DNTF基含硼和含铝炸药的水下能量

理论计算了DNTF基含硼和含铝炸药的爆炸性能参数,通过水下能量及爆热测试研究了它们的能量特性.结果表明,含硼质量分数15%的DNTF基炸药水下能量可达到2.1倍TNT当量,并出现最大值.含铝质量分数10%～50%的DNTF基炸药的水下能量随铝含量的增加呈上升趋势,其最大值可达到2.67倍TNT当量.当铅或硼的质量分数低于18%时,含硼DNTF炸药的能量高于含铝炸药.硼铝联用,也可获得较好的能量特性.     

DNTF基含硼和含铝炸药的水下能量

理论计算了DNTF基含硼和含铝炸药的爆炸性能参数,通过水下能量及爆热测试研究了它们的能量特性。结果表明,含硼质量分数15%的DNTF基炸药水下能量可达到2.1倍TNT当量,并出现最大值。含铝质量分数10%-50%的DNTF基炸药的水下能量随铝含量的增加呈上升趋势,其最大值可达到2.67倍TNT当量。当铅或硼的质量分数低于18%时,含硼DNTF炸药的能量高于含铝炸药。硼铝联用,也可获得较好的能量特性。     

RDX基含硼炸药的能量特性

为了研究RDX基含硼炸药的能量特性,按照GJB772A-1997701.1方法和705.1方法分别测试了不同硼含量的RDX基含硼炸药的爆热和作功能力,通过传感器测得RDX基含硼炸药超压和时间的关系曲线,并计算了水下能量。结果表明,在RDX中添加硼粉可以提高炸药的爆热、水下能量和作功能力。当硼的质量分数为20%时,爆热达到最大值7 162kJ/kg;当硼的质量分数低于20%时,水下总能量与硼含量呈线性相关。当硼的质量分数为10%时,作功能力达到最大,为1.649倍TNT当量。     

纳米铝对RDX基炸药水下爆炸能量的影响

为了探索纳米铝对RDX基压装炸药的水下爆炸能量的影响,测试了含纳米铝、微米铝、以及纳米铝和微米铝级配的RDX基炸药水下爆炸能量,分析了其水下爆炸能量的变化规律。结果表明,RDX基压装炸药中,当单独使用纳米铝或微米铝时,纳米铝对炸药水下爆炸总能量的提高不如微米铝;当铝粉总质量分数为30%,且纳米铝和微米铝的质量比为1∶2时,水下爆炸总能量比单独使用微米铝时提高7%,说明纳米铝和微米铝合理级配能够提高铝粉的能量释放效率。当铝粉总质量分数为35%时,即使采用级配也无法提高含铝炸药的水下爆炸能量。     

铝粉含量和粒径对乳化炸药作功能力的影响

为研究铝粉对乳化炸药作功能力的影响,在负氧平衡的乳化炸药中分别添加不同含量和粒径的铝粉,采用测时仪法测定其爆速;通过水下爆炸实验计算出含铝乳化炸药的比冲击波能、比气泡能和总能量等参数。结果表明,当铝粉(粒径为5μm和35μm)质量分数为5%时,含铝乳化炸药的爆速最大,分别为5 128、5 071m/s;当铝粉(粒径为5μm和35μm)质量分数为20%时,乳化炸药的比冲击波能、比气泡能、总能量均随着铅粉含量的增加而增大,比冲击波能分别增加19.7%、15.3%;比气泡能分别增加12.6%、13.7%,总能量分别增加15.1%、14.5%。     

RDX基铝纤维炸药水下爆炸的能量分析

将RDX基铝纤维炸药和RDX基含铝炸药进行水下爆炸实验,得到两种炸药在不同位置的压力-时程曲线,经过计算得到两种炸药水下爆炸的能量,并以含铝炸药的能量为铝纤维炸药的参考能量,分析两者的差异及造成差异的原因。结果表明,与含铝炸药相比,铝纤维炸药的压力峰值与冲量降低,铝纤维炸药的比冲击波能降低11%～22%,比气泡能降低11%～15%,比爆炸能降低11%～18%。铝纤维炸药的比爆炸能占爆热的73%～82%,低于含铝粉炸药比爆炸能与爆热的比值(89%～94%)。铝纤维炸药能量未达到其参考能量的主要原因是铝纤维直径较大导致反应不充分以及熔喷法制成的铝纤维中Al2O3含量较高。     

