HMX基PBX的温度环境适应性

对HMX基PBX进行了-40～+75℃温度循环试验和温度冲击试验,采用超声波参量检测方法对炸药的内部损伤进行了分析和表征。并对环境试验前后炸药的力学性能和破坏方式进行了实验研究。结果表明,温度循环试验和温度冲击试验将导致HMX基PBX产生热损伤,使HMX基PBX压缩强度轻微下降,而对拉伸强度影响不大。     

HMX基浇注PBX药浆表观黏度的实验研究

采用旋转黏度计分别测定了不同温度、分散剂加入量、炸药颗粒级配时HMX基浇注PBX药浆的表观黏度,通过流动曲线绘制和数据拟合方法考察了这些因素对表观黏度的影响。结果表明,随着温度升高,药浆的表观黏度降低,流动指数变大,流变特性更接近牛顿流体;卵磷脂的加入会影响药浆的流变特性,且有助于降低药浆的表观黏度,但其加入量存在一个最佳值;在药浆固相含量一定的情况下,其表观黏度在实验测定范围内随着细颗粒含量的增加而增大。     

RDX基PBX炸药烤燃试验与数值计算

对RDX基PBX炸药进行了烤燃试验,建立了炸药烤燃计算模型,其中加入了Frank-Kamenetskii、SestakBerggreen和McGuire-Tarver反应模型,采用流体力学计算软件Fluent进行了数值模拟.试验结果表明,PBX炸药在1K/min升温速率下发生剧烈反应的时间为176.0min,此时试样中...     

热老化对HMX基高聚物黏结炸药撞击感度的影响

参照GJB 736.8—1990的试验方法,对奥克托今(HMX)基高聚物黏结炸药在71℃高温条件下进行了长达203 d的加速老化试验,每隔一定时间测定其撞击感度。研究发现:炸药的撞击感度在加热到147 d以后有下降的趋势,与老化前相比下降了20%,但初期下降比较明显,后期下降比较缓慢,主要是由于热老化首先引起炸药中硝化棉分解,硝化棉的分解产物进一步引起HMX分解。     

炸药损伤及损伤炸药环境适应性的实验研究

为研究炸药损伤及损伤炸药的安全性,对有边界限定的压装PBX炸药,采用高、低温贮存、温度冲击的方法进行温度损伤实验;采用冲击、振动、跌落的方法进行冲击损伤实验,并利用CT扫描对炸药的损伤情况进行观察;同时通过冲击、振动、跌落实验,对损伤炸药的环境适应性进行了实验研究.结果表明,低温贮存、温度冲击、冲击实验都会使炸药产生裂纹损伤,温度冲击条件下更易引起炸药裂纹损伤.存在裂纹损伤的炸药经过环境适应性实验,未发生爆炸或燃烧现象.     

RDX基PBX炸药的力学行为和损伤模式

利用电子万能实验机和分离式霍普金森压杆对RDX基PBX炸药进行了实验,获取了不同应变率(10-3～103s-1)下的应力应变曲线,用扫描电子显微镜(SEM)分析了RDX基PBX炸药的微观损伤模式.结果表明,RDX基PBX炸药的力学性能具有明显的应变率效应,失效应力和失效应变均随着应变率的增加而增加.准静态压缩时,试样沿轴线方向开裂,以界面脱粘为主要的损伤模式;而冲击压缩时,试样依然保持原有的块状结构,界面脱粘和晶粒破碎两种损伤模式并存.     

