Chemistry of explosives

stacjonarne

LLP Erasmus

Wykład: 16h +

Seminaria: 20 h +

Laboratoria: 24h +

Chemia ogólna

Chemia organiczna

Grupa treści kształcenia ogólnego

dr inż. Mateusz Szala

1. Udział w wykładach 20

2. Udział w seminariach 10

3. Udział w laboratoriach 24

3. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów 15

4. Samodzielne przygotowanie do seminarium 10

5. Przygotowanie do egzaminu 5

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 90 / 3

Zadania z udziałem nauczycieli: 60 /3

Zadania powiązane z działalnością naukową: 90 / 6,0 pkt ECTS

Klasyfikacja materiałów wybuchowych i podstawowe terminy. Nitrowanie – metody i mechanizmy. Środki nitrujące. C-nitrowanie związków aromatycznych i alifatycznych. Synteza estrów azotanowych (O-nitowanie) i nitramin (N-nitowanie). Inne metody syntezy materiałów wybuchowych. Struktury i właściwości podstawowych materiałów wybuchowych TNT, RDX, HMX, nitrogliceryna, DGDN, PETN, nitroceluloza. Przygotowanie materiałów wybuchowych w skali laboratoryjnej. Nowe materiały wybuchowe wysokoenergetyczne – HNIW, DADNE, NTO, TEX. Niekonwencjonalne związki wybuchowe – bez grupy nitrowej, polimery wybuchowe, związki wysokoazotowe, materiały wybuchowe o obniżonej czułości. Praktyczne przygotowanie i charakterystyka próbek NTO, DADNE i TEX. Synteza i właściwości pierwotnych materiałów wybuchowych – pioruniany, azydki, tetrazen, styfninian ołowiu, pochodne furoksanu, sole kompleksowe, nadtlenki i inne.

Natura wybuchów: wybuchy fizyczne, jądrowe i chemiczne. Typy przemian wybuchowych: spalanie, deflagracja, detonacja. Termochemia materiałów wybuchowych: bilans tlenowy, reakcje rozkładu, ciepło i temperatura wybuchu, siła wybuchu.

Podstawowe właściwości i metody badań wrażliwości materiałów wybuchowych, stabilności i wydajności materiałów wybuchowych.

Klasyfikacja i ogólna charakterystyka materiałów wybuchowych: historia, obecny i przyszły rozwój materiałów wybuchowych.

Nitrowanie – odczynniki, metody i mechanizmy: aromatyczne i alifatyczne C-nitrowanie, N-nitrowanie, O-nitrowanie, aspekty technologiczne procesu nitrowania.

Produkcja, właściwości i zastosowanie powszechniejszych materiałów wybuchowych: TNT, TATB, HNS, DADNE, NTO, NG, NC, PETN, RDX, HMX, HNIW, ADN; materiały wybuchowe pierwotne: LA, LS, MF.

Wprowadzenie do materiałów pędnych i pirotechniki: skład, wytwarzanie i właściwości materiałów pędnych do broni palnej i rakiet, pirotechnika generująca ciepło, dym, światło, gaz, hałas.

Zaawansowane materiały energetyczne: nowe energetyczne związki CHNO, koordynacyjne związki energetyczne, materiały całkowicie azotowe, materiały wybuchowe termobaryczne, zaawansowane materiały pędne, nanomieszanki i nanokompozyty, materiały reaktywne.

Komercyjne kompozycje wybuchowe: dynamity, ANFO, zawiesiny i emulsje azotanu amonu, ciężkie ANFO, niekonwencjonalne i domowej roboty materiały wybuchowe.

Tematyka seminarium:

1. Obliczenia termochemiczne; 2. Energetyczne ciecze jonowe; 3. Pośrednie metody nitrowania; 4. Nitrokubany; 5. Mieszaniny pirotechniczne; 6. Energetyczne nanokompozyty i mieszanki reaktywne; 7. Improwizowane materiały wybuchowe i urządzenia wybuchowe.

