RDX晶体颗粒聚集体压缩刚度曲线的振荡分析

为考察晶体颗粒压制过程的振荡现象,对三类五种RDX晶体颗粒进行了压缩刚度试验,发现压制曲线的振荡特征与单个颗粒凝聚强度有密切关系。定义并测量了破碎阶段的压制曲线振荡幅值,其中重结晶RDX样品的振荡幅值约为2.4 MPa,远高于普通RD X颗粒的1.2 MPa,而高品质D-RDX的振荡幅值为4.4 MPa,表明D-RDX破碎的许用应力最高,其晶体颗粒凝聚强度得到显著提高。研究表明利用压缩刚度法分析颗粒品质特征还需考虑曲线振荡幅值,同时也表明高品质的晶体颗粒不易通过压制获得较理想的破碎状态。     

Kawakita模型在含能晶体颗粒压制中的应用研究

不同品质的晶体颗粒其力学性能应表现出某种差异.分别选取三种不同品质的RDX和HMX颗粒集合体进行压缩刚度实验,并采用Kawakita压制模型对压制曲线进行拟合分析,得到评价晶体颗粒力学性能的具有模量量纲的常数.RDX的两种重结晶样品和工业原料样品的拟合常数倒数值分别为13.08,12.16,5.51;HMX分别为11.43,12.57,10.05.选取压制过程中的颗粒破碎阶段的数据进行拟合,得到结果分别为RDX: 9.53,7.86,4.36;HMX: 6.13,6.48,5.56.结果表明,压缩刚度实验的Kawakita拟合常数可以定量比较不同品质样品的力学性能,选取破碎阶段数据的拟合结果更能反映物理本质.     

RDX晶体的破碎与细观断裂行为

研究了RDX晶体颗粒集合体的破碎以及单晶体的细观断裂行为。对三种RDX晶体颗粒的压制响应行为进行了研究,通过定义破碎比来描述晶体的凝聚强度和破碎程度。实验测定表明,商业级粗原料颗粒破碎比最高,约为1.53,最易破碎,而重结晶颗粒为1.47,球形化颗粒的破碎比最小,为1.17,最不易破碎。在压痕试验中,研究首次报道了RDX(210)面上的规则跳突现象。根据加载卸载曲线,计算了RDX的屈服应力为465 MPa,远低于压痕试验测定的硬度值550 MPa,进一步计算了加载卸载曲线的振荡应力幅值为8 MPa,其对应的压入深度为1 μm,即RDX晶体(210)面上规则跳突现象发生在约为1 μm的深度范围,文中讨论了这一深度值的意义。      

一种重结晶黑索今的冲击波感度研究

为了改善黑索今(RDX)结晶形态和降低感度,以二甲基亚砜为溶剂、以Twin-80为晶体改性剂,对普通RDX进行重结晶处理,使用光学显微镜、密度瓶法等分析测试了RDX重结晶前后的晶体形貌和质量,表明重结晶RDX的晶体颗粒表观密度提高约0.007g.cm-3,颗粒外形更加规整圆滑。标准SSGT小隔板试验表明,以重结晶RDX制备的浇铸PBXs,其冲击波感度比相同配方下普通2类RDX降低25%。     

超声和喷雾辅助制备微米球形化RDX

采用超声喷雾辅助重结晶装置对RDX进行重结晶研究,以二甲基亚砜为溶剂,纯净水为非溶剂,制备了微米球形化RDX。用扫描电镜和激光粒度分析仪对RDX的形貌和粒度进行了表征,并测试了样品的热分解性能和撞击感度。结果表明:制备的样品呈球形,颗粒分布均匀,中值粒径为2.65μm;和原料相比,重结晶RDX的撞击感度明显降低,特性落高(H50)由21.51cm升高到36.43cm。经过该重结晶工艺,RDX的活化能和热爆炸临界温度略有升高。     

硝酸重结晶法制备导爆管用黑索今研究

针对塑料导爆管对特殊粒度黑索今(RDX)的需要,采用硝酸重结晶法制备导爆管用RDX;分析了硝酸重结晶工艺中硝酸浓度、温度、搅拌等因素对结晶粒度的影响;确定了初始结晶母液的硝酸浓度。试验结果表明:通过控制工艺条件,可以使结晶出的RDX粒度得到控制;生产出的RDX产品费氏平均粒度分别为13~15μm和10~12μm;质量能满足使用厂家对RDX的要求。     

