乳化炸药在爆轰合成纳米氧化物颗粒中的应用

根据乳化炸药的配方原理,结合爆轰法制备纳米氧化物颗粒的实践,提出一种用于爆轰合成纳米氧化物颗粒的乳化炸药的设计思路,制备了含有大量Fe和Mn两种元素的新型乳化炸药。并采用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对该炸药的爆轰产物进行了表征和检测。结果表明,该乳化炸药成功地爆轰合成了具有立方面心尖晶石结构的球形纳米MnFe2O4颗粒。爆轰产物经过280℃热处理1 h后,得到了纯净的纳米MnFe2O4颗粒。     

储氢材料在乳化炸药中的应用

乳化炸药具有安全、环保、稳定的特点,但爆炸威力较低,破岩效果不太理想。为了改善乳化炸药的爆炸性能,向乳化基质中添加储氢材料来提高乳化炸药的作功能力。通过水下爆炸实验和猛度测定实验,研究了两种储氢材料敏化的乳化炸药爆炸能量输出特性,并与玻璃微球敏化的传统乳化炸药进行比较。研究结果表明：储氢材料能够显著改善乳化炸药的爆炸特性,其中储氢材料A敏化的乳化炸药能量增加了32%,储氢材料B冲击波衰减时间增加了42%。储氢材料水解产生的物质产生的H2参与爆炸反应,因此其总输出能量会大于现有乳化炸药的输出能量。储氢材料在乳化炸药中起到了敏化剂和含能材料的双重作用,对新型乳化炸药设计具有指导意义。     

爆炸法制备超分散石墨的初步研究

介绍了用纯TNT及TNTRDX(8020)两种炸药爆炸的方法合成纳米级石墨粉末的初步结果,爆炸后在容器内收集到的黑色固体产物中碳的含量达912%,XRD和TEM的结果表明此黑色固体产物为石墨,颗粒尺寸分布在2～22nm之间。相对炸药量的得率:纯TNT为16%、TNTRDT(8020)为13%。     

敏化方式对MgH2型储氢乳化炸药爆轰性能的影响

为了研究敏化方式对MgH_2型储氢乳化炸药爆轰性能的影响,进行了两种储氢乳化炸药的水下爆炸和猛度测试实验。借助实验数据和理论分析,研究了MgH_2型储氢乳化炸药作功能力与猛度之间的关系,并对用比冲量表示炸药猛度的理论进行了修正。结果表明,在物理敏化和化学敏化的MgH_2型储氢乳化炸药中,MgH_2粉末分别起到含能添加剂和化学发泡剂的作用。与化学敏化相比,物理敏化的MgH_2型储氢乳化炸药比冲击波能、比气泡能和总能量分别下降了11.98%、5.38%和8.66%,但其猛度(铅柱压缩量)却提高了5.15 mm,说明敏化方式对MgH_2型储氢乳化炸药的作功能力和猛度具有显著影响。     

304不锈钢/Q235钢的多面约束装药爆炸焊接

为了提高爆炸焊接中炸药的能量利用率,使用了蜂窝铝结构乳化炸药和在蜂窝铝结构乳化炸药上端布置覆盖板的多面约束装药方式。蜂窝结构及覆盖板的多面约束减弱了空气中稀疏波对炸药爆轰的影响,降低了炸药爆轰的临界直径,提高了炸药对复板的做功能力。以304不锈钢板和Q235钢板分别作为复板和基板,进行了多面约束装药和普通乳化炸药裸露装药的对比爆炸焊接试验,并采用格尼模型对爆炸焊接窗口和覆盖板对复板碰撞速度的影响进行了理论分析。结果表明,与传统爆炸复合技术相比,结合质量明显提高,并且炸药使用量减小了50%,炸药能量利用率显著提高。而复板碰撞速度随着覆盖板质量的增加而增加,但增加率降低。此外,得到了爆炸焊接窗口并对焊接质量进行了预测,实验和预测结果吻合良好。     

