 кр.
Н2-Ве 49/51
СН4 кр.
с2н6
С2Н4
RP-1
N2H4
В5Н9
В2Нб
СН4-Н2 кр.
92,6/7,4
■*уд.п.» С
389,4
459,0
309,6
306,7
311,5
300,1
312,8
318,8
341,9
319,0
Ткс,К
3013,00
2830,93
3533,15
3593,15
3759,26
3675,93
3404,82
4107,04
3762,04
3518,15
&ок/&г
4,13
0,87
3,21
2,89
2,38
2,58
0,92
2,12
1,96
3,36
рт, кг/м3
290
230
820
900
880
1030
1070
920
740
710
V\ м/с
2416,15
2832,51
1856,54
1840,38
1874,52
1798,93
1891,89
1895,25
2020,94
1919,63

374
Прил. Б. Характеристики ракетных топлив
Продолжение табл. Б.5
Окислитель
Оа0 Г
OF22>
F01)
N2F42)
Горючее
Н2 г
н2
H2-Li
65,2/34,0
СН4 кр.
с2н6
ММН
N2H4
NH3
В5Н9
Н2 кр.
СН4 кр.
с2н6
RP-1
ММН
N2H4
ВА 1185
В2Н6
Н2 кр.
RP-14)
RP-15)
ММН
СН4 кр.
С2Н4
ММН
N2H4
NH3
В5Н9
-»уд.п » С
407,9
411,8
434,3
348,4
340,3
348,3
365,3
360,3
357,3
409,6
355,6
358,3
349,4
349,7
345,0
335,3
372,8
395,0
316,6
344,6
359,7
319,1
309,7
322,8
335,0
326,9
332,5
Тк.с , К
2849,26
3962,04
2103,15
4190,93
4187,04
4347,04
4734,26
4610,37
5323,15
3584,26
4430,37
4812,04
4709,26
4348,15
4042,04
3999,26
4752,04
3227,0
3938,15
4634,26
4727,04
3978,15
4014,26
4092,04
4487,04
4335,37
5064,26
ёок / Ьг
3,29
7,94
0,96
4,53
3,68
2,39
2,32
3,32
5,14
5,92
4,94
3,87
3,87
2,28
1,51
1,75
3,95
4,80
3,01
3,84
2,82
6,44
3,67
3,35
3,22
4,58
7,76
рт, кг/м3
-
460
190
1030
1090
1240
1310
1120
1230
390
1060
ИЗО
1280
1240
1260
1240
1010
320
1090
1200
1240
1150
ИЗО
1320
1380
1220
1340
V\ м/с
2549,96
2555,75
2679,8
2068,37
2019
2063,19
2219,25
2194,26
2147,32
2542,34
2159,51
2176,27
2131,77
2118,97
2087,27
2024,79
2244,24
2453,34
1908,05
2106,17
2190,9
1916,89
1844,35
19927,86
2058,92
2019,91
1996,75

Прил. Б. Характеристики ракетных топлив
375
Продолжение табл. Б.5
Окислитель
C1F53)
C1F33)
N2O43)
MON-253)
IRFNA3)
(Ш-А)
IRFNA3)
(IV,
HDA)
N2H3)
Горючее
MMH
N2H4
MHF3
MHF5
MMH
N2H4
MMH
MMH-Be
76,6/29,4
MMH-Be
63,0/27,0
N2H4
N2H4-
UDMH
50/50
N2H4-Be
80/20
B5H9
MMH
N2H4
HYDYNE
MMH
UDMH
HYDYNE
MMH
UDMH
B5H9
1 уд п » С
302,2
313,2
303,2
395,0
284,6
294,4
288,5
316,9
295,0
292,0
288,9
327,4
298,7
289,7
293,1
269,2
274,5
272,2
274,4
279,8
277,4
341,0
326,9
Гкс.К
3849,82
4167,04
3848,15
3990,37
3680,37
3923,15
3395,37
3465,93
3567,04
3265,37
3368,15
3310,93
3951,48
3425,93
3295,93
3120,2
3122,04
3147,04
3232,4
3225,93
3255,93
2504,26
2714,26
gjgr
2,82
2,66
2,78
2,46
2,97
2,81
2,17
0,99
0,85
1,36
1,98
0,51
3,18
2,28
1,43
3,26
2,59
3,13
3,06
2,43
2,95
1,16
1,27
Рт, кг/м3
1400
1470
1410
1460
1420
1490
1190
1170
1270
1210
1120
1200
1110
1170
1190
1300
1270
1260
1320
1290
1280
630
800
V\ м/с
1837,03
1935,48
1843,74
1863,55
1739,19
1824,23
1745,29
1858,06
1784,6
1780,95
1746,81
1918,11
1782,47
1752,91
1786,74
1627,33
1665,43
1647,75
1655,67
1695,6
1675,79
2079,65
1960,47

376
Прил. Б. Характеристики ракетных топлив
Продолжение табл. Б.5
Окислитель
Н2О23)
Горючее
ММН
N2H4
N2H4-Be
75,5/25,5
В5Н9
■*уд.п » С
284,7
286,7
335,6
307,8
Гк.с , К
2993,15
2924,26
3188,15
2940,37
gOK/gr
3,46
2,05
0,48
2,20
Рт, кг/м3
1240
1240
1210
1020
V\ м/с
1726,08
1751,08
1943,1
1827,58
^удп - пустотный удельный импульс; gr - массовая доля горючего;
х\ 2\ 3) - температура компонентов топлив, °С: £
ветственно; 4) FO/RP-1 = 30/70, 5) FO/RP-1
Крж>г., —114,4 и 25
соот70/30
Таблица Б.6. Характеристики ракетных топлив при теоретически
максимальном удельном импульсе (ркс. = 6,89476 МПа, е = 40)
Окислитель
О2"ж
О23)г
F21»
Горючее
Н2 кр.
Н2-Ве 49/51
СН4
с2н6
с2н4
RP-1
N2H4
В5Н9
В2Нб
СН4-Н2
92,6/7,4
Н2 г.
н2
H2-Li
65,2/34,0
СН4
С2Нб
ММН
N2H4
NH3
В5Н9
•*уд.п.» С
455,3
540,3
368,9
365,7
370,9
358,2
353,1
383,5
409,8
379,5
457,7
479,3
515,3
415,8
406,8
415,4
430,1
422,8
427,7
Ткс, К
3250,93
2862,04
3563,15
3624,26
3794,26
3700,93
3419,26
4135,93
3835,93
3560,37
3135,37
4258,15
2247,04
4205,93
4195,93
4364,26
4740,93
4614,26
5355,93
&ж/2г
4,83
0,91
3,45
3,10
2,59
2,77
0,98
2,16
2,06
3,63
3,92
9,74
1,08
4,74
3,78
2,47
2,37
3,35
5,58
Рт> кг/м3
320
240
830
910
890
1030
1070
920
750
720
-
520
210
1040
1100
1240
1310
1120
1250
V\ м/с
2385,97
2849,88
1837,94
1824,53
1854,71
1783,08
1878,18
1894,33
2038,81
1897,08
2518,56
2530,14
2656,03
2064,14
2013,81
1987,3
2122,32
2193,34
2139,7

