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。     

用连续爆速法测定工业炸药爆速

采用电测法和连续速度探针法分别测量了粉状乳化炸药和乳化炸药的平均爆速和连续爆速.结果表明,粉状乳化炸药在装药密度为850 kg·m-3和820 kg·m-3时,平均爆速分别为4526 m·s-1和4020 m·s-1; 稳定爆轰时连续爆速范围分别为4300～4600 m·s-1和4000～4300 m·s-1.乳化炸药在装药密度为900 kg·m-3和840 kg·m-3时,平均爆速分别为4384 m·s-1和2345 m·s-1; 连续爆速范围分别为3370～4592 m·s-1和2871～3420 m·s-1.显然,平均爆速测试结果与连续爆速的测试结果吻合很好,且连续速度探针法能满足准确测量工业炸药在装药结构中爆速连续变化的要求.     

硝基甲烷的爆轰温度研究

为了准确测定高能炸药的爆轰反应温度,深入研究了高能炸药的爆轰辐射特性,采用瞬态辐射光纤高温计测量了液体炸药硝基甲烷的爆轰辐射光谱。以黑体辐射普朗克公式为基础,运用线性最小二乘法进行拟合,获得硝基甲烷炸药的实测爆轰温度为（3 552±17）K。同时,用VLW爆轰程序计算获得液体炸药硝基甲烷的理论爆轰温度为3 681 K,计算值与实测值和文献值比较接近。     

球形装药水下爆炸近场测量的连续探针法研究

为了在水下爆炸的单次试验中连续获得炸药爆轰波和近场冲击波的时程曲线,研制了一种压导式连续电阻丝探针,并基于此设计了球形装药水下爆炸测试系统。采用粉状黑索今（RDX）炸药进行120 mm直径的球形装药水下爆炸试验,测量获得了多组爆轰波-冲击波时程曲线。通过对爆轰波段数据进行拟合得到了待测RDX炸药的爆速,利用冲击波段数据计算得到了炸药爆压、绝热指数以及水中冲击波的衰减规律,并与康姆莱特半经验公式和数值模拟结果进行了对比。结果表明：运用新型电阻丝探针测得的RDX炸药参数与理论值相比,爆速、爆压和绝热指数的相对误差分别小于3%、5%和2%;模拟得到的近场冲击波峰压和速度曲线与试验结果基本吻合,最大误差不超过10%.     

爆轰产物导电性的实验测量

建立了炸药爆轰产物电导率的测量方法,测量以HMX和TNT为主体的混合炸药爆轰产物的电导率。研究了铝粉含量对爆轰产物导电性的影响。实验结果表明:添加金属Al后其炸药的电导率明显高于不含铝炸药,TNT(密度1.520g·cm-3)最大电导率为18000Ω-1·m-1。TNT80/Al20(密度1.628g·cm-3)电导率为1.136×107Ω-1·m-1。通过爆温、爆轰产物电子浓度计算发现:同类炸药随着铝粉的添加,爆温增加,电子浓度增加,从而导致爆轰产物电导率增加。     

乳化炸药局部引燃实验研究

为了研究乳化炸药局部燃烧特性,根据法国燃烧转爆轰试验方法和美国燃烧转爆轰试验方法,在钢管中,对膨胀珍珠岩敏化的乳化炸药进行局部引燃试验,试验结果发现药温对于乳化炸药的燃烧有着重要的影响。无论是黑火药还是电热丝引燃,乳化炸药都没有实现燃烧波的传播。结果表明,在常压下乳化炸药局部燃烧不能实现燃烧波的传播,乳化炸药的燃烧存在最小临界燃烧压力。     

瞬态辐射光纤高温计系统研制

为了测定高能炸药爆轰温度，研究高能炸药的爆轰辐射特性，研制了一台瞬态辐射光纤高温计。该高温计采用光纤分束器将被测光源发光通过同一根光纤分束至6个不同通道，保证了高温计各个通道采集的光是目标光源同一点发光，提高了测温精确性。还介绍了测量炸药爆轰温度的方法及原理，以TATB基炸药为实例，测量了该炸药的辐射光谱历史，并运用线性最小二乘法进行拟合，得到了该炸药的爆轰温度为3 135 K±28 K．     

光纤光谱在炸药爆温测量中的应用

介绍了炸药在超压下爆温的光纤光谱测量方法、原理及测量系统的构成.用该装置测量了TNT炸药的爆轰辐射光谱,然后以维恩辐射定律为基础,运用一元非线性回归分析方法进行拟合,得到了密度为1.618g/cm3的TNT炸药在压力为34.5GPa时的爆轰温度和光谱发射率.其爆温为3173K,扩展不确定度为44K(k=2),该温度下光谱发射率为ε(λ,T)=0.84-1.6×106λ+7.8×1011λ2.     

硅藻土为载体的低爆速乳化炸药制备与性能

以粒径为200~300 μm的硅藻土颗粒作为乳化基质的载体来制备低爆速乳化炸药。对硅藻土的微观性能进行表征，分析硅藻土质量分数对炸药的粒径和爆轰机理的影响，测量炸药的密度、爆速、空中爆炸冲击波压力，并进行了硅藻土与乳化基质的相容性测试。结果表明，当硅藻土质量分数由15%增加至35%时，炸药粒径与硅藻土含量呈现负相关，炸药的密度由0.79 g·cm^-3降至0.51 g·cm^-3，爆速由2561 m·s^-1降至1655 m·s^-1，空中爆炸冲击波压力峰值由0.061 MPa降至0.023 MPa；硅藻土的加入对乳化基质的热安定性没有影响，并且硅藻土和乳化基质在常温与加热条件下均不会相互反应，储存期2 d和120 d的炸药，其爆速和空中爆炸冲击波压力峰值降幅均小于5%，说明硅藻土与乳化基质有良好的相容性。     

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。     

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。     

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。     

24-二硝基苯甲醚基熔铸含铝炸药圆筒试验及爆轰产物状态方程

为明确含铝炸药冲击起爆过程中爆轰产物状态方程参数的确定方法,采用2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)基熔铸含铝炸药RA1（奥克托今(HMX)/DNAN/Al）和对应含氟化锂(LiF)炸药RF1（HMX/DNAN/LiF）开展50 mm标准圆筒试验。利用电探针测速法和光子多普勒速度测试技术获得RA1和RF1炸药的爆速和圆筒膨胀速度,并通过遗传算法和数值模拟技术分别确定两种炸药的爆轰产物状态方程参数。对比RA1与RF1炸药的圆筒速度变化曲线发现：在0~4.6 μs时间内,两曲线重合度较高;在4.6 μs以后,随着铝粉反应量的增加,两曲线出现明显分离。结果表明：铝粉在爆轰阶段反应量很少,反应主要发生在产物膨胀阶段,由此可得在含铝炸药冲击起爆过程中铝粉的反应量可近似忽略,冲击起爆数值模拟时含铝炸药爆轰产物的状态可由对应含LiF炸药的产物状态方程描述。     

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。     

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.     

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。     

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。     

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。     

含发射药的粉状低爆速炸药研制

制备了含单基发射药的粉状低爆速炸药,并对其工艺进行了研究。讨论了该炸药的低爆速产生机理,研究了单基发射药的粒径、包覆剂和钝感剂的含量、炸药的密度对炸药性能的影响。测试了该炸药的低温性能、体积威力、机械感度和不同装填直径的爆速。并对该炸药在油田地质勘探中的应用效果进行了分析。结果表明,该低爆速炸药制备简单,能量和密度较高,用作震源炸药能有效地提高地震勘探的分辨率。