Министерство образования и науки Российской Федерации

Бийский технологический институт (филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного

учреждения высшего профессионального образования

«Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова»

(БТИ АлтГТУ)

ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНОГО ИСПЫТАНИЯ

ПО СПЕЦИАЛЬНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ

по программе подготовки научно-педагогических кадров в аспирантуре Направление подготовки: 18.06.01 Химические технологии Направленность (профиль): Химическая технология топлива и высокоэнергетических веществ Бийск 2014

ВВЕДЕНИЕ

Претенденты на поступление в аспирантуру сдают вступительные испытания в соответствии с государственными образовательными стандартами высшего профессионального образования.

Целью вступительного испытания является выявление и оценка теоретического уровня знаний поступающих в аспирантуру.

Вступительные испытания проводятся в сочетании письменной и устной форм (по билетам, в форме собеседования по вопросам).

Уровень знаний поступающего оценивается экзаменационной комиссией по пятибалльной системе.

1 ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ

Тема 1. Энергонасыщенные материалы. Общие понятия.

Классификация. Общие свойства и характеристики. Окислители.

Горючее. Горючее-связующие.

Тема 2. Основные формы химической реакции.

Горение. Детонация. Основные параметры горения и детонации.

Разложение энергонасыщенных материалов. Теплота реакции. Объем газов.

Кислородный баланс реакции.

Тема 3. Горение конденсированных взрывчатых веществ.

Возникновение и распространение горения. Механизм и условия устойчивости горения. Основные закономерности горения. Влияние различных факторов на скорость горения. Зависимость скорости горения от давления и температуры. Методы испытаний и определения взрывчатых характеристик.

Тема 4. Возникновение и распространение детонации.

Общее представление о распространении детонации. Ударная волна.

Гидродинамическая теория детонации. Скорость детонации. Влияние различных факторов на скорость и устойчивость детонации. Фугасное и бризантное действие взрыва.

Тема 5. Взрывчатые вещества.

Общая характеристика и классификация взрывчатых веществ.

Основные характеристики взрывчатых веществ. Стойкость взрывчатых веществ. Чувствительность к механическому и тепловому воздействию.

Начальный инициирующий импульс. Применение взрывчатых веществ.

Важнейшие представители. Основы технологии взрывчатых веществ.

Тема 6. Процессы нитрации.

Нитрация. Основы процесса введения нитрогруппы в ароматические, алифатические соединения. Побочные процессы, сопровождающие нитрование. Нитрующие агенты, свойства, применение. Технология и оборудование процессов нитрации.

Тема 7. Пороха.

Классификация, назначение, применение. Важнейшие представители.

Технология получения. Свойства баллиститных и пироксилиновых порохов.

Виды нитроцеллюлоз и основные свойства.

Тема 8. Смесевые взрывчатые вещества.

Проектирование смесевых взрывчатых веществ. Особенности детонационного превращения смесевых взрывчатых веществ.

Классификация, важнейшие представители. Особенности строения и детонации эмульсионных взрывчатых веществ.

Тема 9. Твердые ракетные топлива.

Классификация. Назначение. Применение, важнейшие представители.

Технология получения. Химическая, физическая стабильность. Основные компоненты и их свойства. Совместимость компонентов. Важнейшие окислители. Проектирование и технология изготовления твердых ракетных топлив. Физико-механические характеристики ракетных топлив.

Термодинамические характеристики. Методы испытания физико-химических характеристик и характеристик горения. Металлы как горючие компоненты ракетных твердых топлив. Наноматериалы при компоновке энергетических насыщенных систем.

Тема 10. Пиротехника.

Общие сведения о пиротехнических составах и их свойствах, компоненты, общие требования к пиротехническим составам и средствам, классификация, назначение, примеры.

Тема 11. Технологическая безопасность взрывчатых материалов.

Общие сведения о чувствительности к механическим воздействиям.

Количественная оценка начального очага загорания. Статическое электричество как причина начального очага загорания. Чувствительность к тепловым воздействиям. Общие понятия о восприимчивости к детонации.

Влияние кристаллических ВВ на детонационный процесс. Устойчивость процесса горения взрывчатых материалов. Переход горения в детонацию.