Прил. Б. Характеристики ракетных топлив
377
Продолжение табл. Б.6
Окислитель
OF23>
FO"
N2F42)
C1F53)
ПР 3)
С1гз '
N2O43)
Горючее
н2
сн4
СгНб
RP-1
ММН
N2H4
ВА 1185
ВгНб
н2
RP-14)
RP-15)
ММН
СН4
с2н4
ММН
N2H4
NH3
В5Н9
ММН
N2H4
MHF3
MHF5
ММН
N2H4 '
ММН
ММН-Ве
70,8/29,2
ММН-А1
58/42
■*уд п » С
477,4
421,5
422,1
410,3
415,0
409,0
398,8
445,6
461,2
377,2
403,6
423,3
376,7
368,6
380,6
390,5
379,9
397,8
355,9
365,3
356,9
357,1
334,1
342,4
341,5
379,6
353,1
Гк.с, К
3860,37
4480,37
4810,93
4705,37
4405,93
4087,04
4042,04
4759,26
3468,15
3964,82
4633,71
4725,93
3980,37
4015,93
4095,93
4489,26
4334,82
5075,93
3852,04
4178,15
3852,04
3995,37
3685,93
3939,26
3398,15
3724,26
3723,15
бж/б-
7,37
5,58
3,86
3,85
2,58
1,65
1,92
3,98
5,70
3,30
3,84
2,83
6,51
3,71
3,39
3,25
4,58
8,31
2,83
2,71
2,81
2,49
3,01
2,89
2,37
1,10
0,87
рТ, кг/м3
440
1090
ИЗО
1280
1260
1270
1250
1020
360
1100
1200
1230
1150
1140
1320
1380
1220
1350
1400
1470
1410
1460
1420
1500
1200
1210
1310
V\ м/с
2498,75
2138,78
2175,97
2130,25
2105,86
2081,17
2018,08
2166,82
2417,06
1889,15
2104,34
2186,03
1914,75
1842,82
1925,73
2057,7
2020,52
1991,87
1837,03
1934,26
1844,04
1862,94
1739,19
1821,79
1724,25
1848,92
1770,89

378
Прил. Б. Характеристики ракетных топлив
Продолжение табл. Б.6
Окислитель
N2O43)
MON-253)
IRFNA3)
(Ш-А)
IRFNA3)
(IV,
HDA)
H2O23)
N2H43>
Горючее
N2H4
N2H4-
UDMH
50/50
N2H4-Be
76,6/23,4
B5H9
MMH
N2H4
HYDYNE
MMH
UDMH
HYDYNE
MMH
UDMH
MMH
N2H4
N2H4-Be
75,5/25,5
B5H9
B5H9
■*уд п » С
343,8
341,7
392,8
358,5
342,9
345,0
318,7
324,3
322,1
325,2
330,8
328,6
336,8
337,6
403,5
371,6
403,4
389,7
Ткс.К
3265,93
3369,26
3503,15
3979,26
3430,93
3299,26
3112,04
3114,26
3137,04
3224,26
3220,37
3250,37
2980,37
2918,15
3370,93
2870,37
2504,26
2714,26
ьок / ьг
1,42
2,15
0,60
3,26
2,50
1,51
3,41
2,71
3,31
3,25
2,58
3,12
3,69
2,12
0,57
2,09
1,16
1,27
рт, кг/м3
1220
1200
1220
1110
1180
1200
1310
1280
1270
1330
1310
1290
1240
1250
1240
1010
630
800
V\ м/с
1770,28
1730,96
1913,23
1780,64
1731,87
1775,46
1616,66
1654,76
1631,03
1641,35
1680,06
1661,77
1713,89
1744,37
1939,75
1816,91
2079,65
1960,17
/Уд п. - пустотный удельный импульс; 1\ 2\ 3^ - температура
компонен—114,4 и 25 соответственно; 4^ FO/RP-1 = 30/70,
тов топлив, °С: £р
5) FO/RP-1 = 70/30
криог
Таблица Б.7. Максимальные значения удельных импульсов ракетных топлив
F2
N2F4
н2
412
364
(Ркс
N2H4
365
335
= 6,89476 МПа, ра
(CH3)2N2H2
348
321
СН2
328
304
= 0,101353 МПа)
В5Н9
361
334
А1Н3
348
327
Li
378
349
Be
323
311
ВеН2
355
336

