动压作用下敏化剂对乳化炸药破乳程度的影响

利用电导率仪测量了玻璃微球和膨胀珍珠岩两种敏化剂敏化的乳化炸药在动压作用前后的电导率变化情况,用电导率的大小来表征乳化炸药的破乳程度,分析了敏化剂的种类和含量对乳化炸药破乳程度的影响.结果表明,在相同的动压作用下,乳化炸药的电导率随着敏化剂含量的增加而增大,对于相同敏化剂含量的乳化炸药来说,玻璃微球敏化的乳化炸药的电导率小于膨胀珍珠岩敏化的乳化炸药,因此,玻璃微球敏化的乳化炸药的抗动压性能优于膨胀珍珠岩敏化的乳化炸药,适当降低敏化剂的含量,可以降低乳化炸药的破乳程度,提高乳化炸药的抗动压性能.     

装药车制乳化炸药的试验研究

针对当前装药车制乳化炸药作功能力偏低、贮存期短、输送压力偏高等问题,对车制乳化炸药配方进行了优化试验.探讨了敏化剂配比、发泡时间、乳胶基质温度等对炸药密度的影响,研究了乳胶基质温度对管道输送压力的影响.结果表明：炸药密度为1.10～1.25g·cm－3,敏化剂配比为115～130,炸药最佳发泡时间为15min,乳胶基质的温度为40～50℃时,可以保证管道输送压力正常,确保车制乳化炸药质量.     

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.     

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。     

乳化炸药中空功能微囊的制备方法及性能表征

针对传统乳化炸药在工程应用中存在的含能添加剂安全性问题和"压力减敏"问题,分别研制了乳化炸药中空含能微囊和中空耐压微囊。中空含能微囊将含能添加剂和敏化剂合二为一,中空耐压微囊具有"自敏化"和"化学敏化"功能。采用扫描电镜、光学显微镜和激光粒度分析仪,对制备的中空含能微囊和中空耐压微囊微观结构进行了表征,采用热分析实验、爆轰性能测试实验、相容性实验,对中空含能微囊敏化的乳化炸药热安全性、爆轰特性和储存稳定性进行了表征,利用光学显微镜对中空耐压微囊受压后,敏化气泡的再生现象进行了验证。实验结果表明,中空含能微囊和中空耐压微囊具有球形形貌且粒径分布均匀,中空含能微囊能够显著提高乳化炸药的爆炸威力且不影响其安全性和储存稳定性,其敏化乳化炸药的猛度为23.20 mm铅柱压缩量,爆速为4797 m·s~(-1);当外界压力将中空耐压微囊压垮时,微囊内外壳所含物质会发生反应并生成新的敏化气泡,为避免乳化炸药的压力减敏现象提供了双重保障。中空功能微囊结合了敏化剂和功能添加剂的双重特点,能够有效解决传统添加剂存在的问题。     

敏化温度对乳化炸药动压减敏程度的影响

为了研究敏化温度对乳化炸药动压减敏程度的影响,测试了在不同敏化温度下制得的乳化炸药在冲击波动压作用前后的水中冲击波参数,并将测试的数据进行计算.结果表明:乳化炸药的冲击波峰值和比冲击波能都有不同程度的减小,减敏的趋势相同;TA乳化炸药与TB乳化炸药在敏化温度分别为60℃、65℃时,减敏的程度最小.     

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。     

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。     

动压下组分结构变化与乳化炸药减敏关系研究

乳化炸药由乳化基质和敏化载体构成,采用水下爆炸测试方法对乳化基质在动压作用下的结构变化进行了实验研究,并对受压前后的乳化基质进行了显微观测。结果表明,敏化载体破坏和乳化基质微观结构发生变化是造成乳化炸药减敏的原因,其中敏化载体破坏是造成减敏的主要原因。对三种不同方式敏化的乳化炸药的抗压性能进行了测试,结果表明,玻璃微球敏化的乳化炸药最好,化学发泡敏化的次之,膨胀珍珠岩敏化的最差,三者的临界减敏压力分别为134.66 MPa,99.83 MPa和27.13 MPa。     

不同敏化气泡载体敏化的乳化炸药减敏压力研究

测量了直径30 cm高压聚乙烯水袋中冲击波压力衰减规律,利用线性回归方法得到水袋中冲击波衰减曲线为p=72.237(3(√)Q/R)1.240 9MPa.采用水袋法测试3种气泡载体敏化的乳化 炸药临界减敏压力和临界压死压力.研究结果表明:玻璃微球、化学气泡、膨胀珍珠岩敏化的乳化炸药临界减敏压力分别为134.66 MPa、99.83 MPa、27.13 MPa;临界压死压力分别为332.22 MPa、218.82 MPa和45.09 MPa.气泡载体不同,乳化炸药随压力增加的平均减敏速率不同,玻璃微球敏化的乳化炸药最慢,化学气泡敏化的乳化炸药次之,膨胀珍珠岩敏化的乳化炸药最快.     

