α-AlH_3对HMX基炸药爆轰参数的影响

为了研究α-AlH_3对混合炸药爆轰性能的影响,设计了不同配比含α-AlH_3和铝粉系列炸药配方。采用直接法制备炸药造型粉,用模压法制备测试用药柱,分别进行了爆热和爆速测试。研究结果表明:HMX基含α-AlH_3炸药爆热随着α-AlH_3含量的增加而增加,与含铝炸药爆热的变化趋势一致,其爆热值与同质量分数含铝炸药相当;HMX基含α-AlH_3炸药爆速随α-AlH_3含量增加呈下降趋势,相对密度相同时同质量分数含α-AlH_3炸药的爆速低于含铝炸药。     

凝聚炸药爆轰产物的电导率测量

文中建立了凝聚炸药爆轰产物电导率的测量系统，测量了以HMX和TNT为主体的混合炸药爆轰产物的电导率。实验结果表明：添加金属Al后其炸药的电导率明显高于不含铝炸药；而HMX体系炸药随Al含量的增加，电导率降低。     

改性B炸药的做功能力研究

为了解添加剂对B炸药做功能力的影响,分别添加VP-501、123树脂/DES和HTPB/MDI制备了4个改性配方（B-2、B-3、B-4和B-6）。用电探针和锰铜压力计分别测定改性B炸药的爆速和爆压,同时用VLW程序计算爆轰性能参数;应用有限元动力学程序LS-DYNA对改性B炸药的标准圆筒试验进行数值模拟,获得爆轰产物的JWL状态方程参数和铜管外壁径向膨胀距离与比动能曲线,分析了提高熔铸炸药能量的途径和方法。结果表明,改性B炸药的爆速和爆压理论计算值和实验值比较接近,获得了较好结果;B炸药中加入添加剂后,密度减小,爆速和爆压、壁速和比动能降低,而且添加数量越多,爆速和爆压、壁速和比动能降低越大。添加HMX和Al粉能提高熔铸炸药的做功能力。     

两种DNAN基含铝炸药的爆轰性能

为研究2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)基含铝炸药的爆轰性能,采用全光纤激光干涉测速仪(DISAR),测量了两种含铝炸药——RBOL-2(DNAN/HMX/Al/添加剂)和RMOE-2(DNAN/HMX/NTO/Al/添加剂)爆轰端面与窗口界面粒子速度以及驱动金属平板自由表面速度,得到两种炸药的爆轰反应区宽度分别为(1.073±0.111)mm和(1.559±0.094)mm,CJ压力分别为(25.42±0.44)GPa和(20.99±0.15)GPa,冯·诺依曼峰值压力分别为41.27 GPa和27.69 GPa等爆轰波结构参数。金属平板自由表面速度结果表明:RBOL-2炸药的做功能力强于RMOE-2炸药;含铝炸药达到的稳定爆轰状态与起爆加载条件有关,加载压力越高,含铝炸药的做功能力越强,在较高的加载压力(21 GPa)下,加载压力越高,参与爆轰反应区反应的铝粉越多,含铝炸药达到的爆轰状态越强。     

圆筒实验数据研究高能炸药的爆轰特性（英）

根据圆筒实验数据,采用新方法计算了HMX、RDX、PETN、TNT等炸药的爆轰能,研究了爆轰产物的加速能力,并与CHEETAH的计算结果进行了对比。通过爆轰波在柱壳水介质中传播的圆筒实验方法,预估了炸药的爆压。利用实验和热化学计算的结果推导了JWL状态方程的待定常数,并依据JWL等熵线计算了做功能力。     

爆轰产物导电性的实验测量

建立了炸药爆轰产物电导率的测量方法,测量以HMX和TNT为主体的混合炸药爆轰产物的电导率。研究了铝粉含量对爆轰产物导电性的影响。实验结果表明:添加金属Al后其炸药的电导率明显高于不含铝炸药,TNT(密度1.520g·cm-3)最大电导率为18000Ω-1·m-1。TNT80/Al20(密度1.628g·cm-3)电导率为1.136×107Ω-1·m-1。通过爆温、爆轰产物电子浓度计算发现:同类炸药随着铝粉的添加,爆温增加,电子浓度增加,从而导致爆轰产物电导率增加。     

挤注炸药爆轰产物JWL状态方程研究

设计了2种以HMX为主炸药的挤注炸药(ECX)配方,采用25 mm和50 mm 2种装药直径的圆筒试验分别对添加含能增塑剂和惰性增塑剂的2种ECX进行做功能力研究,通过DYNA/2D有限元流体动力学数值模拟,确定了2种ECX爆轰产物JWL状态方程参数.结果表明,采用含能增塑剂是提高ECX炸药做功能力的有效方法.     