Прил. Б. Характеристики ракетных топлив
379
Продолжение табл. Б.7
C1F3
C1F5
CIO3F
OF2
О2
Н2О2
N2O4
HNO3
н2
321
343
344
412
391
322
341
320
N2H4
295
311
295
346
313
287
291
279
(CH3)2N2H2
281
298
290
352
310
284
285
272
СН2
260
276
281
351
300
278
276
263
В5Н9
290
309
299
362
320
309
299
294
А1Н3
288
304
294
327
311
318
301
301
Li
320
334
263
340
247
271
240
240
Be
277
290
243
309
235
277
-
256
ВеН2
299
315
310
343
331
353
316
321
Таблица Б.8. Удельный импульс,
в камере сгорания при степени
плотность топлива и температура
расширения сопла е = 0,0002
Окислитель
F2
О2
CIF3
Горючее
ВеН2
н2
В5Н9
А1Н3
ВеН2
В5Н9
н2
А1Н3
ВеН2
LiH
н2
в5н9
А1Н3
N2H4
(CH3)2N2H2
C4N2
сн2
^уд.» С
501
489
460
447
492
471
470
416
418
380
378
368
367
345
337
325
315
р, кг/м3
-
681
1230
1550
-
923
227
1410
-
1520
612
1470
1790
1480
1370
1620
1480
Тк.с. К
5194
4809
5165
5368
4004
4620
3371
4374
4500
4109
3985
4543
4693
2969
3794
3404
3541

380
Прил. Б. Характеристики ракетных топлив
Окислитель
N2O4
Горючее
ВеН2
н2
А1Н3
В5Н9
(CH3)2N2H2
N2H4
сн2
LiH
C4N2
Продолжение
^уд> С
462
408
401
391
354
354
344
325
261
р, кг/м3
-
460
1550
1120
1180
1210
1340
1200
1240
табл. Б.8
Ткс, К
3446
3254
4292
4388
3433
3262
2979
3171
4034

Приложение В
ХАРАКТЕРИСТИКИ ТОПЛИВ С ДОБАВКАМИ
СВОБОДНЫХ РАДИКАЛОВ И ИОНОВ
Большое количество тепловой энергии выделяется не только
при горении. Многие химические вещества имеют очень большие
эндотермические теплоты образования, так что в реакциях с участием
этих веществ может выделяться больше тепловой энергии, чем при
горении. Эти вещества в основном бывают трех типов: свободные
радикалы, соединения в стабильном состоянии и ионы. Реализация
такого вида источника энергии и рабочего тела заключается в
стабилизации одного из этих типов веществ в некоторой среде
и инициировании при необходимости реакции рекомбинации или
деактивации, приводящих к выделению энергии. Примерами таких
процессов являются:
- химическая реакция
2Ве+О2 —-> 2ВеО, АН = -23,865 кДж/г ,
- рекомбинация свободных радикалов
2Н —> Н2, АН = -216,457 кДж/г ,
- деактивация вещества, находящегося в возбужденном метаста-
бильном состоянии
Не* —> Не, АН = -473,947 кДж/г ,
- рекомбинация ионов
Не+ + е" —+ Не, АН = -1516,459 кДж/г ,
Примеры таких веществ приведены в табл. В.1.
Располагаемую энергию этих систем можно иногда сочетать с
располагаемой энергией других систем, например:
2Н+ + 2е" —> 2Н, АН = -3057,201 кДж ,
2Н —> Н2, АН = -436,265 кДж ,

382
Прил. В. Характеристики топлив с добавками
Таблица В.1. :
Реагент
Н
0
N
F
СНз
N, Н
С, Н
н, он
NH2, H
СНз, Н
Не*
Ne*
Не++
Не+
Н+
Ne++
Ne+
Ве+
В+
Аг++
О+
Li+
Продукт
реакции
н2
о2
N2
F2
с2н6
NH3
сн4
Н2О
NH3
СН4
Не
Ne
Не
Не
Н
Ne
Ne
Be
В
Ar
О
Li
Энергосодержание «несжигаемых» ракетных топлив
Молекулярная
масса
2,016
31,999
28,013
37,997
30,070
17,031
16,043
18,015
17,031
16,043
4,0026
20,179
4,0026
4,0026
1,00797
20,179
20,179
9,0122
10,811
39,948
15,9994
6,939
Количество е
кДж/кмоль
436378,441
495701,629
950007,110
159085,840
365101,520
1176538,948
1665787,044
497806,333
434962,884
423163,644
1897015,299
1588326,219
7624928,984
2372944,932
1528545,138
6049157,304
2078341,755
1226299,066
1204008,962
4181357,160
1560780,509
674011,161
выделяющейся
кДж/кг
216457,560
15491,160
33913,080
4186,800
12141,720
69082,200
103832,640
27632,880
25539,480
26376,840
473945,760
78711,840
1904994,000
592850,880
1516458,960
299774,880
102995,280
136071,000
111368,880
104670,000
97552,440
97133,760
энергии
ккал/кг
51700
3700
8100
1000
2900
16500
24800
6600
6100
6300
113200
18800
455000
141600
362200
71600
24600
32500
26600
25000
23300
23200
Н2 + F2 —-> 2HF, АН = -540,097 кДж ,
2Н+ + 2е" 4- F2 —+ 2HF, АН = -4033,563 кДж .
В этой схеме водород первоначально находится в ионизированном
состоянии и, кроме обычной энергии горения, выделяются энергии
рекомбинации ионов и радикалов. В результате суммарная энергия
в семь раз превосходит энергию горения.
В действительности все топливо не может быть стабилизировано
в некотором энергетическом состоянии. С точки зрения обеспечения
оптимальных характеристик иногда это нежелательно делать, так как
образующееся рабочее тело будет иметь слишком большой молеку-

Прил. В. Характеристики топлив с добавками
383
лярный вес. Обычно в активированном состоянии находится
небольшая часть топлива, поэтому полезно определить величины
удельного импульса, соответствующего различным уровням активации. Если
концентрация свободных радикалов и ионов меньше 100%, можно
использовать некоторые вещества в качестве разбавителей. Лучшими
разбавителями являются водород или гелий вследствие их малых
молекулярных весов.
В табл. В.2 приведены некоторые данные для топлив с
добавками свободных радикалов и ионов. Согласно этим данным, удельные
импульсы, достигаемые с применением указанных веществ,
изменяются от величин, соответствующих обычным реакциям окисления-
восстановления, до величин ~ 1000 с, которые являются верхним
пределом.
Таблица В.2. Характеристики топлив с добавками свободных
и ионов
Активный
компонент
Н
О
F
F
N
N
Н
Остальное
Разбавитель
н2
о2
Не
н2
Не
н2
СН4
-СНз
'гак
0,250
0,333
0,625
1,000
0,250
0,333
0,625
0,333
0,625
0,250
0,333
0,625
0,250
0,333
0,250
0,333
0,250
0,400
0,476
'гр
0,750
0,667
0,375
-
0,750
0,667
0,375
0,333
0,250
0,250
0,333
0,250
0,250
0,333
0,250
0,333
0,500
0,200
0,476
650
750
1090
1400
155
180
260
128
179
248
347
350
290
370
284
353
274
398
466
радикалов
Тк.с , К
2050
2600
4050
5100
1940
2700
3940
973
1447
3000
4800
4900
4300
5900
2550
4160
1408
2646
3385

