糖颗粒对HMX和RDX两种单质炸药非冲击点火的影响

为了研究惰性糖颗粒对奥克托今(HMX)和黑索今(RDX)两种单质炸药非冲击点火机理的影响,利用配备了光学观测系统的落锤撞击装置,捕获了含惰性糖颗粒的HMX和RDX经历的破碎、熔化、溅射、点火和燃烧过程。结果表明,在含糖HMX颗粒炸药和含糖RDX粉末炸药中,点火易发生在糖颗粒的周围,燃烧会沿着糖颗粒周围向外部传播;燃烧反应前两者均发生剧烈的溅射现象;含糖HMX颗粒在固相中发生点火;在含糖RDX粉末炸药中,靠近糖颗粒周围的炸药先进入熔融状态,随后熔融区域逐渐扩展,点火点易出现在糖颗粒边缘处的RDX熔融液相中。对比了在HMX/RDX单质炸药中分别加入一个和三个糖颗粒情况下的点火频率,结果表明,三个糖颗粒的情况更容易引起炸药点火;三个糖颗粒由于破碎后产生较多的碎片,其与HMX或RDX单质炸药具有较强的相互作用,可能会在多个位置形成热点,其导致的燃烧反应会比单个糖颗粒的情况更为剧烈。采用上下极限法分析得到,糖颗粒的加入对HMX颗粒炸药的点火具有抑制作用,对于RDX粉末炸药的点火具有促进作用。     

2种非TNT基熔铸炸药水下爆炸特性

为选择水下炸药中的主炸药,分析RDX与HMX在水下爆炸的能量输出特性差异,分别以RDX和HMX为主炸药,制备了2种非TNT基熔铸炸药R-RDX与R-HMX,并在直径为85 m的水池中进行水下爆炸试验,测试水下爆炸压力及脉动周期,计算冲击波能及气泡能.试验结果表明:在4~6 m范围内,R-RDX炸药的冲击波能为1.18 MJ/kg,气泡能为4.00 MJ/kg;R-HMX炸药的冲击波能为1.19 MJ/kg,气泡能为4.01 MJ/kg;对于非TNT基熔铸炸药,HMX作为主炸药同RDX相比,在水下爆炸时并无能量优势.     

RDX和HMX晶体力学性能的分子动力学模拟及其撞击加载响应

用分子动力学模拟方法研究了RDX和HMX晶体的力学性能。用撞击加载实验、激光粒度仪和扫描电子显微镜分析了两种晶体的破碎特性。结果表明: HMX晶体的弹性系数和模量计算值大于RDX晶体, RDX晶体的延展性好于HMX晶体。在相同撞击加载条件下,RDX和HMX晶体均发生塑性形变和脆性断裂,但前者以塑性形变为主,而后者以脆性断裂为主,且破碎程度更加显著。评价不同炸药晶体力学性能间差异性的分子动力学模拟方法具有较高的准确度和有效性。     

特别策划:高品质HMX与RDX专栏

高品质HMX与RDX的制备及相关研究,为研制新型低感（钝感）高能炸药、弹药、推进剂提供了一条有效的技术途径。为促进高品质HMX与RDX的研究,本刊于2010年10月第五期特别推出专栏——高品质HMX与RDX。敬请关注,欢迎赐稿。     

钝感弹药的由来及重要意义

在第一次世界大战中,各交战国所用的炸药主要是苦味酸。由于苦味酸腐蚀弹壳生成较敏感的苦味酸铁,容易发生意外爆炸事故,后在二战中被TNT取代。TNT的优点是价廉、感度低,装药工艺简单,但缺点是爆轰能量低。所以西方国家后来就用能量高的B炸药(TNT/RDX)装填榴弹、破甲弹、航弹、地雷及导弹战斗部,大幅提高毁伤威力。据称B炸药的产量曾经占以HMX、RDX为主要成份的混合炸药总量的90%。但是装B炸药的弹头安全性能差,在受到子弹、破片、射流撞击和火焰烧烤时容易发生爆轰,也容易被殉爆。越南战争期间,美国Forrestal航空母舰上的弹药发生…     

特别策划:高品质HMX与RDX专栏

高品质HMX与RDX的制备及相关研究,为研制新型低感（钝感）高能炸药、弹药、推进剂提供了一条有效的技术途径。为促进高品质HMX与RDX的研究,本刊于2010年10月第5期特别推出专栏——高品质HMX与RDX。敬请关注,欢迎赐稿。     

