铝粉对化学敏化水胶炸药性能影响的实验研究

为研究不同形状和含量的铝粉对化学敏化水胶炸药性能的影响,在水胶炸药中分别添加质量分数为1％、2％、3％、4％片状和粒状铝粉.对比分析添加不同的质量分数及不同形状铝粉水胶炸药的爆热、爆速和猛度变化情况.结果表明:随着铝粉质量分数从0％增加到4％,炸药的爆热增加,爆速和猛度下降.当炸药中分别添加质量分数为4％的片状铝粉和粒状铝粉的水胶炸药比不含铝粉的水胶炸药,其爆热分别提高了17.99％、16.54％,爆速分别降低了15.12％、13.27％,猛度分别下降了18.18％、16.78％.     

铝粉含量及颗粒度对乳化炸药做功能力的影响

为了研究铝粉质量分数以及颗粒度对乳化炸药爆速与做功能力的影响,通过爆速测试仪电测法以及爆破漏斗法测量不同质量分数及颗粒度的含铝乳化炸药的爆速与做功能力,结果表明:在铝粉质量分数低于10%范围内,随着铝粉质量分数的增加,爆速与做功能力相对增加;当铝粉质量分数在10%~30%时,乳化炸药的爆速随着铝粉质量分数增加而减少,做功能力正好相反。当铝粉颗粒度变细时,爆速不断减小,做功能力不断增大。此次实验将不同的铝粉质量分数以及颗粒度的乳化炸药的爆速进行多次测量,发现质量分数与颗粒度分别对乳化炸药爆速有着一定的影响。究其原因,发现含铝乳化炸药的爆速与做功能力受其活性比、波阵面上铝粉饱和与否、反应区宽度等不同因素的影响,并不是单一的正负相关。     

铝粉含量及颗粒度对乳化炸药做功能力的影响

为了研究铝粉质量分数以及颗粒度对乳化炸药爆速与做功能力的影响,通过爆速测试仪电测法以及爆破漏斗法测量不同质量分数及颗粒度的含铝乳化炸药的爆速与做功能力,结果表明:在铝粉质量分数低于10%范围内,随着铝粉质量分数的增加,爆速与做功能力相对增加;当铝粉质量分数在10%³0%时,乳化炸药的爆速随着铝粉质量分数增加而减少,做功能力正好相反。当铝粉颗粒度变细时,爆速不断减小,做功能力不断增大。此次实验将不同的铝粉质量分数以及颗粒度的乳化炸药的爆速进行多次测量,发现质量分数与颗粒度分别对乳化炸药爆速有着一定的影响。究其原因,发现含铝乳化炸药的爆速与做功能力受其活性比、波阵面上铝粉饱和与否、反应区宽度等不同因素的影响,并不是单一的正负相关。     

HMX基含铝炸药铝粉反应率的估算*

利用爆热弹测试了以HMX为基不同配比含铝炸药的爆热值。根据炸药爆热的测定值,分别通过最小吉布斯自由能法和平衡常数法确定了不同配比炸药的爆炸产物组成,进而计算得到两种方法下不同组成的含铝炸药中铝粉的反应率。结果表明,随着铝粉质量分数增加,铝粉的反应率呈线性增大,铝粉质量分数在30％时达到最大,之后随铝粉质量分数的增加,铝粉的反应率呈下降趋势。     

高氯酸胍的合成、表征及性能

以碳酸胍和HClO4为原料制备了高氯酸胍。利用XRD、元素分析仪、红外光谱分析、SEM、TG和DSC对产物进行了结构、形貌、热分解性和热安定性研究,并测定了感度和主要爆炸性能。碳酸胍和HClO4投料摩尔比为1:2或1:4时,产物的红外光谱和XRD图像峰型几乎完全相同,结合元素分析结果说明为同一物质,均为CH6O4N3Cl。加入铝粉后,高氯酸胍流散性显著增加。观察纯品和加入5%铝粉(质量分数)的高氯酸胍的形貌发现:相对纯品,加入铝粉后颗粒表面变得光滑。高氯酸胍的感度明显低于SY和PETN,是一种比较钝感的炸药。不同密度下,纯品和加入铝粉的高氯酸胍的爆速为5 500 m/s左右,加入5%铝粉对爆速的影响较小。     

