熔铸载体炸药的研究进展

熔铸炸药是应用最为广泛的军用混合炸药，其性能与载体炸药的选用密切相关。综述了熔铸载体炸药的国内外现状，简要介绍了以2，4，6-三硝基甲苯（TNT）为代表的13种早期合成的熔铸载体炸药（如2，4-二硝基苯甲醚（DNAN）等）的物理化学性质与爆轰性能，并分析其优缺点。详细介绍了近十年新合成的包括硝酸酯类、硝基类、硝胺类、叠氮类等16种潜在的熔铸载体炸药（如3，3"-联（1，2，4-噁二唑）-5，5"-二甲基硝酸酯（BOM）等）的合成方法、物理化学性质与爆轰性能，分析了其性能优劣及实际应用所面临的问题等，讨论了分子不同主体结构和官能团对化合物性能的影响，认为今后的重点研究方向为进一步提升分子结构对炸药性能影响的认识，设计并合成出综合性能优异的新型熔铸载体炸药，以满足熔铸炸药应用要求。     

ATP-28在浇注固化炸药中的应用探索

分析了新型含能高聚物叠氮聚醚粘结剂（ATP-28）的理化性能；对ATP-28分别加入己二酸二辛酯（DOA）、葵二酸二辛酯（DOS）、邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、磷酸二苯-辛酯（DPO）等四种增塑剂后的粘度特性进行了测量，研究了ATP用作炸药粘结剂时的可塑性；比较ATP、HTPB作为粘结剂时炸药的爆速，探索了ATP对炸药能量的贡献。结果表明，ATP在增塑剂DOA的作用下，粘度降低97％，可以作为粘结剂用于浇注固化炸药；含ATP配方的浇注炸药爆速（7350m·s^-1）高于HTPB配方（7260m·s^-1）。     

含有植入体的炸药

诸如浇注传爆药（cast booster charge)(10,110,210)一类的炸药（14，114，214）被分成两部分，第一部分为母体炸药（114a,214a) ,在母体炸药中植入了第二种分离体状的物质（118，218）。有些时候分离体也可以含有炸药，但母体炸药（114a,214a)的起爆强度要远高于分离体炸药（118，218）。发明中还提到，无论分离体中所含炸药的性能是怎样的，分离体的最小尺寸至少应为1mm或1.6mm。在某些结构中，分离体可以是圆柱状且至少有一端是磨圆的。在生产浇注传爆药（10，110，210）时，可先将母体炸药熔化，混入分离体后再将熔化物冷却形成固体。     

新型钝感炸药即将问世

美国陆军正在为其M795型155毫米炮弹试验一种新型炸药，以替换现用的常规炸药（TNT）。该炸药是由美国休斯敦陆军弹药厂（HSAAP）的合作商——军械系统公司（OSI）研制的。     

高温高压下单质炸药结构演化的研究进展

炸药的安全性能和起爆过程与其在高温高压下的行为密切相关,开展炸药的高温高压研究对于深入理解其安全本质及起爆性能意义重大。本文综述了12种单质炸药的高温高压结构演化研究结果,主要包括以环三亚甲基三硝胺（RDX）和环四亚甲基四硝胺（HMX）为代表的硝胺类炸药,以季戊四醇四硝酸酯（PETN）、2,4,6-三硝基甲苯（TNT）为代表的经典硝酸酯基、硝基类炸药以及以2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物（LLM-105）和1,1′-二羟基-5,5′-联四唑二羟胺盐（TKX-50）为代表的新型高能低感炸药等,详细总结了这些炸药在高温高压作用下的相变过程,并对比了不同研究者关于同种材料研究结果的异同,为开展新型单质炸药的高温高压研究提供一定参考。     

激光束起爆雷管

描述了一个激光束起爆雷管，其组成有装在上部及下部的二级炸药（4，5）装在上部的二级炸药带有吸收激光束的黑色材料且与顶端的光纤（8）相接触，下部二级炸药（5）的装药密度要高于上部二级炸药（4）的装药密度，且在上部二级炸药（4）的周围有一个加强壳（6），在不使用Q开关或连续波，而由光脉冲产生的低峰值输出能量作用下，它具有安全易爆性。     

3，3＇-二（3-氨基呋咱基氧化呋咱-4-基）-4，4＇-偶氮呋咱的合成与表征

含呋咱（氧化呋咱）环的含能化合物具有许多优异的炸药性能：标准生成焓高，富含氮氧，能量密度优异，分子稳定性好，熔点较低，是炸药界研究热点之一。3，4-二（氨基呋咱基）氧化呋咱（BAFF）爆速较高，热稳定性良好，机械感度低，是一种新型高能低感炸药。本课题组以其为基本结构单元通过偶氮、氧化偶氮等设计出了系列BAFF衍生物。本文首次报道了该类衍生物之一——3，3＇-二（3-氨基呋咱基氧化呋咱-4-基）-4，4＇-偶氮呋咱（BAFFaF）的合成与表征。     