Тема 12. Охрана труда и безопасность при работе с взрывчатыми веществами.

Порядок допуска лиц для работы с взрывчатыми веществами.

Классификация зданий по степени опасности. Безопасные расстояния по передаче детонации и действию ударной волны. Внешние и внутренние безопасные расстояния. Защитные кабины, камеры, экраны. Защитные сооружения при работе с взрывчатыми веществами. Безопасность при работе с ЛВЖ, ГЖ, кислотами и СДЯВ. Требования пожарной безопасности при работе с ВВ и ЛВЖ. Воздействие на человека и окружающую среду.

2 КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ЗНАНИЙ ПРЕТЕНДЕНТОВ НА

ПОСТУПЛЕНИЕ В АСПИРАНТУРУ

Ответ оценивается на «отлично», если поступающий (претендент):

1. Дает развернутый и правильный ответ на поставленные в экзаменационном билете и дополнительные вопросы.

2. Излагает материал в логической последовательности, литературным языком.

3. Показывает навыки практического использования приобретенных знаний, а также знание литературных источников.

(претендент):

1. Дает недостаточно глубокие ответы на поставленные в экзаменационном билете и дополнительные вопросы.

2. Допускает несущественные ошибки в изложении теоретического материала, самостоятельно исправленные после дополнительного вопроса экзаменатора.

Ответ оценивается на «удовлетворительно», если поступающий (претендент):

1. Дает ответы, содержащие основную суть, но при этом допускаются существенные ошибки.

2. Испытывает затруднения при ответе на вопросы экзаменаторов.

Требуется уточняющие и наводящие вопросы 3. Демонстрирует нарушение логики изложения.

Ответ оценивается «неудовлетворительно», если поступающий (претендент):

1. Обнаруживает незнание или непонимание наиболее существенной части вопросов по экзаменационному билету или дополнительным вопросам экзаменатора.

2. Допускает существенные ошибки, которые не может исправить с помощью наводящих вопросов экзаменатора.

3. Демонстрирует грубое нарушение логики изложения.

3 ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К

ВСТУПИТЕЛЬНОМУ ИСПЫТАНИЮ

1. Энергетические конденсированные системы (ЭКС). Основные классы ЭКС.

2. Уникальные свойства ЭКС. Важнейшие области применения обычных и специальных ЭКС.

3. Взрывчатые вещества (ВВ) как специальные продукты с повышенной эффективностью действия и эксплуатационной надежностью.

Виды взрывчатого превращения.

4. Классификация ВВ по видам взрывчатого превращения и применению.

5. Инициирующие взрывчатые вещества. Классификация.

Индивидуальные инициирующие вещества и инициирующие смеси.

6. Бризантные взрывчатые вещества. Классификация. Индивидуальные и смесевые бризантные вещества. Классификация. Промышленные ВВ.

7. Современное состояние и перспективы развития производства ВВ.

Вклад отечественных ученых в общее развитие научные и технологических основ производств ВВ.

Пороха и ракетные твердые топлива (РТТ) в системе общей классификации взрывчатых веществ. Области применения. Классификация 9. Требования, предъявляемые к порохам и РТТ (энергетические, баллистические и производственно-эксплуатационные требования). Системы современного оружия и техники, использующие пороха и РТТ.

10. Физические свойства порохов и РТТ. Форма и размер пороховых элементов. Основные формы твердотопливных зарядов для ракетных двигателей. Структура и плотность порохов и РТТ.

11. Теплофизические и электрофизические свойства порохов и РТТ.

Снижение электризации порохов и РТТ.

12. Физико-механические свойства порохов и РТТ. Особенности физического состояния порохов и РТТ.

13. Механическая прочность порохов и РТТ, связь ее с их физическим состоянием и влияние на поведение при эксплуатации. Методы оценки механической прочности порохов и РТТ.

14. Физическая стабильность порохов и РТТ и пути ее повышения.

15. Химические свойства порохов и РТТ. Химическая стойкость. Роль стабилизаторов. Сроки безопасного хранения. Методы контроля химической стойкости порохов и РТТ.

16. Чувствительность порохов и РТТ к различным видам внешнего воздействия. Факторы, определяющие чувствительность ВВ, порохов и РТТ к воздействию механических, тепловых и взрывчатых импульсов.

