RDX和铝含量对RDX基含铝炸药热爆发温度的影响

通过热爆发延滞期试验测定了含铝炸药的5s延滞期热爆发温度Tb,研究了RDX和铝粉含量对热爆发温度的影响.结果表明,随着RDX含量的增加,Tb先下降后升高,获得了描述Tb与RDX和铝粉含量关系的线性经验方程.认为在热爆发试验中体系是从含能材料热分解和加热介质两个途径获得能量(热量),前者与含能反应物的含量有关,后者与体系...     

RDX和HMX的热分解Ⅱ．动力学参数和动力学补偿效应

用DSC、DTA和TG-DTG技术测定了RDX和HMX热分解的动力学参数。RDX和HMX在不同的分解阶段有不同的动力学参数和机理函数，其分解过程和动力学参数受试验条件、样品状态和试验方法的影响很大，但这些参数之间存在“动力学补偿效应’’和“等动力学点”。     

含RDX高能硝胺发射药的热分解动力学补偿效应

为了解高能硝胺发射药的热分解特性和动力学补偿效应,用高压DSC测试了含5组16种发射药的热分解行为,通过Kissinger方程获得了双基药和含RDX高能硝胺发射药的热活化能(Ea)和指前因子(A),讨论了其动力学参数的补偿效应。结果表明,含RDX高能硝胺发射药配方中的NC/NG和RDX的热分解反应动力学参数间存在动力学补偿效应,说明NC/NG和RDX的热分解反应分别有各自不同的反应过程或者由各自不同的速度决定步骤,不受配方中其他组分的影响。     

铝含量对RDX基含铝炸药爆压和爆速的影响

利用锰铜压力传感器和测时仪测量了不同铝含量的RDX基含铝炸药的爆压和爆速。拟合出爆压、爆速与铝含量的关系式,分析了铝含量对RDX基含铝炸药爆压、爆速的影响因素。结果表明,随着铝含量的增加,RDX基含铝炸药的爆压和爆速呈线性减小。计算了铝粉的质量分数在0~40%时所对应的PC-J=A(x)0ρD2中的A(x)值,拟合出A(x)值与铝含量的关系式,得到RDX基含铝炸药爆压与爆速之间的关系式。     

RDX和HMX的热分解II.动力学参数和动力学补偿效应

用DSC、DTA和TG-DTG技术测定了RDX和HMX热分解的动力学参数。RDX和HMX在不同的分解阶段有不同的动力学参数和机理函数,其分解过程和动力学参数受试验条件、样品状态和试验方法的影响很大,但这些参数之间存在"动力学补偿效应"和"等动力学点"。     

热爆发活化能研究

通过分析影响含能材料热爆发参数的一些因素,指出了热爆发活化能用于全面评价热感度的重要意义.提出了可以通过热爆发活化能把5s爆发点试验与撞击感度试验相关联,并获得特性落高能的对数与热爆发活化能线性相关的线性经验式.     

硝酸酯对RDX基含铝炸药驱动能力的影响

为了研究硝酸酯对RDX基含铝炸药驱动能力的影响,采用圆筒试验研究了含硝酸酯的RDX基含铝炸药加速圆筒壁膨胀速度和格尼能的变化过程,并与不含硝酸酯的RDX基含铝炸药进行了对比,分析了硝酸酯对炸药能量释放特性及金属驱动能力的影响。结果表明,硝酸酯可改善RDX基含铝炸药的铝氧比,改变其反应速率;在反应初期,含硝酸酯的RDX基炸药加速筒壁的速度低于不含硝酸酯的炸药,而在爆炸反应中后期,含硝酸酯的RDX基炸药加速筒壁的速度以及格尼能均高于不含硝酸酯的炸药;含硝酸酯的RDX基含铝炸药的能量释放特性使其适合用于破片战斗部中,可提高其金属驱动能力。     

FOX-7和RDX基含铝炸药的冲击起爆特性

为研究FOX-7和RDX基含铝炸药的冲击起爆特性,对其进行了冲击波感度试验和冲击起爆试验,结合冲击波在铝隔板中的衰减特性,确定了FOX-7和RDX基含铝炸药的临界隔板值和临界起爆压力,并通过锰铜压阻传感器记录了起爆至稳定爆轰过程压力历程的变化。结果表明,以Φ40mm×50mm的JH-14为主发装药时,FOX-7和RDX基含铝炸药临界隔板值分别为37.51和34.51mm,对应的临界起爆压力为10.91和11.94GPa;起爆压力为11.58GPa时,FOX-7炸药的到爆轰距离为25.49~30.46mm,稳定爆轰后的爆轰压力为27.68GPa,爆轰速度为8 063m/s;起爆压力为14.18GPa时,RDX基含铝炸药的到爆轰距离为17.27~23.53mm,稳定爆轰后的爆轰压力为17.16GPa,爆轰速度为6 261m/s。     

RDX基含铝炸药水中爆炸近场冲击波特性

通过水中爆炸试验,得到了RDX基含铝炸药在不同比例距离((-R))处的水中冲击波峰值压力、冲量和冲击波能.结果表明,在测试范围内,(-R)＜1.5 m/kg1/3,Al的质量分数为10%～20%时,冲击波峰值压力基本不变;(-R)≥1.5 m/kg1/3时,Al的质量分数为0～30%时,冲击波峰值压力基本不变.测试范围内,Al的质量分数为20%～30%时,冲量基本不变;Al的质量分数小于20%,冲量随Al含量的增加不断增大.(-R)＜1.0 m/kg1/3时,冲击波能随比例距离的增加而不断衰减;(-R)≥1.0 m/kg1/3时,冲击波能随比例距离的增加基本保持不变.(-R)=0.79 m/kg1/3(药柱18倍半径处)时,冲击波能量利用率只有25%左右,初始冲击波能损失了近1/2～3/5.     