温度对HMX基PBX炸药热膨胀系数和热导率的影响

用热膨胀仪和闪光导热仪研究了温度对HMX基PBX的热膨胀系数和热导率的影响。结果表明,在低于330K时,HMX基PBX的线膨胀系数约为5.34×10-5 K-1;在330～350K,线膨胀系数迅速增大到13.47×10-5K-1,随着黏结剂软化,线膨胀系数随之减小到8.04×10-5 K-1。在293～373K,HMX基PBX的比热容从0.978J.g-1.K-1线性增长到1.254J.g-1.K-1,但在343K附近黏结剂融化存在异常偏大值;HMX基PBX的热扩散率从0.256mm2.s-1下降至0.179mm2.s-1,通过比热和热扩散率实验数据计算获得的热导率从0.462W.m-1.K-1下降至0.406W.m-1.K-1。基于分子晶体传热理论模型建立了比热和导热系数的温度关系函数,HMX基PBX的导热机制符合两相串联模型。     

高固含量HMX基浇注PBX的烤燃试验研究

参照美国MIL-STD-2015C非核弹药的危险性评估试验,研究了新研制的高固含量HMX基浇注PBX(PBX-9010)的热刺激响应特性,进行了升温速率为1、3、10和100℃/min的烤燃试验,用SEM、XPS和DSC-TG对烤燃试验前后的PBX-9010样品进行了表征。结果表明,PBX-9010炸药均发生了燃烧的低等级反应,是一种高安全性不敏感炸药。升温过程中PBX-9010炸药表面出现"脱粘"现象,烤燃分解反应是由HMX的热分解反应引起,HMX的晶型转变和黏结剂对烤燃试验结果均有重要影响。     

高品质压装HMX基PBX炸药的冲击波感度

为改善HMX基PBX的安全性能,通过隔板试验研究了高品质HMX的粒度对压装PBX炸药冲击波起爆性能的影响.结果表明·对于相对密度较高(98.5％TMD)的压装HMX基PBX,与普通品质(平均粒径30μm)相比,使用高品质HMX(20 μm)后PBX的冲击波感度下降了7％,当高品质HMX的粒度增至150μm后,其冲击波起...     

钢模压制下高品质HMX晶体的损伤规律

为了揭示粒度分布与压制期内含能晶体损伤程度的关系,研究了3种不同粒径的高品质HMX炸药在压制后微结构和粒度分布的变化。结果表明,随着HMX晶体粒径的增大,晶体表面逐渐形成裂纹,其尖端和棱角发生破碎。当晶体尺寸达到222.5μm时会出现明显的穿晶断裂。采用两种粒度的HMX级配,可减少对晶体中的损伤。压缩刚度法所得HMX的黏结强度和光电子能谱所得PBX造型粉的包复度表明,随着颗粒粒径的增大,炸药的包覆效果和力学强度降低,导致压制PBX中更多晶体的破碎。     

一种含LLM-105的HMX基低感高能PBX炸药

研究了不同颗粒形态的LLM-105对HMX的降感作用以及HMX/LLM-105基炸药配方用的黏结体系和钝感体系.设计出一种HMX/LLM-105配方,采用机械感度和冲击波感度以及板痕试验和圆筒试验对其安全性能和爆轰性能进行了测试.结果表明,LLM-105可作为含能钝感剂用于HMX基PBX炸药,该种含LLM-105的HMX基PBX爆速约8700 m/s、爆压34 GPa以上、比动能为1.560 kJ/g,冲击波感度比JOB-9003炸药低10%,是一种新型的低感高能炸药.     

纳米HMX基PBX的热分解特性

采用溶液-水悬浮法,通过控制水料比、反应温度、搅拌速度等因素制备了纳米HMX基PBX。使用热重(TG)/差示扫描量热(DSC)同步热分析仪研究了其热分解特性。结果表明,纳米HMX基PBX热分解反应的DTG峰温、活化能和放热量分别为557.5K、270.5kJ/mol和816.3J/g;与微米HMX基PBX相比,纳米HMX基PBX的DTG峰温延后3.7K,活化能提高86.9kJ/mol,放热量增加158J/g。在558.3K以下,纳米HMX基PBX的安定性优于微米HMX基PBX。     

PBX炸药二维冲击起爆机理的数值模拟

建立了基于KIM模型的一个化学反应速率方程模型,用于分析PBX起爆和爆轰行为的损伤作用.运用遗传算法确定了反应速率方程的相关参数,通过与Forest-Fire反应速率模型数值模拟结果对比,验证了所建模型的合理性.将所建反应速率方程模型嵌入有限元程序对PBX炸药二维冲击起爆过程进行数值模拟,数值模拟结果与试验结果吻合较好,可以描述分析受冲击加载造成孔隙率、颗粒尺寸等变化的损伤炸药的冲击起爆过程.     