T. M. Klapotke, Chemistry of High-Energy Materials, De Gruyter, Berlin, 2011.

J. A. Conkling, Ch. J. Mocella, Chemistry of Pyrotechnics, CRC Press, Boca Raton, 2011.

J. Akhavan, The Chemistry of Explosives, RSC, Cambridge, 2008.

J. P. Agrawal, R. D. Hodgson, Organic Chemistry of Explosives, Wiley, Chichester, 2007.

N. Kubota, Propellants and Explosives, Thermochemical Aspects of Combustion, Wiley-VCH, 2007.

U. Teipel, ed., Energetic Materials, Particle Processing and Characterization, Wiley-VCH, 2005.

J. A. Zukas, W. P. Walters, eds, Explosive Effects and Applications, Springer, NY, 2003.

K_W01 - światowy dorobek naukowy i technologiczny obejmujący podstawy teoretyczne oraz zagadnienia ogólne i wybrane zagadnienia szczegółowe – właściwe dla danej dyscypliny naukowej

K_U01 - tendencje rozwojowe w dyscyplinie naukowej

K_U01 - pozyskiwać niezbędne informacje związane z prowadzonymi badaniami, korzystając ze źródeł, w tym anglojęzycznych

K_U01 - niezależnego badania powiększającego istniejący dorobek naukowy i twórczy

Przedmiot kończy się zaliczeniem na ocenę.

Warunkiem zaliczenia przedmiotu jest otrzymanie pozytywnej oceny z kolokwium (w postaci testu wielokrotnego wyboru) oraz zaliczenie

Pytania testu dotyczą wiedzy przekazywanej na wykładach i zdobytej samodzielnie przez studenta w czasie studiowania tematyki

wykładów. Test zawiera 10 pytań z przypisanymi czterem odpowiedziami. Zadaniem studenta jest wskazanie odpowiedzi poprawnych. Za

wskazanie każdej poprawnej odpowiedzi student otrzymuje 1 pkt, za wskazanie odpowiedzi niepoprawnej - zero. Maksymalna

liczba punktów za test wynosi 10. Oceny: 5 pkt. – dst, 6 pkt. – dst +, 7 pkt.- db, 8 pkt. – db+, 9-10 pkt. bdb.

Osiągnięcie efektów W1 i W2 weryfikowane jest podczas kolokwium z wykładów oraz aktywności w trakcie zajęć.

Osiągnięcie efektów U1 sprawdzane jest w trakcie seminariów, na podstawie realizacji powierzonych zadań oraz w wyniku

oceny wykonanych sprawozdań.

Ocenę bardzo dobrą otrzymuje student, który posiadł wiedzę, umiejętności i kompetencje przewidziane efektami uczenia w stopniu bardzo

dobrym, a ponadto wykazuje zainteresowanie przedmiotem, w sposób twórczy podchodzi do powierzonych zadań i wykazuje się

samodzielnością w zdobywaniu wiedzy. Wykazuje się wytrwałością i samodzielnością w pokonywaniu trudności oraz systematycznością

pracy.

Ocenę dobrą otrzymuje student, który posiadł wiedzę i umiejętności przewidziane efektami uczenia w stopniu dobrym. Potrafi rozwiązywać

zadania i problemy o średnim stopniu trudności.

Ocenę dostateczną otrzymuje student, który posiadł wiedzę i umiejętności przewidziane efektami uczenia w stopniu dostatecznym.

Samodzielnie rozwiązuje zadania i problemy o niskim stopniu trudności. W jego wiedzy i umiejętnościach zauważalne są luki, które potrafi

jednak uzupełnić pod kierunkiem nauczyciela.

Ocenę niedostateczną otrzymuje student, który nie posiadł wiedzy, umiejętności i kompetencji w zakresie koniecznych wymagań.

Na końcową ocenę z przedmiotu składają się: ocena z kolokwium, oceny z seminariów oraz zaangażowanie i sposób podejścia studenta do

nauki.

Nie przewidziano praktyk dla tego przedmiotu