384
Прил. В. Характеристики топлив с добавками
Продолжение табл. В.2
Активный
компонент
Не++
Не+
Н+
Ne++
Ne+
Ве+
Разбавитель
Не
Не
н2
Ne
Ne
Be
г а.к.
0,007
0,012
0,015
0,023
0,039
0,047
0,058
0,197
0,272
0,009
0,016
0,019
0,026
0,045
0,054
0,058
0,100
0,125
'г р.
0,979
0,964
0,955
0,954
0,922
0,906
0,884
0,606
0,456
0,973
0,952
0,943
0,948
0,910
0,892
0,884
0,800
0,750
'уд.. С
500
646
708
500
646
708
802
1178
1371
223
288
315
223
288
315
330
438
491
ткс, к
3000
5000
6000
3000
5000
6000
3000
5000
6000
3000
5000
6000
3000
5000
6000
3000
5000
6000
Примечания. 1.Приведенные данные относятся к реакциям,
происходящим при давлении 4,2 МПа, за исключением кислородсодержащего
топлива. Для кислородсодержащего топлива рк = 2,1 МПа. 2.
Предполагается, что продукты реакций топлив, не содержащих ионы, расширяются
в сопле при наличии химического равновесия между компонентами.
Состав продуктов реакции ионосодержащих топлив при расширении
остается постоянным (замороженное течение). 3. Если сумма приведенных
мольных долей не равна 1, то дополнением до единицы являются
исходные вещества активного компонента (если нет особых оговорок).
♦) _
**) _
мольная доля активного компонента;
мольная доля разбавителя.
В табл. В.З приведены характеристики разных по составу и
агрегатному состоянию ракетных топлив. Она характерна для современного
состояния исследований в области ракетных топлив.

Прил. В. Характеристики топлив с добавками
385
Таблица В.З. Удельный импульс и плотность существующих
и перспективных ракетных топлив при рк.с /ра = 70/1
Топлива*^
1ул.> с
р-ь кг/м3
Стабильные
Твердые
Жидкие
Гибридные
С
П
С
П
С
Р
NH4C1O4 + (А1 + полимер)
NH4CIO4 + (Li, Be + полимер)
N2O4 + НДМГ
Н2О2 + B5H9
Н2О2 + (А1 + полимер)
HNO3 + (А1 + полимер)
C1F3 + LiH
CIF3 + Li
N2O4 + ВеН2
Н2О2 + ВеН2
NO2C1O4 + N2H4
267
290
283
309
289
273
293
318
351
375
295
1700
1300
1180
1060
1500
1520
1520
1160
1500
1500
1450
Криогенные
Жидкие
Гибридные
С
С
Р
Огж + керосин
Огж + Нгж
Огж + полимер
¥2ж + LiH
¥2ж + ВеН2
О2ж + ВеН2
¥2ж + А1Н3
298
386
298
363
395
371
353
1020
350
1100
1300
1530
1300
1550
*) топлива: С
батываемые
- существующие; П - перспективные; Р - разра-

Приложение Г
ТЕПЛОТЫ ОБРАЗОВАНИЯ Н-ПАРАФИНОВЫХ
УГЛЕВОДОРОДОВ И КОМПОНЕНТОВ
ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ, ОБРАЗОВАННЫХ
МЕТАЛЛАМИ И НЕМЕТАЛЛАМИ
Величина теплового эффекта реакции, отнесенная к количеству
образовавшегося вещества, называется теплотой образования. Она
отличается от химической энергии на величину изменения физического
тепла, содержащегося в конечных и исходных продуктах реакции.
В химической термодинамике обычно пользуются двумя видами
теплот: теплотой образования из простых веществ (элементов) и
теплотой образования из атомов.
Знак теплоты образования в термодинамике определяется по
следующему правилу. Если в процессе реакции происходит выделение
тепловой энергии, т.е. уменьшается запас энергии в реагирующей смеси,
то теплота образования считается отрицательной. Таким образом,
теплота образования конечных продуктов сгорания всегда отрицательная,
а -ОН, =N0 или атомных газов - положительная, так как для
образования их из стандартных газов в молекулярной форме необходимо
расходовать тепло.
Теплоты образования компонентов продуктов сгорания металлов А1,
Be, Li, Mg, Zr и неметаллов В, С, Н, О, Cl, F, N и S заимствованы
из «Таблицы термохимических данных JANAF». Значения стандартных
теплот образования приведены при 25 °С (298,15 К). Вещества
находятся в газообразном состоянии, если не оговорено особо (Табл. Г.1-Г.9).
Таблица ГЛ. Теплота образования н-парафиновых углеводородов
в стандартном состоянии из элементов
Углеводород
Метан
Этан
Пропан
н-Бутан
Формула
СН4
с2н6
С3Н8
С4Н10
A^f298,15
кДж/кмоль
кДж/кг
г
-74897
-84724
-103916
-126232
-4667,1
-2817,6
-2356,5
-2171,7
кДж/кмоль
кДж/кг
ж
-119923
-147752
-2719,5
-2542,0