乳肢基质抗冲击波性能研究

研究乳胶基质的抗冲击波性能对于认识乳化炸药的压力减敏机理有意义。乳胶基质受到冲击波作用后，添加一定量的空心玻璃微球，将其爆炸性能与预先加入相同含量空心玻璃微球做成的乳化炸药，受到冲击波作用后的爆炸性能作了比较。结果表明乳胶基质的抗冲击波性能优于乳化炸药，并对此作了分析，认为敏化剂的加入使炸药内部具有许多微小的界面，冲击波对乳化炸药作用时很容易使界面附近的乳胶体破乳，从而使炸药爆炸性能下降。     

含水炸药在静压作用下爆炸特性的实验研究

用特制的爆炸测试装置对不同静态压力作用下的两类含水炸药(乳化炸药和煤矿许用水胶炸药)的猛度进行测试.实验结果表明:不同的敏化方式和敏化剂对乳化炸药在静压作用下的爆炸性能有显著的影响.其中化学敏化的乳化炸药的猛度受静态压力影响最大,其在静压力为0.6MPa下拒爆,而玻璃微球敏化的乳化炸药的爆炸性能最好;膨胀珍珠岩敏化的乳化炸药和水胶炸药在静压力为0.1 ～ 0.6MPa范围内猛度值下降差值较小,水胶炸药的猛度下降率曲线比较平缓稳定.     

炸药爆炸法制备超细金刚石粉末

本文介绍了用TNT/RDX炸药爆炸的方法合成超细金刚石粉末的初步结果。爆炸后在容器壁上收集到的黑色固体产物中金刚石含量为27～30％。经混酸处理后得到了金刚石含量超过90％的产物,XRD和电子衍射的结果表明产物为金刚石,收率为6％左右(对炸药用量计算)。透射电镜的结果表明,这种金刚石的颗粒尺寸为3～15nm。     

动压作用下乳化炸药减敏因素的实验探讨

利用水下爆炸测试系统,分别测试了两种动压作用方式下乳化炸药爆炸冲击波参数,并与未受压的乳化炸药的爆轰性能进行了对比,讨论了动压作用下敏化气泡载体的破坏和微观结构的变化对乳化炸药减敏程度的影响.实验结果表明,在这两种因素中,敏化气泡的破坏是主要因素.     

冲击波作用后乳化炸药贮存性能及影响因素实验研究

为了考察乳化炸药受冲击波作用之后的贮存性能,测试了乳化炸药在水中受冲击波作用之后一段时间的爆炸冲击波,以波峰值为参照量比较评判贮存性能的优劣.结果表明,乳化炸药在受到外界冲击波作用之后一段时间内其爆炸冲击波峰值不会有明显变化,但过了这段时间后爆炸性能会很快恶化并失去雷管感度.维持雷管感度的这段时间可能是几分钟、几天甚至几周,该时间段与所受冲击波作用强度、乳化剂、敏化剂等因素有关.具体地讲,所受冲击波强度越大该时间越短;乳化剂含量增加,该时间增加;在峰压108 MPa的冲击波作用下,随着空心玻璃微球含量由2%增至5%,雷管感度维持时间由大于18 h降至小于1 h,膨胀珍珠岩含量由2%增至5%时,雷管感度维持时间由24 min降至几分钟.     

两种岩石乳化炸药爆温的光谱法测试结果

利用光纤光谱测温系统对膏状乳化炸药和粉状乳化炸药的爆轰瞬态温度进行了实时连续测量，获得了瞬态爆轰温度——时间分布曲线，同时还分析了造成爆温差异的根本原因。测试结果表明，粉状乳化炸药的爆温大于膏状乳化炸药的爆温，与炸药的组成和结构密切相关，也证明了两种乳化炸药的理论与实践具有很好的一致性。     

低温对不同敏化方式的乳化炸药爆轰性能影响

为研究低温对不同敏化方式的乳化炸药爆轰性能的影响,采用化学敏化和物理敏化方式制备乳化炸药,通过测时仪法测量两种乳化炸药在常温及不同低温条件下连续冷冻24h之后的爆速。结果表明:乳化炸药的爆速随着冷冻温度的降低而下降,当冷冻温度到达某一临界值时,乳化炸药出现了拒爆的现象,失去爆轰能力;采用物理敏化的乳化炸药耐低温性能优于化学敏化的乳化炸药。     

