原位合成钝感混合炸药HMX/TATB

利用超声波法制备单质炸药TATB,用高频率超声波反应器,采用原位合成方法制备了钝感HMX/TATB混合炸药.讨论了反应时间、反应温度以及料比对合成TATB的影响.测试了混合炸药的压制成型性和耐热性能.结果表明,超声波法合成的TATB粒度为5～6μm,混合炸药中TATB的质量分数小于15%,降感效果明显,耐热性能良好;使...     

HMX/ANPZO共晶炸药的制备及表征

运用分子动力学方法,计算了1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮环杂辛烷(HMX)分子、2,6-二氨基-3,5-二硝基-吡嗪-1-氧(ANPZO)分子以及HMX/ANPZO共晶分子的分子间作用力、结合能和内聚能密度。通过气相扩散法制备了HMX/ANPZO共晶炸药,用红外光谱(IR)、差示扫描量热(DSC)和X射线衍射(XRD)表征了其结构,并测试了其机械感度。结果表明,HMX/ANPZO共晶分子间的相互作用力大于HMX分子间以及ANPZO分子间的相互作用力。与HMX和ANPZO相比,HMX/ANPZO共晶炸药的晶体结构和热分解特性变化较大,特性落高为59cm,与HMX相比提高了96.7%;理论爆速达9 060m/s。     

分子动力学法研究掺杂缺陷对HMX/NQ共晶炸药性能的影响

为了研究掺杂晶体缺陷对HMX/硝基胍(NQ)共晶炸药性能的影响,分别建立了"完美"型与含有掺杂缺陷的HMX/NQ共晶炸药模型;采用分子动力学方法,预测了各种模型的稳定性、感度、爆轰性能和力学性能,得到了不同模型的结合能、引发键键长分布、引发键键连双原子作用能、内聚能密度、爆轰参数和力学参数并与"完美"型模型进行了比较。结果表明,与"完美"型晶体相比,缺陷晶体的结合能减小幅度为1.28%～11.05%,表明分子之间的相互作用力减弱,炸药的稳定性降低;缺陷晶体的引发键键长增大幅度为0.46%～5.29%,而键连双原子作用能减小幅度为0.63%～17.24%,内聚能密度减小幅度为0.83%～10.85%,表明炸药的感度升高,安全性降低;缺陷晶体的密度、爆速和爆压减小幅度分别为0.89%～7.06%、0.68%～5.41%、1.85%～14.18%,表明威力与能量密度降低;由于晶体缺陷的影响,拉伸模量、体积模量和剪切模量减小幅度分别为0.106～4.368GPa、0.086～2.573GPa和0.082～1.835GPa,柯西压增大幅度为0.108～1.787GPa,表明炸药的刚性与硬度降低,延展性增强。因此,晶体缺陷会对HMX/NQ共晶炸药的稳定性、感度和爆轰性能产生不利影响。     

不同组分比的HMX/DMI共晶炸药结构与性质的理论研究

利用分子动力学,研究了分子摩尔比对HMX/DMI共晶炸药几个重要晶面成键能的影响,对于不同分子的摩尔比的力学性质也进行了估算,借助M06-2x/6-311+G(2df,2p)方法对HMX/DMI复合物的溶剂效应也进行了研究。计算结果表明,(020)和(100)取代基模型具有最高的成键能和稳定性,1∶1和2∶1的化合物最稳定且具有最高的力学性能。分子间相互作用能和N–NO_2键离解能的变化对HMX/DMI共晶炸药的稳定性有较大影响。制备稳定的HMX/DMI共晶炸药应选用较低介电常数作溶剂。     

超细ANPyO/HMX混晶炸药的制备与性能

为提高超细ANPyO/HMX的能量输出,采用溶剂/非溶剂法和水悬浮法制备了超细ANPyO/HMX混晶炸药。用SEM、XRD、红外光谱对其结构进行表征,并测试了其比表面积、真空安定性、撞击感度、冲击波感度、爆速和飞片起爆感度。结果表明,XRD和红外光谱特征峰的位移现象说明超细混晶炸药中ANPyO分子的氨基与HMX分子的硝基形成了分子间氢键;ANPyO/HMX混晶炸药(ANPyO与HMX质量比为70∶30)撞击感度为138cm,真空安定性为1.72mL/g(200℃)和4.50mL/g(250℃)。装药密度为1.84g/cm3时,混晶炸药冲击波感度为7.1mm,爆速为8 080m/s,最低起爆电压为2.91kV,是一种感度适中、易于被短脉冲起爆、能量输出高的超细混晶炸药。     

