高品质RDX的抗压性能研究

研究了压药过程是否会破坏高品质黑索今(H-RDX)的完整性，导致H-RDX失去低感度优势。通过扫描电镜和激光粒度仪对单个H-RDX颗粒、H-RDX和H-RDX造型粉在压制前、后的表面形貌和粒度进行了表征，测试了压制前、后的撞击、摩擦和冲击波感度，并与普通RDX进行比较。研究表明：40 MPa压药压力已经引起了H-RDX、普通RDX及造型粉颗粒的碎裂和损伤。H-RDX的抗压性能比普通RDX更好，虽然压药过程会破坏H-RDX和普通RDX颗粒的完整性，但H-RDX依旧能保持安全性能优势，且经过包覆后，安全性能可以进一步提升。单个H-RDX颗粒的耐压压力(不低于400 MPa)远高于单个普通RDX颗粒(小于40 MPa);H-RDX及H-RDX造型粉在颗粒集合体中的碎裂程度也分别低于普通RDX 25%和65%以上。经过压制后，H-RDX比普通RDX的撞击感度低50%,摩擦感度低25%。H-RDX造型粉压制的高聚物黏结炸药(PBX)的冲击波感度低于普通RDX基PBX。压制后与压制前相比，H-RDX的撞击感度降低50%,摩擦感度升高17%,冲击波感度增加16%;而使用黏合剂包覆后，冲击波感度可降低...     

纳米RDX基PBX混合炸药的热分解特性和感度研究?

采用溶液-水悬浮法,通过控制料液质量比、包覆温度、搅拌速度等工艺参数制备了纳米RDX基PBX。使用TG/DSC同步热分析仪研究其热分解特性,并依据GJB 772A—1997分别对其撞击感度和摩擦感度进行了测试。结果表明:与微米RDX基PBX相比,纳米RDX基PBX的DTG峰温提前约0.6℃,活化能降低约2.5 k J/mol;纳米RDX基PBX撞击感度H_(50)为46.3 cm,微米RDX基PBX H_(50)为29.8 cm,相对降低55.4%;纳米RDX基PBX摩擦感度比微米RDX基PBX相对降低21.1%。     

纳米HMX的制备及热性能分析和感度研究

采用机械球磨法批量制备了纳米奥克托今(HMX),用激光粒度仪分析其粒度分布,并用扫描电子显微镜(SEM)观察其大小和形貌;使用热重分析仪(TG)和差示扫描量热仪(DSC)分析其热分解特性和热安定性;同时对纳米HMX的5 s爆发点和感度进行了测试。结果表明,制备的HMX颗粒大部分在100 nm以下;与原料HMX相比,纳米HMX的最大热失重温度降低了3.66℃,表观活化能E a降低了11.19 kJ/mol,自发火温度降低了2.11K;5s爆发点降低了4.9℃,纳米HMX的静电感度和火焰感度与原料HMX相当,纳米HMX的摩擦感度、撞击感度和冲击波感度分别降低了32.5%、20.2%和56.4%。     

2,4,6-三硝基苯甲硝胺感度标准物质的制备及均匀性检验

以工业2,4,,6-三硝基苯甲硝胺(特屈儿)为原料,采用热过滤和重结晶工艺,制备出了特屈儿感度标准物质.考察了搅拌和结晶温度等重结晶工艺对晶型和收率的影响,确定了较优化的条件为:用丙酮为溶剂,在50℃热过滤除去机械杂质,然后采用沉降法和间歇式搅拌结晶的方法,制备出了平均粒度(D50)为359.84μm的针状晶体.感度测试结果表明,所制备的特屈儿的撞击感度为46.92％,摩擦感度为13.2％,并具有较好的均匀性,已达到感度标准物质的技术指标要求.     

