微型爆炸网络用DNTF/HMX基传爆药研究

为了使爆炸网络装药在实现高爆速、高安全和小临界尺寸传爆的同时满足装药均匀性好、爆速极差小的要求,以3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)和奥克托今(HMX)为主体炸药,以含能聚合物聚叠氮基缩水甘油醚(GAP)为粘结剂,配以其它助剂,设计出一种适用于微小尺寸爆炸网络的DNTF/HMX基传爆药配方,并采用微注射工艺将其装入到微型爆炸网络沟槽中。采用扫描电镜(SEM)表征了主体炸药颗粒粒径和形貌并观察和测试了装药表面;采用X射线衍射仪(XRD)测试了主体炸药和装药后炸药的晶型;采用直线传爆临界尺寸实验测试了传爆性能;采用撞击感度与冲击波感度实验测试了配方的安全性能。结果表明:配方的炸药组分固含量为85%,固化成型后装药表面平整,颗粒分布均匀,炸药晶型未发生变化,沟槽中装药密度可达1.6 g·cm~(-3)(理论密度的92%)以上。在此装药密度下,该配方的直线传爆临界尺寸为0.6 mm×0.6 mm,在0.8 mm×0.8 mm的沟槽中爆速为7558m·s~(-1),爆速极差为29 m·s~(-1);撞击感度特性落高为45.2 cm(5.0 kg落锤),冲击波安全性试验小隔板厚度值为8.74 mm。     

CL-20基含能薄膜的微双喷直写成型与性能

为了获得可在微米尺度下可靠传爆的含能薄膜,以六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）为主体炸药,以乙基纤维素（EC）和聚叠氮缩水甘油醚（GAP）为复合黏结体系,选用适量的低沸点溶剂,设计了两种适用于微喷直写工艺的油墨配方,并且采用双喷头微喷直写装置对两种油墨材料进行了直写成型。采用扫描电子显微镜、MZ-220SD电子密度计、X射线衍射仪等对成型样品进行了表征,获得了含能薄膜的撞击感度、热分解性能和传爆临界厚度。结果表明：CL-20基含能薄膜表面光滑,内部存在多个微小孔隙, CL-20颗粒较小,晶型为ε型,含能薄膜的成型密度为1.547 g·cm^-3,达到最大理论密度的79.2%。CL-20基含能薄膜的热分解表观活化能为241.21 kJ·mol^-1,撞击感度特性落高为65.7 cm,临界传爆尺寸为1.0 mm×0.045 mm。     

奥克托今（HMX）的环境行为及微生物降解

为了深入探究奥克托今（HMX）生产、使用、销毁过程的环境污染与治理问题，分析了HMX在土壤中、地下水中和植物中的迁移转化行为，论述了双电子还原、单电子脱硝和直接环裂解3种HMX微生物降解途径，介绍了HMX胁迫下微生物生理响应机制的研究进展。分析表明利用微生物对HMX污染的土壤和水体进行生物修复是非常有效的，HMX的降解路径及中间代谢产物已较为清楚，目前对HMX有降解能力的菌株以厌氧为主。基于此，指出未来关于微生物降解HMX的3个研究方向：筛选在好氧条件下能高效降解HMX的菌株；使用微生物固定化或添加表面活性剂等生物强化手段增加菌株对HMX的降解效率；从基因组学方面进行微生物降解HMX的机理研究。     

2,6-二氨基-3,5-二硝基-1-氧吡嗪的热分解动力学研究

在升温速率分别为5 K·min~(-1)、10 K·min~(-1)、20K·min~(-1)条件下,用DSC 研究了2,6-二氨基-3,5-二硝基-1-氧吡嗪(LLM-105)的热分解反应动力学参数,并在此基础上考察了该炸药的热爆炸临界温度和500d自爆温度;确定了该反应的微分形式的动力学模式函数f(_α)、表观活化能(E_a)、指前因子(A)、热分解动力学方程和120℃时的分解速率常数k.研究表明,反应的活化熵(ΔS~≠)、活化焓(ΔH~≠) 和活化自由能(ΔG~≠)分别为176.05J·mol~(-1)·K~(-1)、305.60kJ·mol~(-1)和198.22kJ·mol~(-1);LLM-105炸药的热爆炸临界温度和500d自爆温度分别为347.26℃和239.42℃.     