回收HMX基炸药制备民用耐热炸药性能研究

利用回收HMX基炸药制备民用炸药H781A,对该炸药药粉在产品组成、热安定性、机械感度等性能和装药的高温安全性、使用性能以及穿深性能进行试验。药粉试验结果表明,该产品符合民用炸药产品验收规范;装药试验结果表明,H781A与民用炸药H781性能相当。因此,由废旧HMX基炸药回收制备的耐热炸药H781A,可安全、有效地装填射孔弹进行高温射孔作业。     

HMX/TATB基PBX的感度与表面形态的关系探索

报道了以HMX/TATB基的PBX中,蜡的加入量和加入方式对配方的机械感度如撞击感度、摩擦感度、特性落高有明显的影响,但对配方的热感度如5s爆发点、1000s热爆炸临界温度影响不大。同时结合扫描时局镜（SEM）和光电子能谱（XPS）的测试结果分析了造型粉的表面包覆形态和感度之间的关系。     

Pickering乳液聚合法制备TATB/HMX基复合微球

为了提升HMX的安全及应用性能,采用Pickering乳液聚合法,以固体粒子氧化石墨烯(GO)为稳定剂,分别以聚醋酸乙烯酯(PVAc)和聚苯乙烯(PSt)为黏结剂制备了两种TATB/HMX基复合粒子;通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)和X射线光电子能谱仪(XPS)对样品进行了表征,并测试了其撞击感度和摩擦感度。结果表明,制备的TATB/HMX基复合粒子均为表面均匀密实的球形颗粒,所含HMX和TATB的炸药晶型均未改变;与HMX原料相比,复合粒子的表观活化能(E_a)提高,其中TATB/HMX/PVAc/GO复合粒子的E_a提高了44.18kJ/mol, TATB/HMX/PSt/GO的E_a提高了40.5kJ/mol;撞击感度和摩擦感度明显降低,以PVAc为黏结剂更适合复合粒子的制备,其临界撞击能量由5.5J提升至60J,临界摩擦压力由128N提升至324N,说明制备的复合微球的热安全性和机械安全性大大提高。     

CL-20/RDX共晶炸药的制备与性能测试

为了研究六硝基六氮杂异伍兹烷/环三亚甲基三硝胺(CL-20/RDX)共晶炸药的性能,采用喷雾干燥法制备了质量比为1∶1的CL-20/RDX共晶炸药;通过扫描电镜(SEM)观察了共晶炸药的形貌;采用粉末X-射线衍射法与红外光谱法测试了共晶炸药的结构;采用差示扫描量热法(DSC)测试了共晶炸药的热性能;通过感度实验分别测试了共晶炸药的撞击感度与摩擦感度。结果表明,CL-20/RDX共晶呈球形,粒径在1～5μm; CL-20/RDX共晶的衍射图与CL-20和RDX的衍射图均不完全相同,衍射峰有明显的位移;CL-20/RDX共晶炸药的热分解温度为222.8℃,比CL-20低30℃左右,比RDX低20℃左右,说明共晶的生成对其热性能有较大影响;CL-20/RDX共晶炸药的撞击感度为76%,特性落高为26.9cm,摩擦感度为64%,其机械感度较CL-20有大幅降低,表明共晶炸药的感度显著降低,安全性能得到明显提高,进一步说明共晶在含能材料改性和降感方面的优势。     

TATB对HMX的钝感作用研究

通过机械感度、热感度、冲击波感度等方面的实验数据,分析研究了ＴＡＴＢ对ＨＭＸ的钝感作用,证明以ＨＭＸ／ＴＡＴＢ为主体炸药的塑性粘结炸药对目前钝感高能炸药的研究具有十分重要的意义。     

Preparation of HMX/TATB Composite Particles Using a Mechanochemical Approach

To improve the safety of HMX, HMX/TATB composite particles were prepared using a mechanochemical approach. Scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FT‐IR) and X‐ray diffraction (XRD) were employed to characterize the HMX particles before and after being coated. The results showed that the HMX particles were coated by submicrometer‐sized TATB particles. The crystal form of HMX maintained unchanged during the whole preparing process. The decomposition characteristics of HMX/TATB composite were investigated by DSC, showing that the decomposition peak temperature increased by 5.141 °C, while the phase transition temperature decreased by 4.064 °C. Compared with the uncoated HMX particles, the impact and friction sensitivities were decreased by 56.1 and 70 %. Moreover, the grinding mechanism was investigated and discussed.     

