铝粉粒度对奥克托今(HMX)基含铝浇注高聚物粘结炸药爆热的影响

利用恒温式量热计测定了不同粒度的HMX(1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮杂环辛烷)基含铝炸药的爆热值。对其能量释放规律研究结果表明:含粗铝粉的炸药爆热随铝粉含量增加呈递增趋势。当铝粉含量为35%时,爆热达到最大值;而细颗粒铝粉含量为25%时,含铝炸药爆热达到最大值;之后随铝粉含量的增加爆热值降低。铝含量低于13%左右时,含细颗粒铝粉的炸药爆热值较含粗颗粒铝粉的炸药爆热值高;高于此值后,爆热值较后者偏低。根据爆热结果分析,铝粉粒度对HMX基含铝浇注PBX炸药的反应机理和反应动力学有影响。     

铝粉粒度对HMX基含铝浇注PBX炸药爆热的影响

利用恒温式量热计测定了不同粒度的HMX基含铝炸药的爆热值,对其能量释放规律研究结果表明：含粗铝粉的炸药爆热随铝粉含量增加呈递增趋势,当铝粉含量为35%时,爆热达到最大值;而细颗粒铝粉含量为25%时,含铝炸药爆热达到最大值,之后随铝粉含量的增加爆热值降低;铝含量低于13%左右时,含细颗粒铝粉的炸药爆热值较含粗颗粒铝粉的炸药爆热值高,高于此值后,爆热值较后者偏低。根据爆热结果分析,铝粉粒度对HMX基含铝浇注PBX炸药的反应机理和反应动力学有影响。     

纳米铝在炸药中的分散性和成型性

为了研究纳米铝在炸药中的分散性和成型性,利用不同溶剂对纳米铝进行了分散;利用超声波分散法、高速剪切混合法、叶片式搅拌混合、分散加高速分散机混合对黑索金/铝(RDX/Al)体系进行分散;采用熔融混合造粒工艺研究了不同纳米铝粉含量的成型性,采用直接混合造粒工艺研究了不同纳米铝粉含量对RDX/Al体系成型性,结果表明:乙酸乙酯的分散效果最好;超声分散可以提高纳米铝粉的分散均匀性;采用的三种工艺可以达到相同的分散效果;微米铝和纳米铝在三硝基甲苯(TNT)中的成型性基本无变化;在RDX/Al体系的压装炸药中,含纳米铝的炸药成型性较含微米铝的炸药差;含纳米铝炸药的密度随铝粉含量增加呈现非线性变化,而纳米铝和微米铝级配的炸药密度随铝粉含量增加呈现线性增加.     

铝含量对TNT/Al炸药爆轰反应区结构的影响

爆轰反应区结构是决定炸药爆轰性能的重要因素之一。为了研究铝含量对TNT/Al炸药爆轰反应区结构的影响,该文针对5种不同铝含量(0%、5%、10%、15%、20%)且铝粉中位粒径为2.38μm的TNT/Al炸药,分别进行了电导率试验和爆速试验。初步确定了TNT/Al炸药的爆轰反应区结构,并分析了铝含量对爆轰反应区结构特征参数(爆速、爆压、爆轰反应区持续时间、爆轰反应区宽度)的影响规律。分析结果表明：铝含量越高,TNT/Al炸药的爆轰速度和爆轰压力越低,导致爆轰反应对未反应爆区的推进速度越低,爆轰反应区总压力越低。爆轰持续时间和爆轰反应区宽度随铝含量的增加而增加,其值分别为0.070～0.119μs和0.359～0.579 mm。该文的研究结果对于深入了解含铝炸药爆轰反应机理具有重要的意义。     

最大熵原理在钝感熔铸炸药配方设计中的应用

针对含HMX或RDX的熔铸炸药降低冲击感度、提高使用安全性的需要,以最大熵为评价准则提出了钝感熔铸炸药的配方设计方法,并以此方法获得了能量和安全性俱佳的钝感熔铸炸药配方.选取NQ/HMX/TNT-36.1/33.9/30.0和NQ/RDX/TNT-34.5/25.5/40.0配方制备熔铸装药试样并进行爆速和枪击感度测试,结果显示两试样分别相对Octol 70/30和Cyclotol 60/40爆速仅降低2%～4%,但枪击感度大幅度降低,说明两试样在能量损失较小的情况下安全性大幅度提高,使能量和安全性俱佳,证明了本配方设计方法的可行性.     