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。     

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.     

废机油在混装乳化炸药生产中的应用研究

为了顺利实现废机油在现场混装乳化炸药生产中的应用,优化项目现场炸药成本结构,从粘度、敏化效果、爆速等斱面对废机油在混装乳化炸药中的应用迚行了基础研究。结果表明:以废机油代替新机油工业生产乳胶基质的密度为1.36g/cm~3,粘度为42 500m Pa·s;敏化过程中,废机油生产的乳胶发泡均匀,不存在大气泡、破乳和油水分离现象,敏化0.5h以后密度可以降至1.12g/cm~3;废机油生产的混装乳化炸药,炮孔内检测平均爆速为4 245m/s,满足现场混装乳化炸药的国标使用要求。     

乳化剂种类与乳化炸药压力减敏关系研究

测量了含3种不同乳化剂的乳化炸药受冲击波作用前后的水中爆炸冲击波参数,依据这些参数计算出压力减敏程度.比较3种乳化炸药在冲击波作用后的压力减敏程度,结果表明在各个组分的含量和制造工艺完全相同的情况下,含有乳化剂B的乳化炸药最不容易发生压力减敏;此外,分析了乳化剂种类对乳化炸药压力减敏的影响机理,研究表明,除了敏化剂被破坏,局部破乳是乳化炸药压力减敏的重要原因.     

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。     

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。     

二级煤矿许用乳化炸药热分解动力学研究

利用DSC研究了二级煤矿许用乳化炸药的热分解过程。用Kissinger法、Flynn-Wall-Ozawa法和非线性等转化率法计算了其表观活化能Ea和指前因子A。atava-est k法结果表明:该过程的反应机理归属为三维扩散(圆柱形对称),机理函数为Ginstling-Broushtein方程。二级煤矿许用乳化炸药的热分解特征温度与乳化炸药实际生产过程中的乳化温度、敏化温度及其使用温度的比较表明二级煤矿许用乳化炸药有良好的热安全性。     

油相材料对乳化炸药耐低温性能的影响

为了探究不同油相材料制得的乳化炸药的耐低温性能,分别以内蒙蜡、华粤蜡、2#蜡、5#蜡、地蜡为油相制得乳化炸药,在-30℃条件下冷冻,每隔5d采用甲醛法测出各试样的析晶率;采用尼康系列显微镜观测各试样在未冷冻和-30℃冷冻30d后的微观结构,并使用MIVNT图像分析系统测定各组试样的粒径。结果表明:短时间的低温冷冻对不同油相制得的乳化炸药的稳定性影响不大;长时间冷冻下,5#蜡和华粤蜡制得的乳化炸药相对稳定,地蜡制得的乳化炸药耐低温性能最差。     

隔热胶体装药结构的耐热防护与爆炸性能

为了研究高温环境下胶体装药结构的安全防护问题及其爆炸特性变化,设计了由隔热外层、吸热胶体、乳化炸药组成的装药结构,采用物性测定、测温分析、爆炸测试技术（水下爆炸,爆速实验,胶体介质近场爆压测量）及现场实验（殉爆实验,炮孔传爆）,分别研究了装药结构中3种胶体配比（高分子吸水树脂（SAP）质量比分别为0,0.5%和1%）与乳化炸药2种敏化方式（亚硝酸钠敏化、膨胀珍珠岩敏化）对隔热特性和爆炸性能的影响。结果表明：含0.5%SAP的胶体材料适用于装药结构,具有阻燃性、高比热容、低导热系数特性,隔热防护时间延长至55 min。水下爆炸与爆速实验中,随着水浴加热（100℃）时间的增加,2种敏化方式药包的各项爆轰参数（冲击波压力峰值、比冲量、爆速、爆炸总能量）均持续降低。受到乳化炸药破乳与敏化热点减少的双重影响,亚硝酸钠敏化型药包（EE-SN）的爆轰性能衰减比例高于膨胀珍珠岩敏化型药包（EE-EP）。加热2 h后,膨胀珍珠岩、亚硝酸钠敏化的药包爆炸总能量损失分别为4.76%,17.62%。在胶体介质近场爆压测量中,装药结构中胶体层会减弱爆炸冲击波强度。但现场实验爆破效果良好,且实现了装药结构30 m...     

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.