用弹簧探针法测试含硼铝炸药的爆轰性能

为探索硼铝复合粉在热固PBX中的应用,以HMX为基,加入氧化剂高氯酸铵(AP)、硼铝复合粉和聚氨酯黏结剂,设计和制备了6种配方的含硼铝炸药;分别制备3种带壳体及3种不带壳体的Φ50mm含硼铝炸药柱;用弹簧探针法测试了无壳体药柱和带壳体药柱的爆速,分别用经验公式和相对凹坑深度法计算了爆压,讨论了硼铝复合粉含量对其爆轰性能的影响。结果表明,炸药GH-4、GH-5和GH-6用手工浇注成型,Φ50mm×150mm炸药柱密度在1.530~1.570g/cm3之间,爆速在6.900~7.400mm/μs之间,爆压约19GPa,适用于含硼铝炸药配方筛选;炸药PF-1、PF-2和PF-3用真空振动浇注成型,Φ50mm×110mm炸药柱密度约1.693g/cm3,爆速在7.800~8.000mm/μs之间,爆压约24GPa。炸药PF-3中含质量分数20%、硼铝质量比1∶1的复合粉,含金属炸药的组合效应使少量硼铝复合粉在反应区参加反应,其爆速和爆压值较其他配方高,表明弹簧探针法可作为炸药爆速测试的一种补充电测法,在无法实施铜箔探针法的情况下,可以考虑用弹簧探针法。     

含硼温压型燃料的爆炸性能

研究了超细硼粒子在温压型燃料爆炸中的能量效率，通过理论计算、实验室测试和外场实验比较了硼、镁、铝等添加剂在温压燃料中的性能。结果表明，虽然含硼燃料的能量明显高于含镁、铝燃料，但其点火和燃烧条件较为苛刻。爆炸试验时，在相同爆心距处，含硼温压燃料试样的爆炸冲击波压力与含镁、铝温压燃料试样相比没有明显优势。含硼燃料试样的爆炸火球温度较高、高温维持时间更长。为了提高燃料中硼粉的能量效率，需要提供初始高温环境和适当的氧浓度，改善硼粒子的燃烧性能。     

铝氧比对DNTF/AP/Al炸药水下能量输出结构的影响

通过水下爆炸实验测定了不同铝氧比炸药的水下爆炸参数和能量参数,分析了铝氧比对该炸药体系冲击波峰值压力、比冲击波能、比气泡能以及能量输出结构的影响,拟合了铝氧比与能量输出结构的关系。结果表明,随着铝氧比的增加,炸药的峰值超压逐渐减小,比冲击波能先增大后减小,铝氧比约为0.3时达最大,比气泡能和气泡脉动周期均一直增大;比冲击波能所占总能量的比例减小,比气泡能比例先增加后减小;控制铝氧比为0.6左右时,炸药的能量利用率最高。     

硼精粉挤压成形焙烧技术分析

辽宁凤城地区的硼镁铁矿属低铁低硼的贫杂矿,三氧化二硼质量分数仅7.90%,三氧化二铁质量分数仅30.65%.因此以硼镁铁矿为原料生产硼酸盐产品,常常是先选出铁精矿后,含硼尾矿再加工成粉状硼精矿.而碱法加工硼矿石生产硼砂,必须对硼矿石进行焙烧,以提高三氧化二硼的活性.目前硼精粉的焙烧尚无工业化装置,多数企业将其弃之外排,造成了资源的大量浪费和环境污染.介绍了硼精粉的生产现状;对沸腾焙烧、回转窑焙烧、闪速焙烧和机械化立窑焙烧进行简评;重点介绍了硼精粉挤压成形焙烧技术.立窑焙烧不仅提高硼的活性,而且运行成本低,投资少、见效快,值得推广.     

Effect of Aluminum Fiber Content on the Underwater Explosion Performance of RDX‐based Explosives

In order to analyze the effect of aluminum fiber contents on the underwater explosion performance of RDX‐based explosives, the pressure‐time curves of composite explosives with different aluminum fiber contents are measured by underwater explosion experiments. Peak pressure, impulse, shock energy, and bubble energy were obtained by analyzing the curves. The results show that the peak pressures of composite explosives decrease with increasing aluminum fiber contents. The shock impulse of the 30 % aluminum fiber composite explosive is the highest in all composite explosives. The effects of the 20 % and 40 % composite explosives are nearly equal to that of the 30 % explosive, and the different values of shock impulse among them do not exceed 5 %. The specific shock energy of the 20 % aluminum fiber composite explosive is the highest in all composite explosives. The bubble energy and explosion energy of composite explosives increase with increasing aluminum fiber contents.     

MgH2型复合敏化储氢乳化炸药的制备及其爆轰性能

为了提高乳化炸药的爆炸威力,研制出了一种MgH₂型复合敏化储氢乳化炸药。该乳化炸药采用包覆后的MgH₂与玻璃微球复合敏化,两种材料分别起到含能添加剂和敏化剂的作用。通过研究“热点”数量和包覆材料对炸药爆轰性能的影响,确定了MgH₂型复合敏化储氢乳化炸药的配方。利用水下爆炸实验和猛度实验,研究了MgH₂型复合敏化储氢乳化炸药的爆轰特征参数和水下爆炸特性。实验结果表明,MgH₂型复合敏化储氢乳化炸药的铅柱压缩量为24.3 mm,达到军用炸药的猛度;与传统玻璃微球型乳化炸药相比,其水下爆炸峰值压力虽然下降了4.90%,但比冲击波能、比气泡能和总能量分别提高了7.83%、22.94%和18.32%。MgH₂型复合敏化储氢乳化炸药的猛度和做功能力得到了显著提高。     