Экспериментальные методы оценки чувствительности порохов и РТТ.

17. Компонентная база порохов и РТТ. Высокомолекулярные соединения - полимеры в технологии порохов и РТТ (нитраты целлюлозы, смолы, каучуки). Принципиальные отличия высокомолекулярных соединений и низкомолекулярных веществ.

18. Кристаллические и аморфные агрегатные состояния полимеров.

Физические состояния полимеров (стеклообразное, высокоэластичное вязкотякучее состояние).

19. Пластификация полимеров, используемых в производстве порохов и РТТ. Совместимость полимеров с пластификаторами. Инертные и энергетически насыщенные пластификаторы. Методы оценки совместимости полимеров с пластификаторами.

20. Нитратцеллюлозные пороха. Области применения. Достоинства и недостатки. Виды нитратцеллюлозных порохов.

характеристики. Оценка качества получаемых полимеров.

Целлюлоза как исходное сырье для производства нитратов целлюлозы.

Виды целлюлозного сырья. Традиционные и нетрадиционные материалы для получения целлюлозы.

22. Производство смесевых ракетных твердых топлив. Основные компоненты и их назначение 23. Окислители. Требования, предъявляемые к окислителям.

Перспективные окислители.

24. Связующее-горючие. Требования, предъявляемые к ним. Основные представители связющих-горючих.

25. Активные горюче-связущие. Отверждающие или вулканизующие системы. Энергетические добавки. Требования, предъявляемые к ним.

Технологические добавки. Регуляторы скорости горения.

26. Технология смесевых ракетных твердых топлив. Схемы изготовления зарядов, аппаратное оформление основных стадий.

27. Подготовка компонентов и приготовление полуфабрикатов.

Подготовка пресс-формы, корпуса двигателя и технологической оснастки.

28. Способы литья под небольшим давлением и свободное литье.

29. Отверждение и охлаждение смесевых ракетных твердых топлив.

30. Завершающие операции при производстве СРТТ. Распрессовка.

Контроль качества изделий. Бронирование изделий СРТТ, 31. Особенности изготовления пожаротушащих и фейерверочных твердотопливных композиций, элементов снаряжения низкотемпературных газогенераторов различного назначения.

32. Баллистические и энергетические характеристики порохов и ракетных твердых топлив.

33. Общая характеристика процессов воспламенения и горения порохов и ракетных твердых топлив.

34. Физико-химические процессы, протекающие при горении твердых взрывчатых веществ.

35. Воспламенение порохового и твердотопливного зарядов.

36. Механизм горения гомогенных нитрат-целлюлозных порохов.

37. Механизм горения гетерогенных систем. Особенности механизма горения полимерных ракетных твердых топлив.

38. Особенности горения пористых порохов и ракетных пороховых зарядов.

39. Факторы, влияющие на процесс горения порохов и ракетных твердых топлив.

40. Влияние давления на горение порохов и ракетных твердых топлив.

41. Влияние начальной температуры порохов и ракетных твердых топлив на скорость их горения.

42. Влияние состава и теплотворной способности порохов и ракетных твердых топлив на скорость их горения.

43. Влияние плотности порохов и ракетных твердых топлив и структуры на скорость их горения.

44. Влияние катализаторов на скорость горения порохов и ракетных твердых топлив.

45. Металлы как горючие компоненты ракетных твердых топлив.

Теория горения металлов. Перспективные способы улучшения энергетических, баллистических, эксплуатационных характеристик при проектировании композиций порохов и твердых ракетных топлив.

46. Наноматериалы при компоновке энергетических насыщенных систем для метательных целей 47. Получение наночастиц с помощью энергии взрыва и горения энергетических насыщенных систем 48. Основные принципы формирования нанонаполненных энергонасыщенных композитов. Физико-химическое воздействие компонентов энергонасыщенных нанокомпозитов.

49. Современные тенденции совершенствования технологии исходных материалов для компоновки энергетических насыщенных материалов 50. Эксплуатационная надежность в производстве энергетических насыщенных систем. Технологическая и пожаро-взрывобезопасность при получении и эксплуатации энергонасыщенных материалов.