HMX丙酮溶液在不同升温速率下的热爆炸研究

为了解奥克托今(HMX)热分解过程及其在不同溶剂中热爆炸特性,使用DSC-TG同步热分析仪研究HMX的热分解过程。根据升温速率分别为5、10、15、20K/min的DSC和TG-DTG曲线,利用Ozawa法和Kissinger法计算了动力学参数,求得HMX的分解活化能分别为369.9 k J/mol和379.7k J/mol。用Rogers公式和Arrhenius公式求得指前因子A和速率常数k分别为4.70×1034s-1、7.48×10-16s-1(120℃)。HMX在升温速率为5 K/min时,分解峰值温度的活化焓、活化熵、活化自由能分别为370.2 k J·mol-1、405.39 J·K-1·mol-1、146.04 k J·mol-1;用小容量测试法研究25%质量分数的HMX丙酮溶液在不同升温速率(3、4、5、6℃/min)下的热爆炸特性。结果表明:在试验条件下,HMX丙酮溶液的临界爆炸温度,随着升温速率的增加而升高。     

多孔硅对RDX感度及性能的影响

为了研究纳米多孔硅对黑索今(RDX)感度和性能的影响,对其进行热性能、感度、爆速和钢凹深度的测试。结果表明:随着多孔硅的加入,RDX的撞击感度和爆速均有所降低,且随着多孔硅质量分数的增加,撞击感度依次升高而爆速依次降低;当多孔硅的质量分数为1%时,降低了RDX的摩擦感度,但多孔硅质量分数进一步增加时,却提高了RDX的摩擦感度;3%多孔硅的加入可以增加RDX的作功能力。     

重结晶对PYX热性能和机械感度的影响

分别采用降温法和溶剂-反溶剂法对2,6-二苦氨基-3,5-二硝基吡啶（PYX）进行了重结晶研究。表征了不同重结晶方法所得PYX晶体的形貌和粒径,测定了重结晶前、后的晶体纯度,研究了重结晶对晶体热性能和机械感度的影响。结果表明:采用降温法在DMSO中得到的多为小颗粒团聚形成的不规则块状PYX晶体;采用溶剂-反溶剂法在DMF或DMSO中得到的多为片状PYX晶体,在DMSO/DMF混合溶剂中得到的多为规则的多边形块状PYX晶体。相比较而言,多边形块状PYX晶体的表面光滑度良好,粒径跨度最小,纯度最高,热稳定性较优,且兼具最低的撞击感度和摩擦感度,其热分解峰温和热爆炸临界温度较重结晶前分别提高了8.99 ℃和9.11 ℃,撞击感度和摩擦感度较重结晶前分别降低了16％和12％。     

纳米RDX的热性能及感度研究磁

采用激光粒度仪跟踪粒度分布,用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）观察颗粒大小和形貌;通过热重（TG）和差示扫描量热法（DSC）分析了使用HLGB-10型粉碎机批量制备纳米黑索今（RDX）的热分解特性,并测定了5s爆发点和感度。研究结果表明,制备的纳米RDX粒度分布窄;与原料RDX相比,活化能和5S爆发点稍有降低,热安定性基本不变,静电感度与火焰感度与原料RDX相当;摩擦、撞击和冲击波感度分别比原料RDX降低了37．5％、92．8％和51．0％。     

包覆改性RDX及其在CMDB推进剂中的应用？

选用键合剂LBA-1和热塑性弹性体（ TPE）对RDX进行表面包覆改性,并应用于CMDB推进剂中。采用扫描电子显微镜（ SEM）表征了RDX包覆前后颗粒表面的变化情况,同时,分别测试了RDX包覆前后和制备的CMDB推进剂的摩擦感度和撞击感度,并且对含包覆RDX的CMDB推进剂的力学性能和燃烧性能进行了表征。结果表明,经包覆改性后降感效果均明显,其中键合剂包覆的RDX,摩擦感度降低了68％,对应的CMDB推进剂,摩擦感度降低了37.5％。两种材料包覆改性RDX对推进剂的力学性能均有明显的改善,其中经热塑性弹性体包覆改性后,RDX-CMDB推进剂的抗拉强度提高了4.72 MPa,延伸率提高了19.67％;对推进剂的燃烧性能有一定的影响。     

