JPS5895546A - 凝縮系物質の衝撃処理方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は火薬類又は爆薬の爆発を利用し、固体、液体等
の凝縮系物質を衝撃処理する装置の改良に関する。

従来、爆発衝撃を利用する、物質の合成、粉体の固化・
金属の圧着等の技術は知られており、グラファイトから
のダイヤモンドの合成に代表されるように、その一部は
工業化されている。この場合、爆発ガスによシ駆動され
た金属板等の高速飛翔体を得て、これを試料に衝突させ
る方法が、よシ高い衝撃圧力が得られるため有利である
ことが知られておシ、この方法を実施するための装置が
提案されている（特公昭ｌＩ７−３’１３ワ７）。

矛／図はこのような飛翔体を利用する、従来の衝撃処理
装置を示す説明図であり、図中１は試料、２は金属容器
、３，４は金属栓、５は円筒状飛翔体、６は空隙、７，
８は円板状保持部材、９は主爆薬、１０は主爆薬９の起
爆薬、１１は雷管及び１２は金属床である。図示の状態
で雷管１１を作動させて起爆薬１０を爆発させると主爆
薬９は上方よシ下方へ向っである爆速で爆発しその時飛
翔体５は上方より順次容器２に衝突し内部の試料１を衝
撃圧縮処理する。この際、衝突によシ容器２の上部は上
方向へ、その他は全体として下方向へと移動しようとし
、その結果容器の上及び下部、特に試料１と栓３．４が
接する近傍で容器の破断が生じ易く、試料が散逸、損失
するという問題がある。

この問題に対処すべく、容器２の下端部にモーメンタム
トラップ（運動量捕捉）手段を設けることが提案されて
いる。即ち、容器の底部に、鉄、鉛等の金属からなる重
量物体を層状的に設け、このトラップ材に試料及び容器
の受けた衝撃運動量を吸収せしめ容器の破損もしくは破
断を防止しようとするものである。しかしながら、吸収
効果を高めるにはトラップ材を大型にして大重量のもの
にする必要があり経済性に問題を生じる。更に、トラッ
プ材自身が爆発時に高速の飛散物となる可能性があり、
周囲に対し危害を与えるため、実施にあたっては飛散物
に対する十分な危害防止策を講じる必要がある。

本発明者らは上記したような従来の衝撃処理装置におけ
る欠点を克服すべく鋭意研究を重ねた結果、容器保護の
目的で使用されているモーメンタムトラップ材の代りに
爆薬を使用して、その爆発力を利用することにより容器
の一定方向への移動速度が減少し、容器の破断が防止で
きることを見出し本発明を完成するに到った。すなわち
、本発明によれば、 軸方向に延びる凝縮系物声を装填した容器に対し爆発ガ
スで駆動された飛翔部材を該軸方向に衝突点が連続的に
移動するように衝突させて該物質を衝撃圧縮させるにあ
たシ、該容器の衝突点移動始点及び終点側の両端のうち
少なくとも終点側端部に隣接して減速用爆薬層を設け、
これを該飛翔部材の衝突によシ爆発せしめて、該飛翔部
材の衝突による該容器の少なくとも該終点側端部方向へ
の移動速度を減じることを特徴とする凝縮系物質の衝撃
圧縮処理方法が提供される。本発明は又、上記した方法
を実施するための装置を提供するものである。即ち、本
発明のオニの発明によシ外面に主爆薬層を設けた飛翔部
材の内側に、軸方向に延びた凝縮系物質を装填した容器
を該飛翔部材と平行に且つ間隙をもたせて設置するとと
もに、該主爆薬層の一端部に起爆手段を設けて、該起爆
手段によシ該主爆薬層を一端よシ他端に向けて連続的に
爆発せしめて該飛翔部材を該容器に対しその衝突点が容
器の一端より他端へと連続的に移動するように衝突させ
、容器内部の凝縮系物質を衝撃圧縮させるようにした衝
撃処理装置において、該容器の該他端部に該飛翔部材の
衝突によシ爆発する減速用爆薬層を設け、該飛翔部材の
衝突による該容器の該他端部側方向への移動速度を減じ
るようにしたことを特徴とする皺縮系物質の衝撃処理装
置が提供される。

本発明を次に図面によシ詳細に説明する。矛コ図は本発
明の方法を実施するための装置の説明図であり、図中牙
／図と同様々符号は同様な構成要素を示す。２１．２２
は容器破損防止用の減速用爆薬層であり、図示のように
、衝撃波減衰板２３゜２４及び２５．２６にそれぞれサ
ンドイッチ状にはさんで使用するのが好ましい。