离子液体-DMSO混合溶剂精制RDX的研究

为了得到晶粒均一,形貌规整的RDX晶体,在70℃下,采用DMSO-[Emim]BF4,DMSO-[Bmim]Cl,DMSO-C6mimBr(质量比均为80:20)混合溶剂对RDX进行重结晶,室温冷却析晶得到精品,滤液再利用水或甲醇沉淀,将所得到的晶体用扫描电镜和差热扫描量热仪(DSC)进行分析。扫描电镜显示,利用离子液体和DMSO混合溶剂重结晶能得到粒度分布均匀,颗粒较分散,形状较圆整的RDX晶体;用DMSO-C6mimBr混合溶剂重结晶得到的晶体质量要优于DMSO-[Emim]BF4和DMSO-[Bmim]Cl混合溶剂得到的晶体。DSC分析结果表明,采用DMSO-[Emim]BF4,DMSO-[Bmim]Cl,DMSO-C6mimBr混合溶剂重结晶后能提高RDX的纯度,用DMSO-C6mimBr混合溶剂重结晶得到的晶体热安定性高于DMSO-[Emim]BF4和DMSO-[Bmim]Cl混合溶剂得到的晶体。     

热老化对RDX基含铝压装炸药装药发射安全性的影响

为了探讨热老化对炸药装药过载安全性的影响,在71℃下对某黑索今(RDX)基含铝压装炸药装药高温加速老化39天,采用落锤加载装置对老化前后装药的发射安全性进行了考核,并分析了炸药药柱结构、钝感剂和黏结剂含量、RDX晶体品质对装药发射安全性的影响。结果表明,在相同落锤加载条件下,未老化样品比老化后样品发生燃烧爆炸的可能性更大;老化后炸药药柱结构完整,药柱中黏结剂软化迁移,微小孔隙缩小弥合,药柱表面钝感剂和黏结剂含量由5.90%增加到6.20%;RDX晶体颗粒的拉曼特征峰半峰宽较老化前减小,特别是345 cm~(-1)位置处特征峰半峰宽减少了42.4%。表明老化过程中炸药药柱中钝感剂和黏结剂的软化迁移、微缺陷修复、表面钝化、RDX晶体品质的改善等因素是老化装药发射安全性优于未老化装药的主要原因。     

微纳米RDX颗粒级配对压装PBX性能影响

为了提高高聚物粘结炸药(PBX)的力学性能,降低其机械感度,采用溶液-水悬浮法,制备了含微纳米RDX不同颗粒级配(100/0,95/5,90/10,80/20)的PBXs。用光学显微镜观测其表观形貌,并测试了机械感度、力学性能以及爆速等性能。结果表明,微纳米RDX颗粒级配的PBX造型粉颗粒偏小、形貌规则、呈类球形。纳微米RDX颗粒级配为5/95的PBX性能最佳,撞击感度由44%降低到12%,摩擦感度由24%降低到4%;抗压强度从5.55 MPa提高到6.57 MPa,抗拉强度由0.66 MPa提高到0.77 MPa,抗剪强度由1.76 MPa提高到1.96 MPa;爆速从8033 m·s~(-1)增加到8186 m·s~(-1)。     

温度对压装RDX基含铝炸药力学性能的影响

为了分析温度对压装RDX基含铝炸药的性能变化规律,对该炸药在不同温度下的抗压、抗拉性能及泊松比进行了测试,并对拉伸试验后的样品进行了形貌观察。结果表明:在高温下,压装RDX基含铝炸药粘结剂软化,炸药颗粒与高分子粘结剂界面作用减弱,其拉伸强度和抗压强度性能均随温度升高而降低;在拉伸试验中,从低温到高温状态,该炸药的泊松比随温度升高却变化不大;高温下,炸药断面损伤形式表现为炸药颗粒与粘结剂脱粘。     

硝胺粒度及类型对BAMO-AMMO基ETPE发射药燃烧性能的影响

通过密闭爆发器实验研究了硝胺粒度及类型对BAMO-AMMO基发射药燃烧性能的影响规律。结果表明,在50～260MPa范围内,BAMO-AMMO基发射药燃速压力指数较高,约1.2;在75～175MPa和175～260MPa的压力区间,压力指数存在转折,从1.2下降到1;RDX粒度越大,BAMO-AMMO基发射药燃速和压力指数越大;通过RDX粒度的级配或两种氧化剂(RDX和HMX)混合使用可以提高BAMO-AMMO基发射药在中高压段(75～260MPa)的燃速,也可降低此压力范围内的燃速压力指数,但不显著;氧化剂类型(RDX,HMX)不同的BAMO-AMMO基发射药相比,以HMX为氧化剂的样品燃速较低,压力指数较高。     