Прил. Г. Теплоты образования н-парафиновых углеводородов
387
Продолжение табл. Г.1
Углеводород
н-Пентан
н-Гексан
н-Гептан
н-Октан
н-Нонан
н-Декан
н-Ундекан
н-Додекан
н-Тридекан
н-Тетрадекан
н-Пентадекан
н-Гексадекан
н-Гептадекан
н-Октадекан
н-Нонадекан
н-Эйкозан
Формула
С5Н12
СбНи
С7Н16
CeHie
С9Н20
С10Н22
С11Н24
С12Н26
С13Н28
С14Н30
С15Н32
С16Н34
Ci7H36
С18Н38
Q9H40
С20Н42
кДж/кмоль
кДж/кг
г
-146538
-167304
-187945
-208586
-229185
-249826
-270467
-291066
-311707
-332348
-352989
-373588
-394187
-414828
-435427
-456068
-2030,9
-1941,3
-1875,6
-1825,9
-1786,8
-1755,5
-1730,2
-1708,7
-1690,6
-1675,1
-1661,7
-1649,7
-1639,2
-1629,9
-1621,6
-1614,1
298,15
кДж/кмоль
кДж/кг
Ж
-173166
-198957
-224538
-250119
-275659
-301240
-326822
-352361
-377942
-403524
-429105
-454603
-480184
-505765
-531305
-556886
-2400,0
-2308,6
-2240,8
-2189,6
-2149,2
-2117,1
-2090,8
-2068,6
-2049,9
-2033,9
-2020,1
-2007,5
-1996,8
-1987,0
-1978,6
-1970,9
Таблица T.i
Вещество
1. Теплота образования борсодержащих продуктов сгорания
М
В]
В
в2
ВС
ВС1
ВС12
ВС13
В2С14
10,811
21,622
22,822
46,264
81,717
117,170
163,434
A^f298,15
кДж/кмоль
кДж/кг
газообразном состоянии
+556007,04
+816426,00
+828986,40
+ 141513,84
-83736,00
-403230,71
-489436,92
+51429,751
+37759,042
+36324,003
+3058,833
-1024,707
-3441,416
-2994,707
ккал/моль
+ 132,8
+ 195
+ 198
+33,8
-20
-96,31
-116,9

388 Прил. Г. Теплоты образования н-парафиновых углеводородов
Продолжение табл. Г.2
Вещество
BF
BF2
BF3
B2F4
BC1F
BCIF2
BC12F
ВН
ВН2
ВН3
BN
B3H6N3
ВО
ВО2
В2О2
В2О3
ВОС1
(ВОС1)3
BOF
(BOF)3
ВОН
НВО2
В(ОН)2
Н3ВО3
В3О3Н3
(НВО2)3
BOHF2
B3FH2O3
B3F2HO3
BS
M
29,809
48,808
67,806
97,616
65,262
84,261
100,715
11,819
12,827
13,835
24,818
80,501
26,801
42,810
53,621
69,620
62,263
186,790
45,809
137,426
27,818
43,818
44,826
61,833
83,455
131,453
65,816
101,446
119,436
42,875
A^f298.15
кДж/кмоль
-115974,36
-544284,00
-1130854,68
-1432722,96
-314010,00
-885926,88
-644767,20
+442963,44
+200966,40
+106763,40
+636393,60
-510370,92
+46054,80
-315140,44
-456361,20
-833759,35
-316522,08
-1632852,00
-602899,20
-2366798,04
-83736,00
-561031,20
-477295,20
-992941,49
-1218358,80
-2273432,40
-1084381,20
-1599357,60
-1988730,00
+334944,00
кДж/кг
-3890,582
-11151,533
-16677,797
-14677,132
-4811,529
-10514,080
-6401,898
+37478,927
+ 15667,451
+7716,906
+25642,421
-6339,933
+ 1718,399
-7361,374
-8510,867
-11975,860
-5083,630
-8741,646
-13161,152
-17222,345
-3010,137
-12803,670
-10647,731
-16058,439
-14598,991
-17294,641
-16475,951
' -15765,605
-16651,010
+7812,105
ккал/моль
-27,7
-130
-270,1
-342,2
-75
-211,6
-154
+ 105,8
+48
+25,5
+ 152
-121,9
+ 11
-75,27
-109
-199,14
-75,6
-390
-144
-565,3
-20
-134
-114
-237,16
-291
-543
-259
-382
-475
+80

Прил. Г. Теплоты образования н-парафиновых углеводородов 389
Продолжение табл. Г.2
Вещество
М
А ^298,15
кДж/кмоль
кДж/кг
ккал/моль
В твердом состоянии
В
В4С
BN
В2О3
10,811
55,255
24,818
69,620
0
-53172,36
-249156,47
-1271279,95
0
-962,309
-10039,345
-18260,269
0
-12,7
-59,51
-303,64
Таблица Г
Вещество
.3. Теплота
М
В
А1
А1С1
А1С12
А1С13
А12С16
A1F
A1F2
A1F3
A1C1F
AICI2F
AICIF2
А1Н
А1С
A1N
А1О
А12О
А12О2
А1ОС1
A1OF
26,982
62,435
97,888
133,341
283,624
45,980
64,978
83,977
81,433
116,886
100,431
27,989
38,993
40,988
42,981
69,962
85,962
78,444
61,979
образования алюминийсодержащих продуктов
сгорания
A#f°298,15
кДж/кмоль
кДж/кг
газообразном состоянии
+326570,40
-46892,16
-314010,00
-584895,96
-1294558,56
-261675,00
-690822,00
-1199518,20
-502416,00
-789630,48
-994783,68
+259581,60
+689984,64
+435427,20
+89597,52
-131465,52
-399408,16
-348341,76
-586989,36
+ 12103,269
-751,056
-3207,850
-4386,467
-4564,348
-5691,061
-10631,629
-14283,890
-6169,686
-6755,561
-9905,146
+9274,415
+ 17695,090
+ 10623,285
+2084,584
-1879,099
-4646,334
-4440,642
-9470,778
ккал/моль
+78,0
-11,2
-75
-139,7
-309,2
-62,5
-165
-286,5
-120
-188,6
-237,6
+62
+ 164,8
+ 104,0
+21,4
-31,4
-95,397
-83,2
-140,2