HNS的热行为研究

用热失重-微商热重（TG-DTG）、热失重质谱联用（TG-MS）和原位热裂解与快速扫描傅立叶变换红外（RSC-FTIR）技术研究了2，2’，4，4’，6，6＇-六硝基均二苯基乙烯（HNS）的热分解全过程，获得HNS的热分解反应动力学参数，提出了可能的分解机理。结果表明：HNS的热分解为两步：第一步通过α-CH对位的硝基（-NO2）异构化为亚硝基（-ONO）和“五元环化合物”中间体的分解，生成多聚碳氢化合物的“炸药焦”。第二步为“炸药焦”分解释放出CO2等气体。     

高聚物粘结炸药与金属的接触腐蚀研究

利用ＸＰＳ和激光共聚焦扫描显微镜等表面分析技术研究了高聚物粘结炸药（ＴＡＴＢ或ＨＭＸ为基）与不锈钢（１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ）、铝（ＬＹ－１２）接触后,混合炸药成分、相对湿度以及温度对金属的腐蚀,对其腐蚀产物进行了定性及定量检测。结果表明：湿度对金属腐蚀最大,混合炸药成分对金属也有腐蚀,炸药中所含无机氯离子对金属腐蚀有促进作用。     

工业CT技术在无损检测炸药部件中的应用综述

综述了美国能源部的有关单位将工业ＣＴ技术用于高能炸药无损检测的研究状况，劳伦斯利弗莫尔国家实验室（ＬＬＮＬ）洛斯阿拉莫斯国家实验室（ＬＡＮＬ）和潘台克斯工厂（ＰａｎｔｅｘＰｌａｎｔ）在这方面做的大量工作，包括ＣＴ机的建造，实验方法的制定和图像的重建等。测试样品有ＰＢＸ－９５０２，ＰＢＸ－９５０１和ＬＸ－１０－２炸药的药饼和半球，对ＣＴ技术在无损检测高能炸药方面的实用性和优越性作了评价。     

飞片冲击起爆高能钝感高聚物粘结炸药的实验研究

为了对比奥克托今（HMX）基和三氨基三硝基苯（TATB）基高聚物粘结（PBX）炸药冲击起爆爆轰建立过程的差异,研究高能钝感炸药的爆轰成长特性,采用火炮驱动铝飞片实现平面冲击加载,建立一维拉格朗日锰铜压阻实验测试系统,得到高能PBXC03(以HMX为主)和高能钝感PBXC10(以TATB为主)炸药冲击起爆爆轰成长过程的不同拉格朗日位置处压力变化历史和前导冲击波时程曲线。结果表明：高能钝感PBXC10炸药的爆轰建立过程与高能PBXC03炸药明显不同,HMX基和TATB基PBX炸药冲击起爆和爆轰成长的物理机制存在较大差异。基于所得数据可标定高能钝感PBX炸药的反应速率方程。     

爆炸近区流场的数值模拟方法研究

提出了一种用于模拟爆炸近区炸药、爆轰产物、空气等相互作用流场的数值方法。在欧拉型方法中引入了一种炸药、爆轰产物、空气3种组分的混合模型,该模型中炸药及爆轰产物采用Jones-Wilkins-Lee(JWL)状态方程,空气采用理想气体状态方程,在固相与气相间满足等压假设和体积可加性,气相组分间满足等温假设和分压定理。该模型无需迭代求解,计算效率较高。化学反应率采用“点火—生长”模型,采用AUSM₊-up格式计算通量。计算了空气中球形TNT装药的爆炸问题,可以清晰地看到爆轰波在流体界面上发生的透射、反射等一系列复杂作用过程。计算得到的超压峰值在直至距药球表面5 cm的位置都与实验结果符合良好,冲击波到达时间、超压比冲量等与现有实验结果也符合较好,验证了本方法的有效性和准确度。     

TNT基熔铸炸药:增韧增弹的途径及作用

综述了含能材料中TNT为基熔铸炸药(MeltCastExplosives)在增韧增弹上的实验研究,介绍了可用于熔铸炸药增韧增弹的新途径,以及熔铸炸药组分间作用的相关理论研究。熔铸炸药长期以来存在的感度高、脆性易裂等问题限制了其在高性能武器系统中的应用。目前,国内外关于熔铸炸药增韧增弹的研究较少,早期的文献大都针对熔铸炸药的改性研究。因此,解决现今熔铸炸药的问题,实现对其增韧增弹具有重要的科学意义和应用前景。文献表明:(1)国内外在"熔铸炸药增韧增弹"概念上未进行系统总结,也未见任何文献中提出;熔铸炸药改性剂(聚酯纤维、聚氨酯弹性体、HNS晶形控制剂)的研究主要针对的是熔铸炸药的渗油、降感研究,尚未解决熔铸炸药脆性、易裂的根本问题;(2)其它复合材料的增韧增弹技术对熔铸炸药有所借鉴,尤其是纳米粒子以及高分子材料的增韧增弹技术;(3)通过设计和制备与熔铸炸药相容的增韧增弹剂,再将其与熔铸炸药进行物理共混或颗粒级配等技术完成浇铸后进行力学性能、微观性能研究等,可以初步建立熔铸炸药增韧增弹的模型并总结出有关增韧增弹的机理。     