不同铝粉含量RDX基浇注PBX炸药的慢速烤燃特性研究

通过差式扫描量热法(DSC)测定不同比例Al/RDX浇注PBX炸药的热分解过程,分别获得不同升温速率下的热分解峰温,根据Kissinger方程计算了其表观活化能,分析了表观活化能与Al/RDX比例的关系。采用实验室慢速烤燃试验,获取了不同Al/RDX比例配方的响应特性。结果表明,Al/RDX比例与配方表观活化能及慢速烤燃响应特性有关,Al含量为15%时,表观活化能最小,发生慢速烤燃响应的时间最早,但是响应剧烈程度最低。     

不同铝粉含量黑索今基浇注高聚物黏结炸药的慢速烤燃特性

通过差式扫描量热法(DSC)测定不同比例Al/RDX浇注高聚物黏结炸药(PBX)的热分解过程,分别获得不同升温速率下的热分解峰温,根据Kissinger方程计算了其表观活化能,分析了表观活化能与Al/RDX比例的关系。采用实验室慢速烤燃试验,获取了不同Al/RDX比例配方的响应特性。结果表明,Al/RDX比例与配方表观活化能及慢速烤燃响应特性有关,Al含量为15%时,表观活化能最小,发生慢速烤燃响应的时间最早,但是响应剧烈程度最低。     

铝粉在不同爆炸环境中的反应率研究

利用恒温式量热计测定了两种粒度铝粉的含铝炸药在真空中和空气中的爆热值,分析计算了铝粉粒度及爆炸环境中氧含量对铝粉反应率的影响规律。结果表明,随着铝粉含量的增加,含铝炸药中铝粉在真空和空气中反应的百分含量呈递增趋势;在真空条件下,当铝粉含量为5%~30%时,12μm和125μm铝粉的反应率相差不大,反应率均为33%~38%,当铝粉含量为35%时,两者反应率分别36.4%和29.7%,12μm铝粉的反应率下降趋势较明显;在1标准大气压空气中,当铝粉含量为5%时,铝粉反应率最高,12μm和125μm铝粉的反应率分别为56.8%和75.0%,Al粉含量为10%~35%时,两者反应率分别为40%~47%和45~51%。     

不同粘结剂包覆HMX的摩擦特性研究

为了筛选出HMX基高聚物粘结炸药(PBX)配方中的粘结剂,提高战斗部在侵彻过程中的抗过载能力,采用炸药颗粒滑移力测量装置对HMX/粘结剂包覆体系的摩擦特性开展研究,并通过扫描电镜(SEM)和傅里叶红外光谱(FTIR)对包覆样品的形貌和结构进行表征。结果表明：与未包覆的HMX相比,用高聚物粘结剂包覆HMX炸药后,HMX炸药颗粒的边缘棱角明显变圆滑。六种HMX包覆样品的静摩擦系数大小依次为H6＜H3＜H5＜H1＜H4＜H2,动摩擦系数大小依次为H6＜H3＜H5≤H1＜H4＜JH-2,表明两个参数的变化趋势具有一致性。顺丁橡胶和68#蜡包覆后的HMX摩擦系数偏低,静摩擦系数分别为0.125和0.116,动摩擦系数分别为0.108和0.102,应用于HMX基PBX配方中,能够降低炸药装药的摩擦生热,提高安全性。     

高能固体推进剂药浆流动性的研究

采用测定浓悬浮体系稳态粘度的方法,研究了固体氧化剂HMX粒度级配和金属燃烧剂铝粉球形化对高能固体推进剂药浆流动性的影响,在固体含量为73％～75％的配方中,保持AP,Al含量及粒度分布不变,随着粗/细HMX比例的增加,体系的表观粘度下降,药浆流动性改善,在保持HMX和AP含量及粒度分布不变的情况下,用球形铝粉代替粒状铝粉,同样起到降低药浆表观粘度的作用,且中位径d_(50)越小越明显.同时观察到加入的燃速催化剂具有催化固化反应进行,使推进剂药浆的表观粘度不断增加的作用.进一步证实所加入的燃速催化剂与固化催化剂之间具有交互作用。     

梯黑铝熔注装药防止铝粉沉降的技术措施

该文通过理论分析，认为影响梯黑铝熔注装药铝粉沉降的主要因素是药浆粘度。适当提高药浆粘度可明显降低销粉的沉降速度，最终达到装药组分分布较均匀的目的。实验证实，对TNT／RDX／Al粉=60／24/16的熔注炸药，仅将工业RDX粉碎，采用过180目筛者就能取得较好效果；如果采用过200目筛的RDX和过180目筛的Al粉，效果史佳．同时证实，采取上述技术措施的同时，必须辅以适当的护理，才能确保不影响装药的整体质量。     