氟橡胶包覆对CL-20机械感度及爆轰特性的影响研究

为研究CL-20晶体表面钝化对安全及爆轰性能的影响,采用氟橡胶F2311作为黏结剂,基于水悬浮法对比研究了CL-20包覆前、后的机械感度及爆轰性能变化规律。实验结果表明：F2311包覆可以显著改善CL-20材料的表面缺陷;在-20、 0、 20、 40°C与80°C条件下,F2311包覆可明显提高CL-20的临界撞击能与临界摩擦载荷;在-40℃环境下,包覆对CL-20临界撞击能与临界摩擦载荷无影响,原因可能与包覆材料的玻璃化转变温度有关;包覆后样品的实测爆热与爆速可达到5 612.03 kJ/kg和8 975.81m/s,与CL-20相比分别减小了8.70%和2.39%。研究结论对CL-20的安全储存、使用和高效能量输出具有一定的参考价值。     

HMX based enhanced energy LOVA gun propellant

Efforts to develop gun propellants with low vulnerability have recently been focused on enhancing the energy with a further improvement in its sensitivity characteristics. These propellants not only prevent catastrophic disasters due to unplanned initiation of currently used gun propellants (based on nitrate esters) but also realize enhanced energy levels to increase the muzzle velocity of the projectiles. Now, in order to replace nitroglycerine, which is highly sensitive to friction and impact, nitramines meet the requirements as they offer superior energy due to positive heat of formation, typical stoichiometry with higher decomposition temperatures and also owing to negative oxygen balance are less sensitive than stoichiometrically balanced NG. RDX has been widely reported for use in LOVA propellant. In this paper we have made an effort to present the work on scantily reported nitramine HMX based LOVA gun propellant while incorporating energetic plasticizer glycidyl azide polymer to enhance the energy level. HMX is known to be thermally stable at higher temperature than RDX and also proved to be less vulnerable to small scale shaped charge jet attack as its decomposition temperature is 270 degrees C. HMX also offers improved impulse due to its superior heat of formation (+17 kcal/mol) as compared to RDX (+14 kcal/mol). It has also been reported that a break point will not appear until 35,000 psi for propellant comprising of 5 microm HMX. Since no work has been reported in open literature regarding replacement of RDX by HMX, the present studies were carried out.     

RDX和HMX混合物中HMX的分离研究

根据HMX和RDX在不同溶剂中的溶解机理的差异,选用两种代表性物质对RDX和HMX混合物进行分离研究,确立以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂的分离RDX和HMX混合物的最佳工艺条件。最佳工艺条件为物料比14,溶解温度95～100℃,解离剂为水,解离温度90℃,解离时间2 h。运用高效液相色谱(HPLC)对分离得到的HMX进行了纯度测定,HMX纯度可达98%;通过偏光显微镜观察显示分离得到的HMX为β-晶型。分离得到的HMX在民用混合炸药中得到了再利用,可以替代直接生产的HMX。     

二硝基乙腈钾与火药组分相容性的DSC法评估

为了了解二硝基乙腈钾(DNCK)与火药常用组分之间的相容性,采用差示扫描量热法（DSC）研究了DNCK与这些组分之间的相互作用。结果表明:DNCK与DAGR吸收药、DA吸收药、硝化棉（NC）、硝基胍（NQ）、叠氮硝胺（DIANP）、1,3-二甲基-1,3-二苯基脲（C2）、2-硝基二苯胺（2-NDPA）相容性良好;与六硝基六氮杂异戊兹烷（CL-20）和N 甲基-4-硝基苯胺（MNA）轻微敏感;与黑索今（RDX）、三羟甲基乙烷三硝酸酯（TMETN）和间苯二酚（Res）敏感;DNCK与奥克托今（HMX）和N-丁基硝氧乙基硝胺（BUNENA）混合体系的分解峰温较HMX和BUNENA单质组分分别提前了35.2 ℃和17.4 ℃,因此,与HMX和BUNENA不相容。     