Al/AP对RDX基复合炸药水中爆炸参数的影响

以RDX为主炸药,通过添加不同含量的Al粉和AP制成6种RDX基复合炸药,采用水中爆炸实验研究,从冲击波参数和气泡参数等方面分析了Al粉和AP对复合炸药水中爆炸性能的影响。结果表明,主炸药含量不变时,随着Al与AP摩尔比的增大,冲击波峰值压力、时间常数、冲量和能流密度都逐渐减小,气泡周期、气泡能和最大气泡半径先增大后减小,当Al与AP的摩尔比为3.8左右时,达到最大值。     

铝粉粒度对乳化炸药能量输出特性及热安定性的影响

为了研究铝粉粒度对乳化炸药水下爆炸能量输出的影响，在相同乳化炸药中分别添加3种不同粒度的铝粉制得含铝乳化炸药。利用水下爆炸实验，获得冲击波压力时程曲线，经分析计算得到峰值压力、冲击波冲量、比冲击波能、比气泡能、总能量等水下爆炸能量参数。并运用DSC-TG联用技术测试添加不同粒度铝粉的乳化炸药在不同升温速率下的热安定性。结果表明：铝粉粒度对乳化炸药水下爆炸的能量有较大的影响，添加了中粒度（平均粒度为177.2 μm）铝粉的乳化炸药各能量参数均达到最大值，而3组样品的热安定性则随着铝粉粒度的减小而降低，活化能的最大降幅达3.7%。     

Combustion heat of the Al/B powder and its application in metallized explosives in underwater explosions

An underwater explosion test is used to determine the detonation properties of metallized explosives containing aluminum and boron powders. An oxygen bomb calorimeter (PARR 6200 calorimeter, Parr Instrument Company, USA) is used to obtain the heat of combustion of the metal mixtures. As the content of boron powders is increased, the heat of combustion of the metal mixtures increases, and the combustion efficiency of boron decreases. The highest value of the combustion heat is 38.2181 MJ/kg, with the boron content of 40%. All metallized explosive compositions (RDX/Al/B/AP) have higher detonation energy (including higher shock wave energy and bubble energy) in water than the TNT charge. The highest total useful energy is 6.821 MJ/kg, with the boron content of 10%. It is 3.4% higher than the total energy of the RDX/Al/AP composition, and it is 2.1 times higher than the TNT equivalent.     

炸药爆炸能量的水中测试与分析

介绍了炸药爆炸能量的水中测试方法,对TNT和3种新设计的含铝炸药进行了水中爆炸的实验研究,比较了各炸药的爆炸性能.结果表明,发现冲击波峰值超压、冲量和冲击波能流密度等参数较好地符合爆炸相似律,得到了新配方各参数的爆炸相似律系数.计算了炸药的冲击波能和气泡能,并提出了计算爆炸总能量的方法.把实验测得的炸药的总能量与KHTR程序计算的爆热进行对比,二者符合得较好,说明了KHTR程序可用.     

RDX基铝薄膜炸药与铝粉炸药水下爆炸性能比较

为了减少铝粉炸药在生产过程中因铝粉对环境污染,降低铝粉炸药的撞击感度,提高含铝炸药的成型性及力学性能,将RDX用铝薄膜分层包裹得到新型的铝薄膜混合炸药。将铝薄膜混合炸药与铝粉炸药进行水下爆炸实验与爆速实验,得到两种炸药的爆速与压力时程曲线,经过分析计算得到两种炸药的压力峰值、冲量、冲击波能、气泡脉动周期与气泡能。结果表明：铝薄膜炸药药柱的轴向为RDX与铝薄膜独立贯通的结构,有利于降低混合炸药中添加物对基体炸药爆轰波传播的影响,从而使铝薄膜混合炸药的爆速高于铝粉炸药,导致铝薄膜炸药的冲击波损失系数高于铝粉炸药,使铝薄膜混合炸药的总能量、比气泡能与铝粉炸药相当情况下,其比冲击波能却降低了10.16%～10.33%,计算过程说明铝薄膜混合炸药的C-J压力计算公式具有合理性。     

含铝炸药与理想炸药能量输出结构的数值模拟

采用AUTODYN计算软件,对含铝炸药与理想炸药水中爆炸能量输出结构进行了数值模拟,讨论了人工黏性对计算结果的影响,对冲击波压力历程进行了对比分析.结果表明,含铝炸药PBXN-105水中爆炸时由于铝粉的二次燃烧放热,能够在较远距离处保持较大的冲击波能,作功能力高于理想炸药PBX9010.含铝炸药水中爆炸能量输出结构的数值模拟可以为炸药的配方设计提供一定的依据.     

炸药水下爆炸冲击波参数的修正

根据有限水域中TNT、钝化RDX的测试结果，结合所采用传感器的特点．得出了一种修正冲击波参数(峰压、比冲能)的方法。结果表明，修正后的峰压与计算值接近，TNT、钝化RDX的比冲能分别占其总能量的46％、44％左右，并使测试总能量占其爆热值的95％以上。