390
Прил. Г. Теплоты образования н-парафиновых углеводородов
Продолжение табл. Г.З
Вещество
АЮН
АЮ2Н
A1S
М
43,989
59,988
59,046
А #[298.15
кДж/кмоль
-33494,40
-263768,40
+200966,40
кДж/кг
-761,427
-4397,019
+3403,557
ккал/моль
-8
-63
+48
В твердом состоянии
А1
АЦСз
A1F3
А12О3
A1N
26,982
143,959
83,977
101,961
40,988
0
-205153,20
-1498874,40
-1676394,72
-293076,00
0
-1425,081
-17848,630
-16441,529
-7150,288
0
-49,0
-358,0
-400,4
-70,0
Таблица Г.4. Теплота образования бериллийсодержащих продуктов сгорания
Вещество
Be
ВеС2
ВеС1
ВеС12
Ве2С14
BeF
BeF2
BeCIF
ВеН
ВеН2
BeN
BeO
(ВеО)2
(ВеО)з
(BeO)4
М
Bi
9,0122
33,045
51,059
79,918
159,836
28,011
47,009
63,464
10,020
11,028
23,019
25,017
50,023
75,035
100,046
Ai/f298,15
кДж/кмоль
кДж/кг
газообразном состоянии
+327617,1
+565218,0
+ 12560,4
-361320,8
-774558,0
-208084,0
-785025,0
-519163,2
+322383,6
+ 125604,0
+427053,6
+ 129790,8
-410306,4
-1055073,6
-1590984,0
+36352,622
+ 17104,494
+245,998
-4521,145
-4845,955
-7428,652
-16699,462
-8180,436
+32174,012
+ 11389,554
+ 18552,222
+5188,104
-8202,355
-14061,086
-15902,525
ккал/моль
+78,25
+ 135
+3,0
-86,3
-185
-49,7
-187,5
-124
л-п
+30
+ 102
+31
-98
-252
-380

Прил. Г. Теплоты образования н-парафиновых углеводородов 391
Продолжение табл. Г.4
Вещество
(ВеО)5
(ВеО)6
Ве2О
ВеОН
Ве(ОН)2
М
125,058
150,070
34,024
26,020
43,027
A#f298,15
кДж/кмоль
-2114334,0
-2662804,8
-62802,0
-104670,0
-663607,8
кДж/кг
-16906,827
-17743,752
-1845,815
-4022,675
-15423,055
ккал/моль
-505
-636
-15
-25
-158,5
В твердом состоянии
Be
Ве2С
Be3N2
ВеО
9,0122
30,036
55,050
25,012
0
90853,6
-588664,1
-599131,1
0
+3024,822
-10693,262
-23953,745
0
+21,7
-140,6
-143,1
Таблица Г.5. Теплота образования н-парафиновых углеводородов
в газообразном состоянии из атомов
Углеводород
Метан
Этан
Пропан
н- Бутан
н-Пентан
н-Гексан
н-Гептан
н-Октан
н-Нонан
н-Декан
н-Додекан
н-Гексадекан
н-Эйкозан
Формула
СН4
с2н6
С3Н8
С4Н10
СбН12
СбНн
С7Н16
CeHjs
CgH2o
СюН22
Ci2H26
C16H34
С2()Н42
A#f298,15
кДж/кмоль
-1476294
-2451346
-3435763
-4424233
-5408843
-6394834
-7380700
-8367000
-9352390
-10338256
-12309946
-16253367
-20196746
кДж/кг
-92021
-81521
-77914
-76117
-74965
-74205
-73656
-73200
-72918
-72658
-72266
-71774
-71478

392 Прил. Г. Теплоты образования н-парафиновых углеводородов
Таблица Г.6. Теплота образования литийсодержащих продуктов сгорания
Вещество
Li
Li+
Li2
LiCl
Li2Cl2
U3CI3
LiF
Li2F2
Li3F3
Li2ClF
LiH
LiN
LiO
Li2O
Li2O2
LiOH
(LiOH)2
LiOCl
LiOF
M
Bi
6,939
6,939
13,878
42,392
84,784
127,176
25,937
51,875
77,812
68,329
7,947
20,946
22,938
29,877
45,877
23,946
47,893
58,391
41,937
A-^f298,15
кДж/кмоль
кДж/кг
газообразном состоянии
+ 160815,0
+687623,3
+211014,7
-195850,1
-598946,9
-1005393,0
-332850,6
-927794,9
-1515621,6
-754461,4
+ 134396,3
+ 163285,2
+84154,7
-167053,3
-242834,4
-241578,4
-709243,9
-14235,1
-41868,0
+23175,528
+99095,444
+ 15204,981
-4619,979
-7064,386
-7905,525
-12833,042
-17885,203
-19477,993
-11041,598
+ 16911,574
+7795,531
+3668,789
-5591,369
-5293,162
-10088,464
-14808,927
-243,790
-998,355
ккал/моль
+38,41
+164,236
+50,4
-46,778
-143,056
-240,134
-79,5
-221,6
-362,0
-180,2
+32,1
+39,0
+20,1
-39,9
-58,0
-57,7
-169,4
-3,4
-10,0
В твердом состоянии
Li
Li2C2
LiH
Li3N
Li2O
6,939
37,900
7,947
34,824
29,877
0
-59452,6
-90560,5
-198873,0
-599131,1
0
-1568,669
-11395,556
-5710,803
-20053,254
0
-14,2
-21,63
-47,5
-143,1