复合载荷作用下TATB基PBX炸药药柱的损伤试验研究

为研究损伤炸药的安全性,在温度载荷和机械载荷的复合作用下,对TATB基PBX炸药药柱进行了较轻微和较强烈两种不同程度的损伤试验。测试了损伤前后PBX药柱的密度、超声波声速和增益值变化,采用隔板试验测试了冲击波感度。结果表明,经两种复合载荷作用后药柱的密度分别减小0.15%和2.16%,超声波声速减小0.97%和7.87%,增益值增加43.32%和49.07%;50%爆轰隔板厚度分别增加约2.08%和30.21%,表明复合载荷作用越强烈,药柱密度和声速值减小越明显,损伤越严重,冲击波感度越高。     

HMX/TATB基PBX的感度与表面形态的关系探索

报道了以HMX/TATB基的PBX中,蜡的加入量和加入方式对配方的机械感度如撞击感度、摩擦感度、特性落高有明显的影响,但对配方的热感度如5s爆发点、1000s热爆炸临界温度影响不大。同时结合扫描时局镜（SEM）和光电子能谱（XPS）的测试结果分析了造型粉的表面包覆形态和感度之间的关系。     

RDX基PBX炸药在不同应力率下的撞击安全性

利用大型落锤和一级轻气炮加载装置对RDX基PBX炸药进行撞击加载实验,获取了不同应力率(0.314~9.83GPa/ms)下的力学响应特性及反应情况,探讨了应力率对该RDX基PBX炸药撞击安全性机理的影响。结果表明,随着应力率的增加,RDX基PBX炸药的撞击安全性降低;PBX炸药颗粒的变形速率随着应力率的增加而增大,热量无法被蜡状添加物在短时间内吸收,使得RDX颗粒温度迅速上升,这是RDX基PBX炸药撞击安全性下降的主要原因。     

PBX炸药细观损伤的实验研究

为研究PBX炸药在冲击作用下的物理损伤、化学损伤及成热的物理机制,采用炸药爆炸驱动隔板实验技术对PBX炸药进行了冲击压缩实验,回收炸药试样并对其不同位置处的断面形貌进行SEM分析.结果表明,随着冲击能量的增加,其温度效应的影响越来越显著,损伤模式从物理损伤向化学损伤过渡.这为XDT问题中的"热点"形成机制等研究提供了实验基础.     

RDX基PBX炸药在被动围压下的力学性能

利用在分离式霍普金森压杆(SHPB)上进行的被动围压试验研究了RDX基PBX炸药的力学性能,获取了不同应变率(830~1 850s-1)下的应力—应变曲线,讨论了围压—轴压之间的关系,计算了该炸药的动态力学性能参量。结果表明,应力—应变曲线峰值点处的应力和应变均随应变率的增加而增加,围压状态下RDX基PBX炸药承受的压力远高于无围压状态;随着应变率的增加,动态屈服强度明显提高,而动态泊松比和动态杨氏模量则基本保持不变。     

回收HMX基炸药制备民用耐热炸药性能研究

利用回收HMX基炸药制备民用炸药H781A,对该炸药药粉在产品组成、热安定性、机械感度等性能和装药的高温安全性、使用性能以及穿深性能进行试验。药粉试验结果表明,该产品符合民用炸药产品验收规范;装药试验结果表明,H781A与民用炸药H781性能相当。因此,由废旧HMX基炸药回收制备的耐热炸药H781A,可安全、有效地装填射孔弹进行高温射孔作业。