爆薬層２１．２２に用いる爆薬の薬種に関しては特に制
限はないが、低速爆轟性のもの、元圧現象を呈しやすい
もの、あるいは、衝撃で爆性が急速に変化しやすいもの
の使用はなるべく避は起爆性が良好かつ爆発伝播限界薬
厚のなるべく小さなものが好ましく、このようなものと
して、４ントリツト、ヘキノーダンテトリル等の高性能
爆薬単体、これらの混合物、又はこれらの高性能爆薬の
粉体とノｆラフイン、みつろうあるいはシリコンゴムや
ブタジェンゴム等を混合し、成型処理したもののほか、
ニトロメタン、硝酸及びこれらに可溶な可燃性物質から
なる溶液などの液体爆゛薬を例挙することができる。液
状の減速用爆薬の場合は、薄肉の容器に入れて使用する
が、固体状の場合も装薬でなく、側面を塩化ビニル管等
で囲って使用しても良い。爆薬層２１．２２の形状は、
通常、板状とするのが良く、試料容器２と概略同一な平
面形状とするのが好ましい。薬量は爆発限界薬量以上と
して使用する。

衝撃波減衰板２３．２４．２５．２６としては、その衝
撃インピーダンスが減速用爆薬となるべく類似したもの
の使用が好ましく、例えば、メタクリル等のプラスチッ
ク類、或は水、無機もしくは有機塩類の水溶液等が使用
される。液体状物質を衝撃波減衰用に適用する場合には
、薄肉の容器に封入して使用する。衝撃波減衰板２３　
、２４　、２５　。

２６の形状は、挾持する爆薬層２１，２２°と略々同一
平面形状を有し且つ同一厚とするのが好ましい。

次に本発明による減速爆薬層２１．２２の作用について
説明する。いま減速用爆薬層２１　、２２が無いとする
と、減衰板２３　、２４　、２５　、２６及び試料容器
２への飛翔体５の衝突によシ、容器２の上部は上方向へ
それ以外は下方向へ全体として移動しようとする。特に
容器２の最下部は減衰板の下をプラスチック円板２７と
し、更にその下部を自由空間とした場−合、自由面から
上方へ稀薄波が発生し容器全体の下方への移動速度をさ
らに増加させる。また試料は一般に容器２及び金属栓３
．４より、かなり衝撃抵抗が小さいため試料との界面で
二次的な稀薄波が発生しやすく、稀薄波間の複雑な相互
干渉によシ、この近傍で強い引張力が発生し、容器を破
断しやすい。容器の上部に関しても概略同様な効果が生
じ、試料と容器枠の界面近傍で破断しやすい。一方、爆
薬層２１　、２２を設け、これに対して飛翔体５を衝突
させて側面よシ起爆させた場合、その爆発力によって上
記した容器の上部及び下部方向への移動速度は減ぜられ
る。従って容器の破断が防止できる。

尚、起爆薬層１０の薬量が十分多い場合には、上部に設
けた減速用爆薬層２２は省くことができる。また、図示
の例では試料の平断面が円形なものとして説明したが、
本発明はこれに限らず、角柱状、平板状等軸方向に延び
る試料の処理にも適用でき、その場合には試料の形状に
対応して試料容器、飛翔部材などの形状は適宜変化させ
ることは当業者にとって当然のことと理解されよう。

本発明は、グラファイトからダイヤモンドの転化反応の
ような衝撃を１す用する物質合成や、タングステン、炭
化ケイ素等の粒状の高融点物質を緻密に衝撃する場合、
又は鋼のような金属材料を衝撃硬化せしめる場合、更に
は炭化ケイ素等のセラミック粉を微粉化しかつ歪を与え
て活性化する場合等、固体や液体の凝縮系物質を種々な
目的で衝撃処理する場合に適用される。

次に本発明を実施例によシ更に詳細に説明する。

実施例 牙コ図に示した衝撃圧縮装置を用いて緑色の炭化ケイ素
粉末（かさ比重約１．９）を圧縮処理した。

飛翔体５として内径７０１ｕｌｌｓ肉厚／、！；ｍｙｎ
、長さ／９０ｍｍ＋の寒鍮管を用い、これと同心的に内
径約９０間、肉厚２朋、長さ／９０’ｍｍのグラスチッ
ク（マイラー）管を設置し、その間に硝酸ヒドラジン７
３重量部を抱水ヒドラジンＪｊ重量部に溶解させた液体
爆薬を装薬して、主爆薬層９を形成させた。

