高能不敏感 PBX 炸药非线性优化设计方法(Ⅱ)

为探索高能不敏感高聚物粘结炸药(PBX)配方设计理论和方法,基于 PBX 炸药构效关系研究,提出了高能不敏感 PBX 配方设计多目标非线性优化设计的一般数学模型.针对HMX/TATB//F2314/F2311体系,在实验研究获得感度-组成函数关系的基础上,建立了以圆筒比动能、特性落高、冲击波感度为多目标函数,以能量水平、感度水平以及组分含量范围为约束条件的具体数学模型,据此设计了8种能量水平的10个 PBX 配方,并给出了相应的能量和冲击波感度预估值.选择了其中4种配方进行实验验证,结果表明,设计模型给出的能量和冲击波感度预估值与实测值偏差分别在5％和6％以内,特性落高预估值与实测结果则在同一水平.     

高品质HMX的包覆降感技术

为进一步降低高品质HMX的感度,采用石蜡(W)、热塑性聚氨酯(TPU)等材料为钝感包覆剂,对高品质HMX(D-HMX)进行了表面包覆.先通过测试接触角、计算表面能验证了W及TPU等材料包覆D-HMX的可行性.用SEM、XPS对包覆效果进行了表征,对包覆前后样品的机械感度进行了测试和对比.结果表明,W及W与TPU的复合可对D-HMX进行完整的包覆,使D-HMX的撞击感度由80％降低16％,而摩擦感度由72％进一步降低到4％,获得钝感复合炸药粒子;W在非水介质Novec7200中对D-HMX的包覆度更高,撞击感度降至0％,降感作用更好.     

多孔硅的化学浸蚀制备与表征

以不同电阻率的p型单晶硅片为研究对象,通过正交实验对化学浸蚀法制备多孔硅的工艺条件进行优化,采用多种仪器对制备的多孔硅比表面积、膜厚、表面形貌、化学组成及光致发光进行表征.结果表明,p型单晶硅片经化学浸蚀后能够形成多孔硅,其膜厚达到3 μm;延长浸蚀时间,多孔硅比表面积和膜厚呈先增大后减小的趋势,但化学浸蚀时间太长将导致局部区域的多孔硅层坍塌;室温条件下,多孔硅可光致发光,由于孔洞尺寸分布范围较窄,多孔硅发光半峰宽较窄.     

高温下奥克托今单晶冲击响应数值计算

为研究奥克托今(HMX)单晶在高温下的冲击响应,发展了基于热激活和声子拖曳位错滑移机制的非线性热弹黏塑性模型。该模型可再现平板撞击实验中HMX单晶Hugoniot弹性极限(HEL)的热硬化效应。通过定量分析声子散射和辐射阻尼对热硬化效应的影响,可研究373 K、423 K高温下受冲击HMX单晶位错滑移机制演变以及相关热力学响应。结果表明：随着初温由300 K升 高至423 K,声子散射和辐射阻尼效应增强导致声子拖曳系数增大,使可移动位错黏性摩擦增强,平均位错速度由2 237 m/s减小至1 537 m/s,进而产生较低的塑性剪应变率和较高的流动应力,引起HMX单晶HEL的热硬化效应;剪切模量随着初温升高变化较小(约1.0 GPa),导致辐射阻尼对热硬化效应的贡献小于声子散射。     

纳米多孔硅复合材料爆炸反应的实验与理论研究

纳米结构多孔硅具有极高的孔隙率和比表面积,在其孔隙内掺入硝酸盐组分形成一种可发生爆炸反应的复合材料.实验表明①多孔硅的比表面积越高,与相关组分的接触面积越大,爆炸越迅猛;②新鲜制备的多孔硅较易发生爆炸,经过存放后需要更高的触发能量才能发生爆炸;③多孔硅-硝酸盐复合材料的爆炸过程与硝酸盐的种类有关,在实验条件下,掺碱金属硝酸盐的复合材料不发生爆炸,而掺镧系金属硝酸盐的复合材料可以发生爆炸;④在镧系硝酸盐中,硝酸钆和硝酸镧最为敏感,在滴加较低浓度时就发生爆炸,而硝酸铒需要在滴加较高浓度时才会发生爆炸.我们依据已有的硅氢加成反应和过渡金属催化炸药分解反应,首次提出了多孔硅-硝酸盐复合材料的微观结构模型,使用这种模型可以合理地解释实验中的爆炸现象.     

叠层复合装药殉爆安全性试验及数值模拟

叠层复合装药是由两种或两种以上装药通过叠加的方式复合而成,可以通过装药结构设计调控其安全性和能量输出特性.为研究叠层复合装药的殉爆安全性,选取典型高能炸药与钝感炸药组合的叠层复合装药为研究对象,通过数值模拟和殉爆试验研究装药结构对临界殉爆距离的影响规律.结果表明,相比于单一高能炸药PBX?1,复合装药临界殉爆距离可减小...     

大面积炸药网络装药性能研究

针对大面积爆炸逻辑网络,研制出一种新型挠性炸药配方.所得炸药具有良好的力学性能,能满足截面尺寸为0.8 mm×0.8 mm、长沟槽(l=600 mm)网络和大面积薄层(δ=0.4 mm)装药,并且其输出同步性良好,长度为410 mm的药线作用时间同步差(极差)仅为0.18μs.     

安全弹药的发展思路与技术途径

武器弹药的安全问题十分重要,关乎装备的生存力和战斗力。弹药面对的复杂恶劣环境,对弹药安全性提出更高要求,发展安全弹药是必由之路。弹药安全性主要取决于固有安全性和安全性增强技术。不敏感炸药是提高弹药固有安全性的关键途径,装药和结构增强与防护是提高弹药安全性的重要手段。为满足弹药高毁伤威力和安全性要求,需要从炸药的分子、晶体、混合体系等多尺度结构上平衡协调炸药高能量与不敏感之间的突出矛盾;装药结构、弹体弱链结构和防护增强等安全性增强技术可有效控制弹药装药意外点火和反应烈度及其演化,进一步提高弹药在异常环境及事故条件下的安全性。为此,提出了安全弹药系统设计思路与技术方法：加强不敏感炸药多尺度材料设计与性能调控基础,补齐装药结构与防护增强及装药异外点火反应控制短板,探索发展材料—结构—功能一体化设计。     

一种新型爆炸逻辑零门设计研究

运用爆炸网络设计原理设计出一种新型的爆炸逻辑零门,通过试验基本确定这种以黑索金为基的网络炸药的零门设计参数,即夹角α为35°～55°.爆炸逻辑零门的实现进一步证实了实现爆炸逻辑网络的可行性.