OC控暴剂爆炸分散用高能材料研究

采用差示扫描量热法(DSC)、压力传感器法(VST)、微热量热法对OC控暴剂与几种高能炸药的反应能力迚行研究。首先采用DSC对OC控暴剂与六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)、奥克托今(HMX)、六硝基茋(HNS)、黑索今(RDX)、喷特儿(PETN)、1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯(TATB)、1-氧-2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪(LLM105)7种炸药迚行快速筛选测试,结果表明OC控暴剂与7种炸药均不相容,在OC控暴剂的作用下炸药的分解峰温降低7.6～108.5℃;采用压力传感器法和微热量热法对OC控暴剂与RDX、HMX迚行产气和热流变化测试,根据反应净增气量判定RDX与OC控暴剂两者为中等反应,HMX与OC控暴剂两者相容;RDX、HMX和OC控暴剂的理论热流曲线均位于混合热流曲线之上。结合各实验结果,综合评价认为HMX与OC控暴剂的反应能力较弱,更适合作为OC控暴剂爆炸分散用高能材料。     

RDX/HMX炸药晶体内部缺陷表征与冲击波感度研究

采用折光匹配显微观察(OMS)和原子力显微镜(AFM)表征、X射线小角散射(SAXS)、表观密度浮沉法(SFM)、微聚焦CT扫描等方法,研究了不同结晶品质RDX、HMX晶体缺陷。OMS观察结果表明,普通RDX/HMX较降感RDX/降感HMX(RS-RDX/RS-HMX)晶体含有更多的表面裂纹与内部孔洞;X射线小角散射与高精度CT扫描统计测试结果表明,RS-RDX/RS-HMX晶体内部也含有一定数量较小尺寸的缺陷,但较普通RDX/HMX晶体内部含较大尺寸缺陷数量少。冲击波感度实验结果表明,炸药晶体缺陷数量、尺寸对PBX冲击波感度有较大影响。     

加速老化时炸药柱内部温度场的数值模拟

通过理论分析和模拟计算考察了加速老化过程中炸药热分解效应对试验炸药柱内部温度场的影响。理论分析表明影响炸药柱内部温度场的因素主要有炸药种类、试验环境温度和炸药柱尺寸。采用有限元分析软件ANSYS分析了5种高能炸药(RDX,TATB,Tetryl,HMX,PETN)在不同条件下的内部温度场。结果显示:炸药种类是决定影响效果的关键因素,试验环境温度为110℃时,Ф20 mm×20 mm的RDX和PETN炸药柱温度偏差分别达到2.59℃和1.19℃。而其余3种炸药温度偏差不明显。PETN,RDX应合理控制试验环境温度和炸药柱尺寸以减小试验过程的温度偏差。     

微纳米含能材料静电积累特性与危险性分析

为了分析微纳米含能材料的静电危险性,采用标准筛替代斜槽进行了摩擦起电静电积累实验。利用法拉第筒测试了黑索今(RDX)、奥克托今(HMX)经不同孔径标准筛过筛后的的静电积累,分析了其静电危险性。研究了在50目标准筛孔径下炸药粉体质量、粒度对静电积累量的影响,比较了不同标准筛孔径下纳米RDX的静电积累量。结果表明试样量越大,积累的静电电荷量越大;筛孔径与纳米RDX和HMX的静电积累量近似满足线性关系,孔径越小,静电积累量越大;纳米RDX(粒径80 nm)和纳米HMX经50目标准筛(孔径为0.355 mm)过筛后的平均质量电荷密度分别为-21.1μC·kg-1和-8.1μC·kg-1,纳米级RDX、HMX质量电荷密度约为工业级的3.6倍,存在非常大的静电危险性;RDX在工业级、纳米级状态下的质量电荷密度均约为同状态下HMX的2.6倍。     

RDX杂质对HMX性能影响的分子动力学研究

为了研究奥克托今(HMX)制备过程中产生的黑索今(RDX)杂质对HMX性能的影响,分别建立了掺杂率为4.17%、8.33%、12.50%和16.67%的四种HMX模型。采用分子动力学方法,计算得到了不同模型的键连双原子作用能、内聚能密度、溶度参数、爆轰参数与力学参数,并与纯HMX相关性能参数进行了比较,结果表明,RDX掺杂缺陷导致炸药的键连双原子作用能和内聚能密度减小,减小幅度分别为9.53～36.36 kJ·mol~(-1),0.028～0.135 kJ·cm~(-3);受RDX掺杂缺陷的影响,HMX与氟橡胶(F_(2311))的溶度参数的差值减小,减小幅度为0.51～2.32 J1/2·cm~(-3/2),其密度、爆速和爆压减小幅度分别为1.12%～5.59%、0.84%～4.19%和2.27%～11.14%,爆热略有轻微上升,可忽略;RDX掺杂缺陷还导致HMX的弹性模量、体积模量和剪切模量降低,而柯西压以及体积模量与剪切模量的比值上升,其变化幅度分别为1.04～3.63 GPa、0.58～1.73 GPa、0.42～1.45 GPa、0.35～2.69 GPa和0.11～0.64。这说明,随着RDX掺杂缺陷浓度增大,HMX炸药的安全性能降低、爆轰性能下降、力学性能变差、与F_(2311)的相容性变好。     