低易损浇注HMX-Al基PBX炸药设计与性能

为提高HMX-Al基混合炸药的能量和低易损性能,通过分析计算Al含量、奥克托今(HMX)含量对炸药爆轰性能的影响规律,确定了高固含量含铝PBX(polymer bonded explosive)炸药设计依据,在此基础上通过三级颗粒级配优化、固化体系筛选及降感剂、工艺助剂的选择应用,制备了固相含量90％(HMX/Al=75/15)的端羟基聚丁二烯(HTPB)/异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)黏结体系浇注固化炸药GOL?42,炸药工艺及安全性能优良.按照GJB772A等方法对GOL?42炸药进行了爆轰能量、低易损性、力学性能、热性能及加速贮存性能测试,结果表明:该炸药实测密度1.782 g·cm-3、爆速8251 m·s-1、爆压26.9 GPa,Φ25 mm圆筒试验格尼系数2.76 mm·μs-1,在快速烤燃、慢速烤燃、子弹撞击试验中响应程度均为低反应等级的燃烧反应,炸药综合性能优良,预估贮存寿命20年以上,是一种长寿命低易损浇注炸药.     

HMX基含硼铝炸药的释能特性和作功能力

如何有效地运用活性金属来提高炸药的爆炸威力和作功能力是设计金属化炸药的关键问题.为探索B/Al复合粉在增爆炸药和温压炸药中的应用,设计并制备了3种HMX基含硼铝炸药.对Φ100 mm×105 mm样品,用空中爆炸试验和水下爆炸试验研究其能量释放特性;用Φ50 mm圆筒试验评价其作功能力,讨论了微米金属粉含量对含硼铝炸药的释能过程和作功能力的影响.结果表明,空爆和水下爆炸中,在HMX的爆轰作用下,铝粉燃烧能够促进硼粉的后燃效应,释放出大量的燃烧热,形成高温高压的膨胀产物,增加空中爆炸火球的持续时间和水下爆炸的总能量.圆筒试验中,在爆轰产物驱动铜管膨胀破裂之前,没有足够的氧和硼反应,未能体现含硼铝炸药中B的燃烧能量优势.当铜管壁膨胀破裂后,空气中的氧可进一步与B/Al复合粉反应释放大量的燃烧热,增强后效作功能力.     

钛粉对乳化炸药爆轰性能和热分解特性的影响

利用水下爆炸和猛度实验测试了添加不同钛粉含量的乳化炸药的爆轰性能,并与含铝乳化炸药进行了对比;运用微量量热仪对不同乳化炸药样品进行热分析实验,通过计算得到它们的热分解动力学参数。结果表明:含钛量为5%的乳化炸药,比冲量、冲击波能、气泡能较空白乳化炸药分别增加了14.95%、21.74%和19.90%,且冲击波参数随着钛粉含量的增加先升高后降低,在10%时达到最大值;与空白乳化炸药相比,含钛乳化炸药(含钛量为10%时)的猛度提高了17.6%,说明钛粉对乳化炸药的爆轰性能作用效果显著。计算得到含钛乳化炸药的表观活化能为193.48 k J·mol~(-1),较之铝粉和硼粉,钛粉对乳化炸药的热安定性影响作用最小。     

亚微米HMX/FPM2602超细混合炸药的制备工艺研究

采用"超声波、助剂-溶液-水悬浮-蒸馏-成型"和超临界流体反溶剂(SAS)包覆技术研究了亚微米奥克托今(HMX)/氟橡胶(FPM2602)混合炸药造型粉的制造工艺,并用组分分析、扫描电镜(SEM)和傅立叶变换红外光谱(FT-IR)等方法进行了表征,对两种制备工艺得到的混合炸药的起爆性能进行了测试.结果表明,超声波、助剂-溶液-水悬浮-蒸馏-成型由于自身的一些缺点不适合制备超细混合炸药;而SAS包覆技术适合制备超细混合炸药,是一种绿色环保技术.     