Прил. Г. Теплоты образования н-парафиновых углеводородов 393
Таблица Г.7. Теплота образования магнийсодержащих продуктов сгорания
Вещество
Mg
MgCl
MgCl2
MgF
MgF2
Mg2F4
MgCIF
MgH
MgN
MgO
MgOH
MgS
M
Bi
24,305
59,759
95,211
43,303
62,303
124,604
78,756
25,313
38,312
40,304
41,312
56,369
кДж/кмоль
A#f298.15
кДж/кг
газообразном состоянии
+ 147710,3
+4186,8
-421610,8
-222319,1
-735620,8
-1735009,9
-581546,5
+ 170402,8
+288889,2
+ 17542,7
-51079,0
+ 139001,8
+6077,363
+70,061
-4428,173
-5134,034
-11807,148
-13924,191
-7384,155
+6731,828
+7540,436
+435,259
-1236,419
+2465,926
ккал/моль
+35,28
+ 1,0
-100,7
-53,1
-175,7
-414,4
-138,9
+40,7
+69,0
+4,19
-12,2
+33,2
В твердом состоянии
Mg
MgC2
Mg2C3
MgH2
Mg3N2
MgO
Mg(OH)2
MgS
24,305
48,327
84,643
26,321
100,928
40,304
58,320
56,369
0
+87922,8
+79549,2
-76199,8
-461385,4
-601643,2
-925282,8
-347504,4
0
+ 1819,331
+939,820
-2895,018
-4571,431
-14927,629
-15865,617
-6164,814
0
+21,0
+ 19,0
-18,2
-110,2
-143,7
-221,0
-83,0
Таблица Г.8. Теплота образования цирконийсодержащих продуктов сгорания
Вещество
М
A#f298,15
кДж/кмоль
кДж/кг
ккал/моль
В газообразном состоянии
Zr
ZrCl
91,220
126,673
+608844,5
+578615,8
+6674,462
+4567,791
+ 145,42
+ 138,2

394 Прил. Г. Теплоты образования н-парафиновых углеводородов
Продолжение табл. Г.8
Вещество
M
A#f298,15
кДж/кмоль
кДж/кг
ккал/моль
В газообразном состоянии
ZrCl2
ZrCl3
ZrCl4
ZrF
ZrF2
ZrF3
ZrF4
ZrH
ZrN
ZrO
ZrO2
162,126
197,579
233,032
110,218
129,217
148,215
167,214
92,228
105,227
107,219
123,219
-326570,4
-602899,2
-866667,6
+488599,6
-614203,6
-1189051,2
-1662997,0
+516651,1
+713849,4
+88341,5
-345411,0
-2014,300
-3051,434
-3719,093
+4433,029
-4753,272
-8022,475
-9945,321
+5601,890
+6783,900
+823,935
-2803,228
-78
-144
-207
+ 116,7
-146,7
-284
-397,2
+ 123,4
+ 170,5
+21,1
-82,5
В твердом состоянии
Zr
ZrC
ZrN
ZrO2
91,220
103,231
105,227
123,219
0
-196779,6
-365507,6
-1094848,2
0
-1906,206
-3473,516
-8885,385
0
-47
-87,3
-261,5
Таблица Г.9. Теплота образования углеродсодержащих продуктов сгорания
в газообразном состоянии
Вещество
С (графит)
С
с2
Сз
с4
с5
сн4
м
12,01115
12,01115
24,0223
36,0335
48,0446
60,0558
16,043
А-^298,15
кДж/кмоль
0
+715482,3
+833173,2
+794236,0
+ 1014461,6
+ 1014880,3
-74922,8
кДж/кг
0
+59568,172
+34683,323
+22041,599
+21114,998
+ 16898,956
-4670,123
ккал/моль
0
+ 170,89
+ 199
+ 189,7
+242,3
+242,4
-17,895

Прил. Г. Теплоты образования н-парафиновых углеводородов 395
Продолжение табл. Г.9
Вещество
С2Н2
С2Н4
СНО
СН2О
С2Н4О
CN
C2N2
C4N2
HCN
HCNO
CC1
CC12
CCI3
ССЦ
CF
CF2
CF3
CF4
C2F2
C2F4
CCI3F
CC12F2
CO
CO2
C3O2
CH
CH2
CH3
M
26,0382
28,0542
29,0185
30,0265
44,0536
26,0179
52,0357
76,058
27,0258
43,0252
47,4642
82,9172
118,3702
153,8232
31,0096
50,008
69,0064
88,0048
62,0191
100,0159
137,3686
120,914
28,0106
44,001
68,0323
13,0191
14,0271
15,0351
A-^f298,15
кДж/кмоль
+226882,7
+52318,3
-12141,7
-115974,4
-51037,1
+456361,2
+309278,9
+533817,0
+ 130628,2
-116811,7
+552657,6
+314010,0
+ 146538,0
-108605,6
+311535,6
-125604,0
-484412,8
-923189,4
-214782,8
-648954,0
-284702,4
-481482,0
-110600,6
-393785,3
-34750,4
+594525,6
+397746,0
+ 133726,4
кДж/кг
+8713,455
+ 1864,899
-418,413
-3862,400
-1158,523
+ 17540,278
+5943,591
+7018,552
+4833,461
-2714,961
+ 11643,672
+3787,031
+ 1237,964
-706,042
+ 10046,424
-2511,678
-7019,824
-10490,216
-3463,172
-6488,508
-2072,544
-3982,020
-3948,527
-8949,462
-510,793
+45665,645
+28355,540
+8894,280
ккал/моль
+54,19
+ 12,496
-2,9
-27,7
-12,19
+ 109
+73,87
+ 127,5
+31,2
-27,9
+ 132
+75
+35
-25,94
+74,409
-30
-115,7
-220,5
-51,3
-155
-68
-115
-26,4165
-94,054
-8,3
+ 142
+95
+31,94

396 Прил. Г. Теплоты образования н-парафиновых углеводородов
Продолжение табл. Г.9
Вещество
CC1F3
СНС13
СН2С12
СН3С1
CHF3
CH2F2
CH3F
CHCIF2
CHCbF
CH2CIF
СОСЬ
COF2
COF4
COC1F
COHF
CNC1
CNF
cs
cs2
COS
M
104,4594
119,3781
84,9331
50,4881
70,0143
52,0239
34,0335
86,4689
102,9235
68,4785
169,8226
66,0074
100,0159
82,4620
48,0169
61,4709
45,0163
44,0752
76,1392
60,0746
A#f298,15
кДж/кмоль
-695008,8
-104670,0
-93784,3
-86499,3
-691240,7
-448825,0
-234460,8
-473108,4
-288889,2
-270048,6
-220225,7
-635137,6
-770371,2
-427053,6
-376812,0
+ 134815,0
-12560,4
+230274,0
+ 117146,7
-138499,3
кДж/кг
-6653,387
-876,794
-1104,214
-1713,261
-9872,850
-8627,284
-6889,118
-5471,428
-2806,834
-3943,553
-1296,798
-9622,218
-7702,487
-5178,793
-7847,487
+2193,151
-279,019
+5224,571
+ 1538,585
-2305,456
ккал/моль
-166
-25
-22,4
-20,66
-165,1
-107,2
-56
-113
-69
-64,5
-52,6
-151,7
-184
-102
-90
+32,2
-3
+55
+27,98
-33,08