高速撞击下温压炸药的响应敏感性

采用自行设计的动态加载装置对HMX基、HMX/NTO基和HMX/FOX-7基3种温压炸药撞击响应规律进行了研究,获得炸药的临界点火速度,并通过密闭燃烧罐分析撞击后回收试样的燃烧特性。结果表明:3种温压炸药药柱在高速撞击下均经历了冲击、塑性变形、破碎飞散和点火反应阶段;HMX基、HMX/NTO基和HMX/FOX-7基温压炸药的临界点火速度分别为302.9、312.3 m/s和315.3 m/s,NTO和FOX-7能够提高温压炸药的临界点火速度;分析撞击后回收试样的燃烧特性发现,与HMX基温压炸药相比,HMX/NTO基和HMX/FOX-7基温压炸药升压时间分别增加了103.6%和103.3%,升压速率分别降低了17.3%和21.1%,且撞击后的燃烧速率显著降低。     

DFTNAN/DNTF二元相图及低共熔物熔融动力学研究

通过测定3,5-二氟-2,4,6-三硝基苯甲醚（DFTNAN）/3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱（DNTF）二元混合体系熔融过程的差示扫描量热（DSC）特征量数据,建立了T-X和H-X二元相图,并获得了该混合体系低共熔物的组成和熔点。然后,研究了低共熔物以及熔点为80 ℃时混合物的黏度、机械感度和理论爆炸性能。分析了不同的升温速率和添加剂对低共熔物熔融过程的影响,并通过Sˇatava-Sˇesták、Coats-Redfern和通用积分方程获得了低共熔物熔融过程的动力学参数Ea、A和最概然机理函数。结果表明,由T-X相图和H-X相图计算得到的DFTNAN/DNTF低共熔物的组成m(DFTNAN)∶m(DNTF)分别为62.94∶37.06和62.88∶37.12,低共熔温度为63.84 ℃。调节DFTNAN和DNTF的比例,可使混合体系既达到熔铸工艺要求的工艺温度（≥80 ℃）,又能保持较高的能量水平和较低的感度。随着升温速率的提高,熔融反应起始温度和峰温发生相应的延后;添加HMX或RDX后,熔融起始温度发生较明显的后移;DFTNAN/DNTF低共熔物的熔融动力学参数Ea和lgA分别为32.95 kJ/mol和2.81,最概然机理函数为f(α)=(1-α)^2/3。     

3，4-二硝基吡唑(DNP)的研究进展

随着武器装备的不断发展,对弹药能量和安全性的要求也越来越高,传统TNT基熔铸炸药存在易损性差、长期储存渗油、爆轰性能不理想等缺点,已不能满足当前不敏感弹药的发展要求;因此,研究炸药的新型载体是当前熔铸炸药发展的一个重要方向。3,4-二硝基吡唑(DNP)是一种新型的熔铸炸药载体。根据国内外的相关报道,阐述了DNP的合成方法、基本性能、机械感度、热安全性、相容性、应用性等研究发展现状。研究结果表明:目前,经N-硝化、热重排、C-硝化三步法合成DNP的工艺更加稳定,得率较高;DNP的熔点为86.5 ℃,理论密度为1.87 g/cm³,实测爆速为7 633 m/s（ρ=1.65 g/cm³）,爆热为4 326 kJ/kg,理论爆压为28.7 GPa;DNP的机械感度与TNT相当,具有较好的机械安全性;DNP热分解分两个阶段,第一阶段分解放热峰为319.8 ℃,第二阶段分解放热峰为407.2 ℃,与TNT和DNTF相比,DNP的热分解峰温高,热安定性好;DNP与RDX、HMX、CL-20、Al、AP、微晶蜡具有较好的相容性,可以与这些组分组成混合炸药,具有广泛的适用性。