基于Hopkinson杆技术分析典型传爆药的动态力学性能

采用分离式Hopkinson压杆技术作为动态加载手段,对压装型JH-14C、JHB-1C传爆药及浇注型PBXN-110传爆药进行了冲击加载作用,利用高速摄影及扫描电子显微技术进行了传爆药的宏观破坏过程及状态观察,分析了试样的微观损伤模式,并得到了三种典型传爆药高应变率动态响应下的应力-应变关系曲线,表明,压装传爆药和浇注传爆药的动态力学性能存在明显不同。所得结果可作为过载载荷环境下侵彻战斗部设计中比较选择传爆装药的参考依据。     

用一种改进的Euler方法模拟凝聚炸药的爆轰

建立了一种改进的Eu ler方法来数值模拟凝聚炸药的爆轰,化学反应率采用Lee-Tarver的点火成长模型。由该化学反应模型的假设推导出物质组分的能量方程,这样可以避免通过定义混合物质的状态方程带来的非物理振荡。Eu ler方程被用来描述混合物质的流动,每种物质组分的物理参量,如组分质量、组分体积份额以及组分总能量等,通过一套附加的方程来描述,并且混合物压力方程也被耦合起来。对所获得的控制方程使用高分辨率、高阶精度的有限体积法离散求解。从典型爆轰算例来看,该方法能够正确预测凝聚炸药爆轰的起爆及传播过程中的关键特征,如Von Neum ann尖峰和化学反应区等。     

硝基二唑炸药爆炸参数的经验计算(Ⅰ)

以2,4,5-三硝基咪唑(2,4,5-TNI)为"母体"结构单元,用硝基、硝氨基和偶氮基等爆炸基团取代其1位氮上的氢原子获得系列新型多硝基咪唑类炸药分子。运用Brinkley-Wilson(B-W)法则、Rothsteine’s和Kamlet方法等对该类炸药的爆炸参数进行了计算,并与HMX等炸药的爆炸参数进行了比较。结果表明,该类炸药密度大,爆速为7.9-9.2km·s-1,爆压为29.0-42.0GPa,接近RDX甚至HMX,是一类新型高能量密度材料化合物;该类炸药分子中含芳香咪唑环,预计其分子稳定性良好。     

油气井耐高温爆破炸药

研究了油气井高温高压条件下石油套管整形、修补用爆破炸药的配方及制备工艺 ,并对药剂性能进行了测定。介绍了随井深、井况不同对药剂配方所做的设计调整及应用试验情况。     

炸药水中爆炸能量输出结构的数值模拟

介绍了理想炸药和含铝炸药水中爆炸的能量输出模型,并采用AUTODYN软件,对TNT和PBXW-115水中爆炸远场的冲击波形进行了求解.计算出了冲击波峰值压力、衰减时间常数、冲量、能流密度和冲击波能等参数,并将计算结果与实验数据进行了对比.在不可压缩流体理论的假设下,推导出了水中爆炸一维气泡脉动方程.把脉动方程同爆轰产物的状态方程相结合,计算出1 kg TNT和PBXW-115水中爆炸气泡脉动周期分别为0.213 s和0.283 s,二者的气泡能分别为1.88 MJ·kg-1和4.41 MJ·kg-1,与实验结果吻合较好.     

混合火炸药改进型BZA-2评估方法

针对于混合火炸药及其制品系统,将不确定信息处理算法-模糊算法与BZA安全评估方案相结合,提出一种改进型混合火炸药BZA-2安全评估数学模型。该模型获得的评价结果能够更加科学地反映实际情况,为火炸药相关单位安全性建设提供指导,保证火炸药及其相关制品在安全、稳定的环境中应用。     

不同粘结剂制备的分步压装用炸药对撞击感度的影响

为研究粘结剂对分步压装装药过程产生热量的影响,设计了以高聚物和石蜡为粘结剂的2种分步压装炸药,分别测试了高聚物和石蜡的粘度,并对这2种炸药造型粉及药柱的撞击感度进行了研究。研究结果表明,采用高聚物做粘结剂制备的分步压装炸药在装药过程中产生的热量明显大于石蜡做粘结剂制备的分步压装炸药,即粘结剂类型对分步压装装药工艺的安全性具有重要影响。