Прил. Г. Теплоты образования н-парафиновых углеводородов 397
Contents
Preface 8
Fundamental Terms and Definitions 12
Abbreviations 14
Chapter 1. Liquid Hydrocarbon Fuels 18
1.1. FuelT-1 18
1.2. Fuel Naphthyl 25
1.3. Fuel T-6 31
1.4. Fuel JP-7 44
1.5. Fuel JP-8 45
1.6. Fuel JP-900 47
1.7. Fuel RJ-4 48
1.8. Fuel RJ-5 52
1.9. Fuel RJ-6 56
1.10. Fuel JP-9 60
1.11. Fuel JP-10 64
1.12. Fuel Si-80 69
1.13. Fuel Carene 71
1.14. Fuel EN 72
1.15. Carene + EN 73
1.16. Bocktan 75
Chapter 2. Liquid Boron-Containing Fuels 78
2.1. Isopropylmethacarborane + Toluene 81
2.2. Isopropylmethacarborane + Isopropylbenzene 81
2.3. Isopropylmethacarborane + Isobutylbenzene 83
2.4. Isopropylmethacarborane + Naphthyl 84
2.5. Isopropylmethacarborane + Cycline 85
2.6. Isopropylmethacarborane + Pentalane 87
2.7. Isopropylmethacarborane + Toluene + Cycline 88
2.8. Isopropylmethacarborane + T-6 89
2.9. Isopropylmethacarborane + RJ-5 91
Chapter 3. Slarry Thixotropic Fuels 93
3.1. Fuel T-6 + Carbon 99
3.2. Fuel T-6 + Al 99
3.3. Fuel T-6 -f В 101
3.4. Fuel T-6 + A1B2 101
3.5. Fuels on T-6 and Isopropylmethacarborane, Al, AIB2
and Carbon 102
Chapter 4. Solid Easy-Melting Fuels 104
4.1. Fuels on Polyethylene, Carbon and Metal 107
4.2. Fuels on DAMST, Carbon and Metal 110
4.3. Fuels on Anthracene, Carbon and Metal 113
4.4. Fuels on Decaborane, Carbon and Metal 116

398 Прил. Г. Теплоты образования н-парафиновых углеводородов
Chapter 5. Liquid Hydrocarbon Components of High Energy
Fuels 120
5.1. Methylcyclohexan 124
5.2. Toluene 138
5.3. Isopropylbenzene 153
5.4. Isobutylbenzene 157
5.5. Cycline 162
5.6. Pentalane 164
5.7. Deciline 165
Chapter 6. Boron-Containing Components of High Energy Fuels 167
6.1. Diborane 170
6.2. Pentaborane 177
6.3. Decaborane 180
6.4. Isopropylmethacarborane 188
Chapter 7. Solid Hydrocarbon Components of High Energy
Fuels 196
7.1. DAMST 196
7.2. Anthracene 196
7.3. Polyethylene 199
Chapter 8. Metals and Non-Metals Components of High Energy
Fuels 204
8.1. Lithium 205
8.2. Beryllium 222
8.3. Boron 231
8.4. Aluminium 239
8.5. Aluminium Borides 246
8.6. Magnesium 253
8.7. Magnesium Borides 261
8.8. Zirconium 265
8.9. Hafnium 270
8.10. Thorium 276
8.11. Carbon 282
8.12. Fullerene 289
Chapter 9. Metallic Hydrides-Components of High Energy Fuels 301
9.1. Lithium Hydride 303
9.2. Beryllium Hydride 309
9.3. Magnesium Hydride 311
9.4. Aluminium Hydride 313
9.5. Zirconium Hydride 317
9.6. Hydrofullerenes 323
9.7. Complex Metal Hydrides 326
References 335

Прил. Г. Теплоты образования н-парафиновых углеводородов 399
Appendix A. Physical and Chemical Methods for Determination
of Metallic Fuels Combustion Products Composition 362
Appendix B. Properties of Rocket Fuels at Theoretical Maximum
Specific Impulse 371
Appendix C. Properties of Fuels with Addition of Radicals
and Ions 381
Appendix D. Heat of Formation of n-Paraffine Hydrocarbons
and Components of Combustion Products 386

БАКУЛИН Владимир Николаевич
ДУБОВКИН Николай Филиппович
КОТОВ А Валентина Николаевна
СОРОКИН Владимир Алексеевич
ФРАНЦКЕВИЧ Владимир Платонович
ЯНОВСКИЙ Леонид Самойлович
ЭНЕРГОЕМКИЕ ГОРЮЧИЕ ДЛЯ АВИАЦИОННЫХ
И РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Редактор В.Д. Боксер
Оригинал-макет: В.Н. Котова
Оформление переплета: Н.В. Гришина
Подписано в печать 03.03.09. Формат 60x90/16. Бумага офсетная.
Печать офсетная. Усл. печ. л. 25. Уч.-изд. л. 25. Тираж 400 экз.
Заказ № 5473.
Издательская фирма «Физико-математическая литература»
МАИК «Наука/Интерпериодика»
117997, Москва, ул. Профсоюзная, 90
E-mail: fizmat@maik.ru, fmlsale@maik.ru;
http://www.fml.ru
Отпечатано с готовых диапозитивов в ПФ «Полиграфист»
160001, г. Вологда, ул. Челюскинцев, 3
Тел.: (8172) 72-55-31, 72-61-75, факс: (8172) 72-60-72