成型工艺对2,4-二硝基苯甲醚基熔铸炸药装药质量的影响

为了提高2,4-二硝基苯甲醚（DNAN）基熔铸炸药的装药质量,采用压力浇铸与真空浇铸成型工艺,研究其对DNAN基熔铸炸药温度场、缩孔疏松、相对密度及抗拉强度的影响规律。结果表明：压力浇铸使DNAN基熔铸炸药凝固时间缩短,药柱内部缩孔疏松及气孔减少;当成型压力达到0.8 MPa时,DNAN/奥克托今（HMX）炸药相对密度和抗拉强度分别提高了6.4%、9.9%,药柱无裂纹;DNAN/黑索今（RDX）炸药的相对密度提高了2.7%,但抗拉强度降低了40.8%,同时药柱存在裂纹。真空浇铸对DNAN基熔铸炸药凝固过程温度场无影响,使药柱内部缩孔疏松及气孔减少;当真空度达到0.08 MPa时,DNAN/RDX炸药的相对密度及抗拉强度分别提高了2.0%、14.3%,药柱无裂纹。因此,为了获得高质量的熔铸炸药,DNAN/HMX炸药可采用压力浇铸;DNAN/RDX炸药可采用真空浇铸。     

最近十年国外炸药发展中的重要课题(下)

根据分子结构和组成预先估计爆炸性质如前所述,能量较高的炸药RDX和HMX是比较敏感的,而钝感炸药TATB和NQ的工作性能又比较低。为了合成具有预期工作性能同感度组合的新炸药,例如钝感高工作性能炸药,了解感度同工作性能选二者之间的关系     

一类对撞击不敏感的新型炸药

介绍一类对撞击、火烧等不敏感的新型炸药。它以聚合物弹性体－端羟基聚丁二烯（HTPB）为粘结剂，奥克托今（HMX）或黑索今（RDX）为主体炸药的可烧注固化炸药。这类炸药具有爆轰能量高、易损性低和环境适应性好等特点，适用于高性能战斗部装药。     

X射线粉末衍射测定炸药晶体的线膨胀系数和理论密度

炸药晶体的线膨胀系数和理论密度是影响其使用性能的重要参数,X射线粉末衍射是测定炸药线膨胀系数和理论密度的重要手段。本文介绍了X射线粉末衍射测定炸药线膨胀系数和理论密度的方法和原理,结合密度梯度管法得到的RDX、HMX两种炸药晶体的实测结果说明了该方法的可靠性和准确性,并提出应加强X射线衍射在炸药晶体研究中的应用。     

富勒烯肼硝酸盐的制备及其热分解性能

以富勒烯、水合肼为原料合成富勒烯肼,富勒烯肼再与浓硝酸反应得到一种新型含能燃烧催化剂—富勒烯肼硝酸盐,并采用红外、紫外、元素分析及X射线光电子能谱等现代分析测试技术对产物结构进行了表征。采用差热分析（DTA）法和热重分析（TGA）法对富勒烯肼硝酸盐的热稳定性进行了研究,结果表明,在动态空气气氛下,其具有一定的热稳定性。采用DTA法,对加入富勒烯肼硝酸盐前后硝胺炸药黑索今（RDX）和奥克托今（HMX）的热分解行为进行了研究,结果表明,加入富勒烯肼硝酸盐后,RDX和HMX在不同升温速率（2.5 ℃/min、5 ℃/min、10 ℃/min和20 ℃/min） 条件下的放热峰值温度均降低,RDX分解活化能降低了约17 kJ/mol,HMX分解活化能降低值大于20 kJ/mol,由此表明富勒烯肼硝酸盐对RDX和HMX的热分解均有一定的催化作用。     

TATB、石蜡、石墨钝感作用的讨论

研究TATB、石蜡、石墨在落锤撞击试验条件下的变化及试样的撞击加速度-时间曲线,探讨了这些钝感剂对HMX、RDX等炸药的钝感机理及产生不同钝感效果的原因。对一些高聚物粘结炸药落锤试验、苏珊试验的结果进行了分析讨论。     

含钝感炸药的塑性炸药配方感度研究（英）

采用低感、钝感炸药NTO、NGU作为添加剂，获得了以RDX、HMX为基的低感高能炸药配方，研究了NTO、NUG对其撞击和摩擦感度的影响。实验表明NTO可降低撞击和摩擦感度，并对其他性能产生不大影响。这说明低感或钝感炸药的加人是降低塑性炸药感度的有效方法。     

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。     

I-RDX及其PBX老化研究进展

总结了降感黑索今(I-RDX)及其高聚物黏结炸药(PBX)老化研究成果,从RDX晶体特性及其评价方法、I-RDX及其PBX老化前后的晶体特性、冲击波感度特性方面进行了综述,认为I-RDX晶体中不含奥克托今(HMX)或含有微量HMX、或机械混入少量HMX时,材料老化后的冲击波感度特性没有明显变化,最后对I-RDX晶体中HMX的影响机理进行了讨论。