关于低敏感发射药与装药技术的思考与建议

<正>20世纪80至90年代,国内外提出了"低易损(LOVA)火炸药"概念(Schedlbauer F.LOVA gun propellants with GAP binder[J]. Propellants,Explosives,Pyrotechnics,1992,17(4):164-170),这一概念在21世纪变化为"低敏感火炸药"。直至现在,尚未对该概念进行明确的定义。实际上,该概念源于"不敏感弹药"(Powell I J.Insensitive munitions-Design principles and technology developments[J]. Propellants,Explosives,Pyrotechnics,2016,41     

梯度硝基发射药的设计原理与实现方法

为实现发射药能量释放高渐增性,根据枪炮内弹道学原理提出梯度硝基发射药(NGDP)的概念,并论证NGDP能量释放渐增性的基本原理。与传统钝感发射药相比,NGDP氧平衡较高,理论上具有低烟雾、低残渣特征。基于最小自由能算法,分析邻苯二甲酸二丁酯、樟脑和二硝基甲苯钝感的发射药与NGDP燃烧产物中可燃组分(CO、H₂)的含量,发现NGDP燃烧产物中可燃组分含量最低。阐述了NGDP的制备过程,通过扫描电子显微镜和X射线能谱仪以及激光共聚焦显微拉曼光谱仪表征NGDP的微观结构;进行密闭爆发器实验,证实了NGDP具有能量释放高渐增性。结果表明,NGDP是一种有别于现有制式发射药的新型发射药,有望消除或者减少传统表面钝感、包覆发射药存在的烟雾、火焰、残渣、储存稳定性等诸多问题。     

双基球扁药中的钝感剂迁移现象及其对燃烧性能的影响

为研究双基球扁药贮存过程中钝感剂的迁移现象,采用显微拉曼技术,表征了经加速老化后小分子钝感剂邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和高分子钝感剂聚新戊二醇己二酸酯(NA)在双基球扁药中的浓度分布状态;并利用密闭爆发器试验,测试了双基球扁药的燃烧性能。结果表明,在由表及里的一维方向上,钝感剂DBP、NA的浓度呈指数规律变化,符合Fick第二扩散定律;加速老化过程中,在双基球扁药中DBP的迁移是双向的,钝感剂分布的浓度梯度会逐渐降低,扩散深度增加,浓度峰值位置向内偏移,双基球扁药燃烧渐增性能也随之下降;高温会加剧钝感剂的迁移现象,65,75,85℃高温条件下老化10天的球扁药样品,其燃烧渐增性特征值分别为1.3351、1.2917、1.1888;随着温度的升高,双基球扁药的燃烧渐增性能下降幅度也随之加大;而在相同条件下,NA较DBP具有更好的抗迁移特性。     

硫酸铈铵对甲烷磺酸浸镀银结晶过程的影响

目的 探究添加剂硫酸铈铵对铜基材上进行置换镀银的影响,提高对置换镀异相成核机理的认识。方法 应用循环伏安（CV）、塔菲尔曲线、交流阻抗（EIS）、电化学噪声（EPN）等电化学方法及扫描电子显微镜（SEM）技术对不同浓度的硫酸铈铵镀银液环境进行研究。结果 随着硫酸铈铵浓度的增加,Ag[(NH3)2]+络合物量增加,导致阴极还原阻力增大,同时Ce4+吸附在铜表面,阻碍了铜的氧化反应和银离子的还原反应,阳极与阴极交换电流密度分别下降33.9%和13.4%。当硫酸铈铵的质量浓度达到6 mg/L时,EIS中频区容抗弧直径显著增大,硫酸铈铵对置换镀银阳极的影响大于阴极。电化学噪声时域信号与SEM图像结合比较显示,具有大电位漂移的结晶EN对应于银沉积物松散且不均匀的结构,而具有小电位漂移的EN对应于致密层。基于小波变换的电化学噪声能量分布图（EDP）表明,随着硫酸铈铵浓度的增加,B、C区累积的相对能量减小,区域A的能量增加。结论 硫酸铈铵镀银液中,Ce4+在凹凸不平的铜层表面吸附,形成不同厚度的吸附层,来实现银层结构的致密性与平整性。由于硫酸铈铵对镀银阴极与阳极的阻碍作用,使得银沉积系统控制步骤为“扩散控制—混合控制—活化控制”逐步转变。     