集成器件化纳微结构炸药片制备及性能研究

为满足微型爆炸元件中含能材料集成化的需求,以RDX、HMX 为研究对象,采用溶剂/非溶剂重结晶和软模板方法相结合,得到片状的RDX 和HMX 晶形。用扫描电镜(SEM) 分别观察其表面形貌,发现RDX 片有两种结构:六边形RDX 片晶厚度约3 μm,长在20 ~50 μm 范围内;四边形RDX 厚度约1 μm,长在10 ~50 μm 范围内;HMX 片晶为长方形,厚度小于1 μm,长在3 ~10 μm 范围内。对3 种含能片进行撞击感度和热分解性能测试,结果表明:片状含能材料的撞击感度比类球形含能材料高,但分解放热峰值基本不变化。     

RDX/Al/SiO_2纳米复合含能材料的制备及性能

为了在降低黑索今(RDX)机械感度的同时提高其热分解性能,以四甲氧基硅烷为前驱物,氟硼酸为催化剂,用溶胶-凝胶法制备了RDX-Al质量分数分别为30%、50%、70%(RDX与Al质量比均为6∶1)的三种RDX/Al/SiO_2纳米复合含能材料。用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)及X-射线衍射(XRD)对其形貌及结构进行了表征;用热重分析(TG)、差示扫描量热(DSC)研究了样品的热性能;按GJB772A-1997的方法测试了样品的机械感度。结果表明:RDX/Al/SiO_2是以SiO_2为凝胶骨架,Al与RDX进入到凝胶骨架中形成的纳米复合含能材料;该复合材料中RDX的最小平均粒径为65.09 nm,且其粒径随RDX-Al含量的增加而增大;当RDX-Al的质量分数为30%时,与纯RDX相比,该复合材料中RDX的分解温度较纯RDX提前22.4℃,与原料RDX相比,样品的特性落高提高108.6 cm,爆炸百分数降低60%。     

三唑含能离子盐在固体推进剂中的应用研究

运用差示扫描量热仪（DSC）评估了4种三唑含能离子盐与固体推进剂主要组分的相容性,研究了含不同三唑含能离子盐的聚叠氮缩水甘油醚（GAP）推进剂的燃烧性能。结果表明,三唑含能离子盐与固体推进剂的主要组分GAP和硝化棉相容,而1,2,4-三唑硝酸盐（1a）、1,2,3-三唑硝酸盐（1b）、3,4,5-三氨基-1,2,4-三唑二硝酰胺盐（2b）与黑索今（RDX）及吸收药（硝化棉+硝化甘油）轻微敏感或敏感。含1,2,4-三唑硝酸盐（1a）的配方在12～16 MPa范围内具有较高的燃速,含1,2,3-三唑硝酸盐（1b）的配方在7～10 MPa范围内具有较高的燃速,3,4,5-三氨基-1,2,4-三唑硝酸盐（2a）和3,4,5-三氨基-1,2,4-三唑二硝酰胺盐（2b）可以明显地降低10～16 MPa范围内GAP推进剂的燃速压力指数。     

RDX粒度对硝胺发射药力学性能及燃烧性能的影响

为研究黑索今(RDX)粒度对硝胺发射药力学性能及燃烧性能的影响,设计了RDX质量百分数为25.0%,平均粒径(D50)为30,50,150μm的3种硝胺发射药,采用摆锤式简支梁冲击试验机、落锤试验仪与密闭爆发器分别研究了其抗冲击强度、破碎情况及燃烧性能。结果表明,随着RDX粒度由150μm减小至30μm,发射药的低温(-40℃)抗冲击强度由3.46 J·cm~(-2)提高至8.99 J·cm~(-2),在落锤冲击(锤重5 kg,落高80 cm)作用下破碎度由96%降低到18%。RDX的平均粒径(D50)为30,50μm和150μm时,发射药的燃速压力指数分别为0.985、0.996和1.063。RDX粒径为30μm或50μm时,发射药u-p曲线较光滑,发射药燃烧稳定;RDX粒径为150μm时,在100~150 MPa、150 MPa~p_(dpm)的两个压力段范围内,燃速压力指数由1.125变为0.612,显示燃速压力指数存在突变,发射药燃烧不稳定。