黏结剂对RDX/Al复合含能材料的性能影响

为了研究不同黏结剂对RDX/Al复合含能材料性能的影响,分别以氟橡胶(F_(2602))、热塑性聚氨酯(Estane5703)和硝化棉(NC)为黏结剂,利用喷雾干燥法制备了3种含有不同黏结剂成分的黑索今(RDX)/Al复合含能材料。采用扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)、X射线光电子能谱仪(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)、X射线衍射仪(X-ray diffraction, XRD)和差示扫描量热仪(differential scanning calorimeter, DSC)对样品的形貌、表面元素、结构和热分解特性进行了表征;采用12型工具法测试了样品的撞击感度。结果表明:以F_(2602)为黏结剂制备的样品表面光滑,颗粒密实,表面有大量F元素且Al元素含量最少,包覆黏结效果最好;使用3种黏结剂制备的样品晶型未发生改变;使用F_(2602)、Estane5703和NC制备的样品热爆炸临界温度较RDX分别降低了6.17、0.81、6.24 K,说明铝粉的加入提高了RDX的热分解活性;以F_(2602)为黏结剂制备的样品特性落高较RDX提高了68.3 cm,撞击感度最低。     

金属添加剂对氟聚物冲击反应材料能量特性的影响

通过分析铝/聚四氟乙烯和镁/聚四氟乙烯冲击反应材料的能量特性,以铝/聚四氟乙烯反应材料为对比典型基准材料,分别用铝粉和镁粉的混合物、铝镁合金粉末代替反应材料中的铝粉,使用Matlab编程分析比较了两种替代材料单位质量的反应热,并提出一种能量特性的评价方法评价了两种替代反应材料在同体积同初速条件下的总能量. 结果表明,两种替代反应材料单位质量的反应热均高于铝/聚四氟乙烯反应材料. 在同体积同初速条件下,铝-镁/聚四氟乙烯反应材料总能量低于铝/聚四氟乙烯反应材料,而在常用的侵彻速度条件下,铝-镁/聚四氟乙烯反应材料的总能量高于铝/聚四氟乙烯反应材料.     

RDX颗粒形态对RDX基熔铸炸药性能的影响

为了提高弹药的爆轰性能,该文提出通过改变单质炸药的颗粒形态来提高炸药的装药性能。给出了重结晶法制备球形化RDX颗粒的实验原理和流程,测试了球形化RDX的晶体形状、热性能和热感度,以及以球形化RDX为基的熔铸炸药药柱密度。结果表明,与普通RDX颗粒相比,球形化RDX颗粒表面光滑,内部缺陷显著减少,熔化峰温提高1.57℃,分解峰温提高3.66℃;5 s爆发点提高1℃,安全性能有所提高;球形化RDX60/TNT40和RDX75/TNT25熔铸炸药的装药密度明显高于普通RDX60/TNT40和RDX75/TNT25熔铸炸药。     

爆速对纳米氧化铝尺度控制影响研究

将硝酸铝和黑索金按照不同的质量比均匀混合形成4种粉状的混合炸药,每一种炸药爆轰都得到了纳米氧化铝.对每次收集到的实验粉体分别进行了高分辨率透射电镜分析和X光衍射分析.分析结果表明4种混合炸药爆轰所得到的纳米氧化铝呈球形,颗粒尺寸分布比较均匀,尺寸范围为15～20 nm,晶型为γ型.另外由X光衍射数据利用Scherrer公式分别计算出每一种质量比的混合炸药爆轰所得到的纳米氧化铝的平均颗粒尺寸.利用BC-3型爆速仪测得4种混合炸药的实际爆速.研究发现爆速越高的混合炸药爆轰所得到的纳米氧化铝的颗粒就越细,同时绘出了爆速与颗粒尺寸的关系曲线.在一定的尺寸范围内,根据此曲线可以通过改变混合炸药的爆速来控制合成出的纳米氧化铝颗粒尺寸.     

综合法生产奥克托今/黑索今新工艺产品成分的高效液相色谱分析

采用反相高效液相色谱法,以十八烷基键合相为固定相,甲醇/水(50/50)为流动相,对综合法生产的奥克托今/黑索今(HMX/RDX)精制产品的成分进行分析,证明该方法对HMX/RDX含量的测定具有快速、准确、重现性良好等优点,为工业生产该产品提供了一种方便,可行的分析力法。     

Gordon-McBride程序在FAE燃料选择中的应用

本文借助于Gordon-Mc Bride计算程序计算了三十多种可能的FAE燃料在空气中的CJ爆轰参数,并结合它们的起爆能、爆轰极限等参数的实验数据,分三类对其进行了讨论,结果表明:乙炔、MAPP及其它不饱和性强、沸点适当的化合物或混合物是较好的碳氢燃料;氢化铝、铝、二硼烷是较好的高能燃料;环氧乙烷、硝酸丙酯、偏二甲肼、二硼烷是较好的敏化燃料。