上記試料を、内径３θ關、肉厚２ｍｍｚ長さ／　４１０
　ｍ１１ｔのステンレス（ＳＵＳ　−３θグ）管で形成
した容器２に充填し、両端に凸型のスチール（ＳＳ−１
Ｉｌ）裏枠３．４を螺合させた。栓３，４のねじ部の長
さは！；ｍｍｓふた部の長さはｓｍｒｎであった。容器
２を内径３１１．７　ｍｍｓ肉厚’７ｍｍ、長さ／！；
０ｙｕｕのスチール（ＳＳ−１’／）管で囲んで補強し
、容器の上及び下部に直径ＩＩ　ｇ　ｍＷ、厚さ、Ｓ’
ｍｔａの円板型をしたコ９ム状爆薬層２１．２２を直径
４／ｇ　ｍｙ、厚さ３關のメタクリル板でサンドインチ
状にはさんだものをそれぞれ固定して、全体を飛翔体５
の内部に同心的に装着し、上部・に直径９０闘、厚さｓ
ｍｍの円板状起爆部１０を、下部にグラスチック板２７
を取り付けた。爆薬層２１．２２としては、粒径ｏ、ｓ
ｍｍ以下のＰＥＴＮ（ペントリット）粉末を硬化前のシ
リコン樹脂（信越化学制、ＫＥ−／θ）に対し７０対３
θの重量割合で混合攪拌し、成型後硬化させたものを用
い、一方起爆薬層１０としては、ＰＥＴＮとシリコン樹
脂を等重量部用いて所定の形状に成型後、硬化させたも
のを用いた。このよ°うにして構成した衝撃圧縮処理装
置を爆発室の中心部に角材木で架台を作シこの上に置き
、６号電気雷管で起爆させた。爆発後、爆発室から試料
容器を回収し損傷を点検したが、下部の栓４のネジ部が
少し損傷しただけで、試料の回収率は７００％と認めら
れた。

処理後の試料を含む容器を約１０朋間隔で輪切りにし、
切断面を観察したところ、炭化ケイ素は凝集し、固く緻
密にしまっており、色は黒みを帯びていた。かさ比重は
約３．／であった。

比較例 上記実施例において減速用爆薬層２１．２２に代えて同
形のメタクリル板を使用した以外は全〈実施例と同様に
して衝撃圧縮処理を行った。その結果、上、下部の栓３
，４のネジ部はちぎれ、自認められた。

【図面の簡単な説明】

矛／図仲従来の衝撃圧縮処理装置を示す説明図であシ、
牙λ図は本発明による衝撃圧縮装置の一例を示す説明図
である。図中、 １・・・・・・・・・試料、　　　　２曲曲・容器、２
７・・・・・・・・・　プラスチック板。 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｆｔｌ　　軸方向に延びる凝縮系物質を装填した容器に
   対し爆発ガスで駆動された飛翔部材を該軸方向に衝突点
   が連続的に移動するように衝突させて該物質を衝撃圧縮
   させるにあたり、該容器の衝突点移動始点及び終点側の
   両端のうち少なくとも終点側端部に隣接して減速用爆薬
   層を設け、これを該飛翔部材の衝突により爆発せしめて
   、該飛翔部材の衝突による該容器の少なくとも該終点側
   端部方向への移動速度を減じることを特徴とする凝縮系
   物質の衝撃圧縮処理方法。 （２）　　外面に主爆薬層を設けた飛翔部材の内側に、
   軸方向に延びた凝縮系物質を装填した容器を該飛翔部材
   と平行に且つ間隙をもたせて設置するとともに、該主爆
   薬層の一端部に起爆手段を設けて、該起爆手段によシ該
   主爆薬層を一端よシ他端に向けて連続的に爆発せしめて
   該飛翔部材を該容器に対しその衝突点が容器の一端よシ
   他端へと連続的に移動するように衝突させ、容器内部の
   凝縮系物質を衝撃圧縮させるようにした衝撃処理装置に
   おいて、該容器の該他端部又は両端部に該飛翔部材の衝
   突により爆発する減速用爆薬層°を設け、該飛翔９部材
   の衝突による該容器の該他端部側方向又は両端部側方向
   への移動速度を減じるようにしたことを特徴とする凝縮
   系物質の衝撃処理装置。