VLWR程序计算CHNO炸药爆轰性能碳相态的选择

用VLWR程序预测不同种类炸药爆轰性能参数时用石墨、金刚石和类液态碳三套固态碳参数。用最小自由能原理确定爆轰产物平衡态组份。通过加入固态碳的相态的选择,修改了原VLWR程序中固态碳的自由能计算。用修改后的VLWR程序计算了石墨、金刚石和类液态碳的Gibbs自由能。根据最小自由能原理,从三种碳相中确定了炸药爆轰产物CJ点碳最有可能的相态,计算了炸药的爆轰参数。用有碳相选择的VLWR程序计算了黑索今（ RDX）、奥克托今（ HMX）和太安（ PETN）等12种CHNO炸药的爆轰参数。结果表明：计算结果与实验值吻合较好。     

硼铝金属化炸药的制备及性能表征（英）

以奥克托今(HMX)为基,加入氧化剂高氯酸铵(AP)、硼铝复合粉和粘结剂端羟基聚丁二烯(HTPB),设计和制备硼铝金属化炸药.用扫描电子显微镜(SEM)观测了硼粉、铝粉及硼铝复合粉的外观形貌;用热重-差示扫描量热(TG-DSC)分析了奥克托今(HMX)和高氯酸铵(AP)对硼铝粉热氧化特性的影响,对硼铝粉的反应动力学机理进行了深入了解;为掌握金属化炸药对各种外界能量刺激的安全性以及传播爆轰波的能力, 测试了硼铝金属化炸药的撞击感度、摩擦感度、电火花感度、雷管起爆感度和起爆特性.结果表明,硼铝复合粉中,球形Al粉的表面有许多小颗粒的硼粉;在室温~1000 ℃范围和N2气氛下,虽然压力对HMX和AP的热分解峰温有影响,但是,Al粉和B粉仅发生部分氧化,不能燃烧;硼铝金属化炸药的撞击感度为60%~80%,摩擦感度均为100%,电火花感度为3.83~6.40 kV,可以用8#工业雷管直接起爆,表明无粘结剂的硼铝金属化炸药感度较高,使用钝化HMX和AP后其感度明显降低,添加聚氨酯粘结剂后其感度进一步下降,当聚氨酯粘结剂含量为20%时,HMX基硼铝金属化炸药的撞击感度小于10%,摩擦感度小于30%,显示能满足混合炸药制备及加工工艺的安全要求;此外,直径Φ50 mm的硼铝金属化炸药可以用8#工业雷管直接起爆,能稳定传播爆轰波,表现出较强的后效做功能力.     

24-二硝基苯甲醚基熔铸含铝炸药圆筒试验及爆轰产物状态方程

为明确含铝炸药冲击起爆过程中爆轰产物状态方程参数的确定方法,采用2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)基熔铸含铝炸药RA1（奥克托今(HMX)/DNAN/Al）和对应含氟化锂(LiF)炸药RF1（HMX/DNAN/LiF）开展50 mm标准圆筒试验。利用电探针测速法和光子多普勒速度测试技术获得RA1和RF1炸药的爆速和圆筒膨胀速度,并通过遗传算法和数值模拟技术分别确定两种炸药的爆轰产物状态方程参数。对比RA1与RF1炸药的圆筒速度变化曲线发现：在0~4.6 μs时间内,两曲线重合度较高;在4.6 μs以后,随着铝粉反应量的增加,两曲线出现明显分离。结果表明：铝粉在爆轰阶段反应量很少,反应主要发生在产物膨胀阶段,由此可得在含铝炸药冲击起爆过程中铝粉的反应量可近似忽略,冲击起爆数值模拟时含铝炸药爆轰产物的状态可由对应含LiF炸药的产物状态方程描述。     

Al/AP对复合炸药爆轰性能及能量释放的影响

通过试验和计算得到了RDX基复合炸药爆压、爆速、爆热和爆容等爆轰参数,分析了Al/AP摩尔比对复合炸药爆轰性能及爆轰能量释放的影响规律,得到了相应的经验计算公式.结果表明:随着Al/AP摩尔比的增大,复合炸药的爆热、做功能力示性数减小,而爆压、爆速及爆轰能量转化率增大.     

含TNT注装混合炸药爆轰产物电导率实验研究

改进了炸药爆轰产物电导率的同轴测试系统,测量了TNT注装炸药中加入RDX、Al、KCl等药剂后爆轰产物的平均电导率,得出了不同RDX含量的TNT/RDX炸药平均电导率最大值变化曲线.结果表明:TNT中加入RDX后会减少其爆轰产物的电导率,而加入Al后TNT炸药爆轰产物的电导率明显高于不含Al炸药,加入5% Al粉平均电导率最大值即可增大4倍以上.另外,加入KCl也会增大TNT/RDX混合炸药的电导率.     