铝粉含量和粒度对HMX基炸药空爆性能的影响

为了分析不同铝粉含量及颗粒尺寸对炸药空中爆炸性能的影响,笔者利用含铝炸药的自由场空爆试验,测试了不同配方的含铝炸药空爆超压、正压作用时间和空爆冲量,对试验结果进行了比较分析。对于HMX基含铝炸药,铝粉的质量分数为30%~35%时,超压和冲量较高;当铝粉的质量分数超过35%时,超压和冲量趋于降低。自由场传感器测定结果显示,超压和冲量在4.5 m的较远距离处、铝粉的质量分数约30%时有最大值。当铝粉的质量分数约为30%时,含纳米铝粉炸药的超压和冲量低于含微米铝粉炸药。     

含铝温压炸药的爆炸能量结构研究

为了研究黑索今（RDX）基含铝温压炸药的爆炸能量释放规律及爆炸能量输出结构，对5种含铝温压炸药的爆热和爆速进行了测试，利用绝热式爆热量热计测量了铝粉质量分数为30%的RDX基含铝温压炸药在真空、0.1 MPa氮气、0.1 MPa空气和1.0 MPa氧气环境下的爆炸能量，结合测试数据对试样的爆轰热、爆热和燃烧热进行理论计算。结果表明，RDX基含铝温压炸药的爆速随铝粉含量的增加而线性减小；爆热随铝粉含量的增加呈现先增大后减小的趋势，在铝粉质量分数为40%时，爆热达到最大值。试样在真空、0.1 MPa氮气、0.1 MPa空气、1.0 MPa氧气环境下的爆炸能量逐渐增加，环境压力的增大和气氛环境中氧含量的增加都会提高炸药的爆炸能量，富氧环境下的爆炸能量可以定量地表征炸药的燃烧热。样品的爆轰热占燃烧热的9.8%~26.4%，爆热占燃烧热的34.5%~50.0%，且这两个参数都随铝粉含量的增加而降低。     

球磨法制备高活性铝粉

为提高含铝炸药爆热性能,探索高活性金属铝粉的制备方法,采用立式球磨机对球形铝粉进行处理,研究球磨机的搅拌转速、球磨时间、助磨剂的配比对活性铝粉粒径、形貌、热性能的影响;利用扫描电子显微镜、激光粒度测试仪和同步热分析仪检测活性铝粉形貌、粒径及热分解特性;采用热分析参数法测定活性铝含量。结果表明:制备活性铝粉的最佳条件为搅拌转速1 100 r/min,研磨时间4 h,助磨剂占铝粉质量比4%;制备的活性铝粉粒径d_(50)为1.108μm,片状,活性铝质量分数由90.42%增加到98.42%;用于含铝炸药中,爆热值由6 805 kJ/kg增加到7 642 kJ/kg。     

含退役双基发射药的低爆速炸药的研究?

研究了一种含双基发射药的低爆速炸药。这种炸药以双基发射药作为敏化剂,以硝酸铵作为氧化剂,二者混合后形成低爆速炸药。炸药由质量分数为75%~80%的硝酸铵、15%~22%的双基发射药、1%~5%的密度调节剂和1%~3%的工艺添加剂组成。试验表明,在低爆速炸药中,随双基发射药质量分数的不同,可制备出满足不同需求的低爆速炸药产品。产品密度控制在0.76~1.02 g/cm3之间,爆速在1 500~2 200 m/s之间,猛度在8.8~9.7 mm之间,殉爆距离达到4 cm。分析探讨了双基发射药的含量、粒度、密度、直径等对爆速的影响。     