颗粒固结发射药作随行装药的应用研究

将颗粒固结发射药应用于随行装药技术,提出了一种新的随行装药方案。通过密闭爆发器与30 mm弹道炮试验,对该随行装药的点火延迟时间、力学强度、燃速和燃烧性能的稳定性进行了研究。结果表明,依托随行装药高力学强度,延迟机构可对随行装药点火延迟时间进行控制。初步验证了该随行装药的燃烧性能基本稳定。增加延迟机构的厚度、乙基纤维素(EC)含量,均可使随行装药点火延迟时间延长。增加随行装药的粘结剂含量、压制密度,均可使其力学强度增加、燃气释放速率降低。随行装药具有较高的燃速,粘结剂含量5%、压制密度1.5 g·cm-3时,随行装药燃速最大值是6/7发射药的46倍。主装药量113 g、延迟机构厚0.4 mm时,在最大膛压基本不变的情况下,随行装药在内弹道试验中的初速较标准弹丸初速增加73.3 m·s-1,增幅约8%。     

Fe3+掺杂Li4Ti5O12的结构及电化学性能

采用高温固相法合成Li4FexTi5-xO12(x=0.025,0.1,0.2)负极材料。通过X射线衍射、扫描电镜、充放电性能测试等对掺杂Fe3+的Li4Ti5O12材料的组成、结构、形貌进行表征,并对其电化学性能进行研究。结果表明,所合成的材料具有良好的尖晶石结构,无杂相。适当Fe3+掺杂能细化材料,提高材料的电子导电性,使材料的循环性能得到改善。Li4Fe0.025Ti4.975O12的充电容量最佳,0.1C倍率下首次充电比容量达到162.5 mA.h/g,循环性能较好。     

弹药因素对5.8mm步枪射击精度影响的因素及试验研究

在内弹道方程组基础上,结合数学偏导方法,推导出内弹道修正系数的理论计算公式,以5.8 mm步枪为武器研究平台,计算5.8 mm步枪装药量、弧厚、弹头质量的修正系数。结果表明：对5.8 mm步枪初速及最大膛压影响程度大小依次为装药量、球扁药弧厚、弹头质量。装药量在靶场试验中具有较精确可控性,用统计分析法仅对得到的发射药尺寸及弹头质量对5.8 mm步枪初速影响数据进行显著性分析,分析显示发射药尺寸较弹头质量对初速影响更为敏感,与理论计算结果相一致。从而得出改进发射药尺寸偏差是提高5.8 mm步枪射击精度的有效方法。     

一种随行装药的燃烧性能

为解决随行装药的点火延迟控制及能量释放稳定性问题,提出了一种新的随行装药方案,采用密闭爆发器与30 mm火炮试验对其延时机构的有效性、能量释放的稳定性及燃速进行了研究。结果表明：依托随行装药高密实性,延时机构可对随行装药点火延迟时间进行有效控制;主装药量一定,延时机构厚度存在较佳值,以获得较优的随行装药效应;试验结果基本稳定,初步验证了随行装药结构可靠,燃烧性能基本稳定,有较好的能量释放规律;随行装药具有较高的燃速、燃气释放速率,多-125发射药含量95%时,其燃速最大值是6/7发射药的46倍,最大动态活度达7.4 MPa^-1·s^-1. 改变随行装药中多-125发射药的含量,其燃速、燃气释放速率可调。     

Li3VO4修饰富镍LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料的电化学性能

采用湿法融合技术及高温固相法合成Li₃VO₄包覆的LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂正极材料。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等方法研究材料的结晶相、形貌、微观结构。研究表明,Li₃VO₄均匀地包覆在LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂表面,未改变原材料的材料结构和形貌,包覆层厚度为1～2 nm。不同含量的Li₃VO₄对LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂正极材料进行修饰研究表明,3%（质量）Li₃VO₄包覆的LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂在1 C下100次循环后容量保持率为94.13%,具有最佳的倍率性能和循环性能。此外,循环伏安（CV）和交流阻抗（EIS）分析表明,Li₃VO₄能提高Li⁺电导率,抑制活性材料与电解液之间的副反应,提高材料的电化学性能。     

锆、钛复合掺杂锂钴氧化物正极材料制备及电化学性能研究

以碳酸锂、氧化钴为主要原料,掺入化学计量的超细二氧化锆、超细二氧化钛,按球料比3:1,在转速500r/min经1h行星式球磨后,经900℃固相烧结制备了锂离子电池正极材料LiCo0.9Zr0.03Ti0.07O2,用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对材料的结构与形貌进行了研究,结果表明Li0.9Zr0.03Ti0.07O2与LiCoO2一样具有六方层状结构.在0.2C倍率下材料的初始放电容量达147mAh/g,2C倍率下初始放电容量达140.5mAh/g,3.6V放电平台比例达89.6%,500次循环后容量衰减7.5%,材料大电流放电性能好、循环寿命长.