制备工艺对HMX机械感度和热分解特性的影响

采用对原料奥克托今(HMX)筛分、球磨和溶剂/非溶剂重结晶等三种方法,制备出了不同形貌和粒度的HMX粉末。利用激光粒度仪和扫描电子显微镜(SEM)对样品进行了表征,并进行了撞击感度、摩擦感度及DSC测试,计算了三种HMX样品的表观热分解活化能。结果表明,筛分法制备的HMX样品,随着样品d50的减小,其机械感度没有明显的变化规律;球磨法制备的HMX样品,随着样品d50的减小,其撞击感度降低、摩擦感度升高;溶剂/非溶剂法制备的HMX样品,随着样品d50的减小,撞击和摩擦感度均降低。球磨法制备的HMX热分解活化能的平均值为262.184kJ.mol-1,明显高于溶剂/非溶剂法(238.902kJ.mol-1)和筛分法(242.343kJ.mol-1)。     

丁羟推进剂RDX填料表面包覆对其安全性能的影响研究

为了降低HTPB/RDX复合推进剂的机械感度,以一种高聚物(HP-2)为主要包覆剂,采用相分离法对其RDX填料进行了表面包覆.通过SEM、XPS及粒度分析仪对样品的包覆效果进行了表征,对包覆前后样品及推进剂的撞击感度、摩擦感度和热安定性进行了测试和分析.结果表明:和未包覆的RDX相比,经过适当包覆的样品撞击感度和摩擦感度都得到了明显降低,撞击感度特性落高升高了15.1cm,摩擦感度爆炸概率由92%降低到24%.采用这种表面包覆过的RDX制得的推进剂的撞击感度和摩擦感度也明显降低,撞击感度特性落高由51.04cm升高到62.24cm,摩擦感度爆炸概率由100%降低到72%.并对高聚物HP-2包覆的降感机理进行了分析.     

纳米氧化锌的制备和表面改性技术进展

综述了化学沉淀法、醇盐水解法、微乳液法、固相合成法、溶胶 凝胶法和喷雾热解法的主要特点与优缺点,并对纳米氧化锌的表面改性方法:即表面包覆改性法、表面化学改性法、机械力化学改性法、沉淀反应改性法、外膜层改性(胶囊)法和高能表面改性法进行了概述。     

TNT/AN共晶制备及表征

采用分子模拟技术,研究了三硝基甲苯（TNT）与硝酸铵（AN）相互作用,预测了TNT与AN能够在一定条件下形成共晶。通过快速挥发溶剂法制备了 TNT/AN 共晶,并对其进行了表征分析。结果表明：在相同条件下结晶,TNT/AN共晶与TNT、AN的宏观形貌均有较大的差异,PXRD显示TNT/AN具有与TNT、AN不同的衍射峰, IR显示TNT/AN具有新的氢键存在,DSC测试显示TNT/AN共晶与TNT、AN和它们的机械混合物相比较具有独特的吸热峰。吸湿性测试表明通过TNT/AN共晶能够改善AN的吸湿性。     

奥克托今在超临界二氧化碳中溶解性能研究

结合高压静态法和紫外分光光度法,确定以乙腈为参比溶液,建立了波长为227nm处HMX/乙腈溶液的工作曲线,测定出不同温度(308.15~328.15 K)和不同压力(8~23 MPa)下,HMX单质炸药在超临界二氧化碳流体(SCCO2)中的溶解度曲线。结果发现:在相同温度下,HMX溶解度随着压力的升高而迅速增大,且高温阶段其溶解度的增幅比低温阶段的要大;在相同压力下,存在一个转变压力(Pvert=9 MPa),当小于Pvert时,HMX溶解度随温度增加而降低,当大于Pvert时,其溶解度随温度升高而增大。本实验测定范围内,每克CO2最多可溶解135.727μg HMX。     

纳米Fe粒子包覆微米Al复合材料的制备与表征

采用置换法,通过在溶液中引入F-子,实现了弱酸性条件下Fe纳米粒子在微米Al粉表面定量、快速地化学沉积,制备出具有核壳结构的Fe/Al微纳米复合粒子.将该复合粒子中的Al核用盐酸溶蚀后得到由纳米Fe粒子组成的空心球壳.利用SEM、EDS、XRD、BET和TG/DSC对产物进行了相应地表征,结果表明,微米Al核表面被一层粒径约为30～60nm的Fe纳米粒子致密包覆,Fe/Al复合粉体的比表面积达到11.993m2/g较包覆前的1.082m2/g增加了11倍,且Fe/Al微纳米复合粉体与O2反应的活性明显高于原料Al粉.