HMX炸药喷射结晶超细化实验研究

为改善HMX炸药的重结晶细化效果，提出了一种基于重结晶和流体喷射原理的喷射结晶超细化技术。通过实验，对影响细化效果的4个工艺条件进行了优化设计，制备出亚微米级的HMX炸药超细粒子。     

Structures and Properties Prediction of HMX/TATB Co‐Crystal

In this study, a new co‐crystal explosive of 1,3,5,7‐tetranitro‐1,3,5,7‐tetrazocane (HMX)/1,3,5‐triamino‐2,4,6‐trinitrobenzene (TATB) (molar ratio 1 : 1) was designed based on crystal engineering. The crystal structure was predicted using the polymorph predictor (PP) method. The main properties of co‐crystal consisting of mechanical properties, stability, and interaction formats were simulated through molecular dynamics methods. Simulated results indicate that the crystal structure of the HMX/TATB co‐crystal may belong to the P , P2₁2₁2₁ or P2₁/c space group. The calculations of the binding energy and the analysis for radial distribution function show that the two components are connected through electrostatic hydrogen bonding and strong van der Waals interactions. The new co‐crystal has better mechanical properties with the moduli systematically decreased. With the appearance of the new crystal, the trigger bond N NO₂ has little change.     

CL-20/DNT共晶炸药的制备及其性能研究

以丙酮为溶剂,通过蒸发结晶法制得六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)/二硝基甲苯(DNT)共晶炸药。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和热重/差示量热法(TGA/DSC)研究了共晶炸药的形貌、结构和热分解特性,测试了CL-20/DNT共晶炸药的机械感度和5s爆发点温度,并计算了其爆轰性能。结果表明,共晶炸药的微观形貌不同于原料CL-20,呈条状晶体;衍射峰明显不同于CL-20/DNT物理混合物的衍射峰,表明有新物相生成。在DSC曲线上,CL-20/DNT共晶几乎没有DNT的熔化吸热峰,而CL-20/DNT物理混合物中有明显的熔化峰,且二者的放热峰峰形和峰位不同;与原料CL-20相比,共晶炸药的分解峰温提前了21℃,放热量(ΔH)和最大热流量(Qmax)分别增加了39%和104%。与CL-20/DNT物理混合物相比,共晶炸药的5s爆发点温度和表观活化能分别增加3.9℃和65.7kJ/mol,撞击感度降低88.9%,摩擦感度降低40%,说明共晶炸药热稳定性增强。CL-20/DNT共晶炸药的理论爆速达到8 340m/s。     

Effect of Crystal Quality and Particle Size of HMX on the Creep Resistance for TATB/HMX Composites

Two kinds of reduced sensitivity high explosive 1,3,5,7‐tetranitro‐1,3,5,7‐tetrazocane (RS‐HMX) with different particle sizes were selected to enhance the energy output and the mechanical properties of insensitive high explosive 1,3,5‐triamino‐2,4,6‐trinitrobenzene (TATB). Mechanical sensitivities, dynamic mechanical analysis, and non‐linear time dependent creep behaviors of TATB/HMX composites were investigated and discussed in relation to the structural characteristics. Compared with TATB/conventional HMX (C‐HMX) sample, both the impact and friction sensitivities of TATB/RS‐HMX were reduced. It revealed that TATB/fine grains RS‐HMX composites had the highest storage modulus and minimum steady‐state creep strain rate due to the increased coherence strength and the inhibited slide of the single layer of TATB crystal. The creep resistance also showed clear dependence on the particle size of RS‐HMX. The overall results indicated that RS‐HMX had good potential in high energetic, safe, and load‐bearing material applications.