包覆工艺对HMX基含铝炸药燃烧能量的影响

以石蜡作包覆剂,采用两种包覆工艺制备了的4种HMX基含铝炸药,用小型密闭燃烧装置测试了其燃烧过程中压力随时间的变化,通过比较准静态压力得到其燃烧能量大小的关系。用气相色谱仪测量气相燃烧产物的含量,通过化学计算研究了不同包覆工艺制备的含铝炸药中铝粉的反应率。用扫描电镜(SEM)表征了含铝炸药的微观形貌。结果表明,黏结剂的包覆工艺直接影响含铝炸药的微观形态;采用包覆工艺1制备的含铝炸药中未包覆的铝粉更有利于在燃烧初期的吸热,使铝粉的反应率提高约5.8%,燃烧总能量也相应提高。     

Al粉对炸药爆炸加速能力的影响

采用电探针法测量了RDX基含铝炸药爆炸驱动金属薄片的速度变化,分析了铝粉含量对炸药爆炸加速能力的影响。结果表明,炸药爆炸对金属薄片的加速能力受配方中铝粉的反应比例影响;金属薄片的加速过程分速度增长和速度减小两个阶段;金属薄片达到最大速度的距离与铝粉的含量有关,随着铝粉含量的增加,达到最大速度的距离有所增加,该距离在40~60mm。铝粉含量对炸药爆炸加速能力的贡献有一最佳值,对于RDX基含铝炸药,其值约为15%。     

炸药爆炸能量的水中测试与分析

介绍了炸药爆炸能量的水中测试方法,对TNT和3种新设计的含铝炸药进行了水中爆炸的实验研究,比较了各炸药的爆炸性能.结果表明,发现冲击波峰值超压、冲量和冲击波能流密度等参数较好地符合爆炸相似律,得到了新配方各参数的爆炸相似律系数.计算了炸药的冲击波能和气泡能,并提出了计算爆炸总能量的方法.把实验测得的炸药的总能量与KHTR程序计算的爆热进行对比,二者符合得较好,说明了KHTR程序可用.     

以温度为函数的硝仿系炸药的爆发分解反应动力学参数

用爆发点试验装置测定了6种硝仿系炸药:2,2,2-三硝基乙基-N-硝基-甲胺(TNMA)、二(2,2,2-三硝基乙基-N-硝基)乙二胺(BTNEDA)、4,4,4-三硝基丁酸-2,2,2-三硝基乙酯(TNETB)、二(2,2,2-三硝基乙醇)缩甲醛(BTNF)、1,1,1,3-四硝基丙烷(TETNP)和二(2,2,2-三硝基乙基)硝胺(BTNNA)在不同温度下的爆发延滞期.依据谢苗诺夫方程lnt_(lag,i)=E_α/RT_i-lnA_α,由lnt_(lag,i)对1/T_i的关系,用作图法和最小二乘法计算了爆发分解反应的表观活化能(E_α)、指前因子(A_α)和5 s爆发点.用非线性等转化率积分法所得的表观活化能(E_α)校验了由lnt_(lag,i)～1/_Ti关系得到的Eα值.借助热力学关系式,计算了爆发分解反应的活化热力学参数[活化自由能(ΔG≠),活化焓(ΔH≠)和活化熵(ΔS≠)].结果表明: (1) E_α和作图法所得E_α间的相对误差在±5%以内; (2) E_α与最小二乘法所得E_α相等的事实佐证了不同温度下爆发分解反应延滞期内的分解深度是相等的,所得E_α和A_α值是可接受的,谢苗诺夫方程推导过程中采用A_α>>G(α)的假设是合理的; (3) 以5 s爆发点和ΔG~#为判据,6种硝仿系炸药对热抵抗能力的次序为:TNETB＞BTNF＞BTNEDA＞TETNP＞TNMA＞BTNNA.     

含铝炸药与理想炸药能量输出结构的数值模拟

采用AUTODYN计算软件,对含铝炸药与理想炸药水中爆炸能量输出结构进行了数值模拟,讨论了人工黏性对计算结果的影响,对冲击波压力历程进行了对比分析.结果表明,含铝炸药PBXN-105水中爆炸时由于铝粉的二次燃烧放热,能够在较远距离处保持较大的冲击波能,作功能力高于理想炸药PBX9010.含铝炸药水中爆炸能量输出结构的数值模拟可以为炸药的配方设计提供一定的依据.     

Effect of TiH2 Particle Size and Content on the Underwater Explosion Performance of RDX‐Based Explosives

Experiments were conducted to study the underwater explosion performance of titanium hydride/RDX‐based (TiH₂/RDX) composite explosive. Cylinder charges with different TiH₂ particle sizes and contents were prepared and tested. Explosion parameters like peak overpressure, impulse, shock energy, and bubble energy were analyzed. It was notable that underwater explosion performance of TiH₂/RDX composite explosive was promoted by addition of small particle size TiH₂ (D₅₀=0.96 μm), in which case increasing TiH₂ content also showed a favorable effect. The maximum increments of specific initial shock energy, bubble energy, and total energy were 10.5%, 6.4%, and 7.1% respectively. However, with bigger TiH₂ particle sizes (D₅₀=20.78 μm, D₅₀=136.74 μm), the explosion parameters and the TiH₂ content showed a negative relationship, which reveals that TiH₂ particle size plays an important role in determining the reactivity of TiH₂. Meanwhile, the interaction between TiH₂ particle size and content was significant.