有机玻璃法测试硝铵炸药的爆压

为更好地理解硝铵炸药状态对爆轰性能的影响，采用有机玻璃法测试硝铵炸药的爆速和爆压。简要介绍了有机玻璃法测炸药爆压的原理和实验装置，采用该法测试了普通硝铵炸药及3种膨化硝铵炸药的爆速、爆压。结果表明，硝铵炸药具有低爆速和低爆压的非理想爆轰特征，膨化硝铵炸药较普通硝铵炸药具有更高的爆速和爆压，颗粒粒度减小有利于提高膨化硝铵炸药的爆压性能。有机玻璃法是同时获得硝铵炸药爆速和爆压数据的简便方法。     

深水静压作用下含水炸药爆炸性能的研究

为得到含水炸药的爆速随静态压力变化的规律,采用特制的爆炸性能测试装置,通过改变静水表面的压力来模拟深水装药环境,对不同静压作用下两类含水炸药(乳化炸药和煤矿许用水胶炸药)的爆速进行测试。实验结果表明:含水炸药的爆速随着压力的增大而降低;乳化炸药受静态压力的影响较大,在静压力为0.3MPa下会发生拒爆,水胶炸药爆速下降率比较平缓稳定。同时,通过拟合得到了乳化炸药的爆速与压力和加压时间之间的关系式。本研究为含水炸药在水下爆破中的应用提供技术支持。     

贮氢玻璃微球敏化乳化炸药的爆炸特性

为了提高传统乳化炸药的爆炸威力,研制了一种贮氢玻璃微球敏化的乳化炸药。利用水下爆炸试验和猛度测试试验,研究了添加不同含量的贮氢玻璃微球的乳化炸药的爆轰性能。理论计算得到了炸药猛度的比冲量。结果表明,与普通玻璃微球乳化炸药相比,贮氢玻璃微球含量为4%的乳化炸药的冲击波超压峰值、比冲击波能、比气泡能、总能量分别提升了14.25%、14.22%、11.11%、12.67%,猛度(铅铸压缩量)提高了3.03 mm,且随着贮氢玻璃微球的含量的增加,炸药的冲击波参数逐渐降低。贮氢玻璃微球在乳化炸药中起到敏化剂与含能材料的双重作用,因此贮氢玻璃微球敏化乳化炸药的作功能力与猛度得到显著提高。     

复合乳化剂对提高乳化炸药稳定性的初步研究

将单一乳化剂按一定比例配制复合乳化剂,利用复合乳化剂制得乳化炸药.通过高低温循环试验与爆速测试相结合的方法,对不同类型复合乳化剂的乳化炸药进行了稳定性的研究.根据结果,优选出制药贮存稳定性最好的乳化剂品种,同时也表明复合乳化剂对于提高乳化炸药稳定性的作用明显优于单一乳化剂.     

钛粉对乳化炸药爆轰性能和热分解特性的影响

利用水下爆炸和猛度实验测试了添加不同钛粉含量的乳化炸药的爆轰性能,并与含铝乳化炸药进行了对比;运用微量量热仪对不同乳化炸药样品进行热分析实验,通过计算得到它们的热分解动力学参数。结果表明:含钛量为5%的乳化炸药,比冲量、冲击波能、气泡能较空白乳化炸药分别增加了14.95%、21.74%和19.90%,且冲击波参数随着钛粉含量的增加先升高后降低,在10%时达到最大值;与空白乳化炸药相比,含钛乳化炸药(含钛量为10%时)的猛度提高了17.6%,说明钛粉对乳化炸药的爆轰性能作用效果显著。计算得到含钛乳化炸药的表观活化能为193.48 k J·mol~(-1),较之铝粉和硼粉,钛粉对乳化炸药的热安定性影响作用最小。