4 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ

1. Фиошина М.А. Основы химии и технологии порохов и твердых ракетных топлив: учебное пособие / М.А. Фиошина, Д.Л. Русин. – 2-е изд., перераб. и доп. – М: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2004. – 261 с.

2. Основы технологии подготовки дисперсных материалов при переработке энергетических конденсированных систем. Часть 1. Изучение свойств и подготовка дисперсных материалов: научное издание. / Н.А.

Симбирцев, Ю.М. Милехин, В.М. Меркулов, Ю.Б. Банзула. – М.:

Архитектура-С, 2006. – 190 с 3. Дементьева, Д.И. Введение в технологию энегонасыщенных материалов: учебное пособие. Допущено УМО для студентов вузов по направлению «Химическая технология энергонасыщенных материалов и изделий» / Д.И. Дементьева, И.С. Кононов, Р.Г. Мамашев, В.А. Харитонов. – Изд.2-е, перераб. и доп. – Бийск: Алт. гос. техн. ун-т, БТИ, 2009. – 254 с.

7. Ильин А.П. Горение алюминия и бора в сверхтонком состоянии / А.П. Ильин, А.А. Громов. – Томск: Изд-во. Том.ун-та, 2002. – 154 с.

8. Физика и химия горения нанопорошков металлов в азотосодержащих газовых средах / Под ред. А.А. Громов. –Томск: Изд-во. Том.ун-та, 2007. – 332 с.

9. Шандаков, В.А. Физико-химические основы создания элементов снаряжения изделий низкотемпературных газогенераторов различного назначения / В.А. Шандаков, А.С. Жарков, В.Н. Стрельников, Л.А. Пилюгин, Е.В. Савельева. – М.:Физматлит, 2011. – 152 с.

10. Косточко, А.В. Энергетические и баллистические свойства порохов и твердых ракетных топлив / А.В. Косточко, Б.М. Казбан, Б.Д. Диновецкий, А.А. Горобец, Р.Ш. Гайнутдинов. – Казань: КГТУ, 1995. – 171 с.

11. Аликин В.Н. Пороха, топлива, заряды. Том 2. Заряды народнохозяйственного назначения / В.Н. Аликин, А.М. Липанов, С.Ю.

Серебренников, М.И. Соколовский. В.Н. Стрельников. – М.: Химия, 2004. – 204 с.

энциклопедический словарь / под редакцией Б.П. Жукова. – изд.2-е, исправ. – М: Янус-К, 2000. – 596 с.

13. Марьин, В.К. Производство и эксплуатация порохов и взрывчатых веществ: учебник / В.К. Марьин, Н.М. Баклашов, Б.Г. Романенко. – Пенза:

ПАИИ, 2005. – 350 с.

14. Косточко, А.В. Пороха, ракетные твердые топлива и их свойства.

Воспламенение и горение порохов и ракетных твердых топлив: учебное пособие / А.В. Косточко, Б.М. Казбан. – Казань: Изд-во Казан. гос. техн. унта, 2010. – 208 с.

15. Косточко, А.В. Пороха, ракетные твердые топлива и их свойства.

Физико-химические свойства порохов и ракетных твердых топлив: учебное пособие / А.В. Косточко, Б.М. Казбан. – Казань: Изд-во Казан. гос. техн. унта, 2011. – 368 с.

16. Высокоэнергетические пластификаторы смесевых и баллистических твердых ракетных топлив. Физико-, термохимические характеристики, получение, применение: справочник / В.М. Зиновьев, Г.В. Куценко, А.С.

Ермилов, И. И. Болдавнин. – Пермь: изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2010. – 153 с.

17. Цуцуран, В.Н. Военно-технический анализ состояния и перспективы развития ракетных топлив: учебник / В.И. Цуцуран, Н.В. Петрухин, С.А.

Гусев. – М.: МО РФ, 1999. – 332 с.

18. Орлова, Е.В. Химия и технология бризантных взрывчатых веществ:

учебник для вузов / Е.В. Орлова. – 3-е изд. перераб. – Л.: Химия, 1981. – 312 с.

19. Багал, Л.И. Химия и технология инициирующих взрывчатых веществ / Л.И. Багал. – М.: Машиностроения, 1975. – 456 с.