Al粉对含铝炸药爆轰性能的影响

为了研究A1粉对含铝炸药爆轰性能的影响,选择以TNT和RDX为基的含铝炸药进行了爆速、爆压和爆热的测量,通过计算得到了含铝炸药的爆轰能量转化率,分析了Al/O摩尔比对爆轰参数及爆轰能量转化率的影响规律.结果表明:随着Al/O摩尔比的增大,含铝炸药的爆压、爆速和爆轰能量转化率均降低,而爆热呈先增大后减小趋势,当Al/O摩尔比为1时,爆热值达到最大.     

硼铝金属化炸药的制备及性能表征（英文）

以奥克托今(HMX)为基,加入氧化剂高氯酸铵(AP)、硼铝复合粉和粘结剂端羟基聚丁二烯(HTPB),设计和制备硼铝金属化炸药。用扫描电子显微镜(SEM)观测了硼粉、铝粉及硼铝复合粉的外观形貌;用热重-差示扫描量热(TG-DSC)分析了奥克托今(HMX)和高氯酸铵(AP)对硼铝粉热氧化特性的影响,对硼铝粉的反应动力学机理进行了深入了解;为掌握金属化炸药对各种外界能量刺激的安全性以及传播爆轰波的能力,测试了硼铝金属化炸药的撞击感度、摩擦感度、电火花感度、雷管起爆感度和起爆特性。结果表明,硼铝复合粉中,球形Al粉的表面有许多小颗粒的硼粉;在室温~1000℃范围和N2气氛下,虽然压力对HMX和AP的热分解峰温有影响,但是,Al粉和B粉仅发生部分氧化,不能燃烧;硼铝金属化炸药的撞击感度为60%~80%,摩擦感度均为100%,电火花感度为3.83~6.40 kV,可以用8#工业雷管直接起爆,表明无粘结剂的硼铝金属化炸药感度较高,使用钝化HMX和AP后其感度明显降低,添加聚氨酯粘结剂后其感度进一步下降,当聚氨酯粘结剂含量为20%时,HMX基硼铝金属化炸药的撞击感度小于10%,摩擦感度小于30%,显示能满足混合炸药制备及加工工艺的安全要求;此外,直径Φ50 mm的硼铝金属化炸药可以用8#工业雷管直接起爆,能稳定传播爆轰波,表现出较强的后效做功能力     

RDX基含铝炸药不同尺寸的圆筒试验及数值模拟

为了研究RDX基含铝炸药在不同装药直径下的做功能力,进行了Φ25.4 mm和Φ50.0 mm两种尺寸的圆筒试验。试验结果表明,爆轰产物相对比容均为10时,Φ50.0 mm比Φ25.4 mm圆筒的膨胀速度提高约4.73%。此外,基于Lee-Tarver点火增长模型,采用有限元动力学程序LS-DYNA对两种尺寸的圆筒试验进行了数值模拟,并与试验结果相比较,确定了该含铝炸药爆轰产物的Jones-Wilkins-Lee状态方程和反应速率方程参数。     

"外嵌内包"微结构的奥克托今/铝复合粒子制备及其应用性能

为改善铝粉在炸药爆轰过程中的动力学条件,采用喷雾包覆法制备奥克托今/铝（HMX/Al）复合粒子,并基于该粒子制备含铝炸药,利用扫描电镜、能谱仪和红外光谱分别对HMX/Al复合粒子形貌、表面元素组成以及化学结构进行表征;通过机械感度、爆热、金属驱动和爆炸罐试验,研究HMX/Al复合粒子基含铝炸药的爆炸性能。结果表明：粒径为13 μm、未经酯类物质清洗及无氟橡胶2603（F2603）预包覆的铝粉有利于形成“外嵌内包”的微结构;HMX/Al复合粒子通过非键作用形成复合结构;制备工艺对撞击感度无显著影响,“外嵌内包”微结构可将HMX/Al复合粒子的摩擦感度由88%降低至12%;HMX/Al复合粒子基含铝炸药的爆热、驱动金属飞片的最大速度和后燃最高温度比传统含铝炸药分别提高5.5%、7.3%和6.4%,证明HMX/Al复合粒子可以使铝粉提前参与爆轰反应,提高铝粉反应完全性。