TiH2对乳化炸药性能的影响研究

为获得高威力且热稳定性良好的乳化炸药,研制了一种含有TiH₂的乳化炸药,并对该乳化炸药的性能进行测定。爆速、爆热和猛度实验研究发现,加入TiH₂会使乳化炸药爆速微降,同时提升其爆热和猛度。当乳化炸药中TiH₂质量分数为2%、4%时,爆热分别增加了4.21%、5.66%;猛度分别增加了15.29%、17.20%。TG-DTG实验研究发现,加入TiH₂不会影响乳胶基质的热分解过程,但会降低其表观活化能。当乳化炸药中TiH2的质量分数为2%、4%时,乳化基质的表观活化能分别降低了21.04%、12.61%。TiH₂能够在不影响乳化基质热分解过程的同时,提高乳化炸药威力。     

纳米铝粉对炸药水下爆炸能量的影响研究?

为了研究铝粉颗粒尺度对炸药爆炸能量的影响,分别对含纳米铝粉和微米铝粉的RDX基炸药进行水下试验,获得了不同组成下含纳米铝粉和含微米铝粉炸药水下爆炸的冲击波能和气泡能,分析了纳米铝粉的含量对炸药水下爆炸能量输出的影响规律。试验发现(以质量分数计):当铝粉的含量为20%~40%时,含纳米铝粉的炸药在水下冲击波能和气泡能方面始终低于相同铝粉含量的含微米铝粉的炸药,且差值随铝粉含量的增加而增大;当铝粉总含量为30%和35%时,纳米铝粉与微米铝粉混合使用可使炸药具有较大的水下爆炸总能量,纳米铝粉的最优加入量为10%。结果表明,当混合铝粉总质量分数为35%,且m(微米铝粉)m(纳米铝粉)=2510时,炸药具有最大的水下爆炸能量。     

乳化炸药的高原环境适应性研究

通过模拟高原环境,研究温度与气压的变化对乳化炸药爆速、猛度的影响,并通过显微镜观察乳化炸药的微观结构,研究其性能改变的原因,以利于指导高原地区乳化炸药的使用以及爆破参数的设计。实验结果表明:若温度为0 ℃不变时,海拔不超过2 500 m,乳化炸药的性能基本保持不变;海拔为2 500 m以上时,乳化炸药性能会迅速降低。而若温度随着海拔高度的增加而降低时,乳化炸药的爆速、猛度会迅速降低。在海拔为2 500~3 500 m时,化学敏化的乳化炸药敏化气泡开始转变为无效气泡。     

低爆速炸药破碎混凝土块的试验

用低爆速炸药与乳化炸药对两种尺寸的混凝土块进行了爆破实验,并对破碎效果进行了比较。结果表明,低爆速炸药的猛度和爆力都明显小于乳化炸药。这印证了低爆速炸药所具备的低猛度、低爆力的性能特点,有利于在复杂环境中用于爆破拆除基础等构筑物。     

低爆速炸药破碎混凝土块的试验

用低爆速炸药与乳化炸药对两种尺寸的混凝土块进行了爆破实验,并对破碎效果进行了比较。结果表明,低爆速炸药的猛度和爆力都明显小于乳化炸药。这印证了低爆速炸药所具备的低猛度、低爆力的性能特点,有利于在复杂环境中用于爆破拆除基础等构筑物。     

铝灰替代含铝乳化炸药中铝粉的可行性研究

采用工业制铝过程中产生的废弃副产物铝灰作为铝粉的替代物来制备乳化炸药,能够有效地降低含铝乳化炸药的制备成本,同时也是对于铝灰的一种新型节能回收利用方式。使用TGA-FTIR联用热分析、铅柱压缩法、爆破漏斗法、电测法及高低温循环等方法对新型铝灰替代含铝乳化炸药的热安全性、爆轰性能及储存稳定性进行了研究。结果表明：添加质量分数10%一次铝灰制备所得的乳化炸药,与普通含铝乳化炸药的热分解性能差异较小,且较基础乳化炸药的做功能力方面有较大幅度的提高,爆破容积提高约50%,而猛度、爆速及机械感度等性能无明显差距;在储存稳定性方面,与添加铝粉的乳化炸药和基础乳化炸药性能差距较小。铝灰替代铝粉制备含铝乳化炸药具有可行性。