爆炸粉末烧结微冲击波耗散沉能分析

用多层片组冲击动力模型研究了粉末材料爆炸压实过程中颗粒间碰撞引起的能量沉积和微冲击波的发生、耗散过程.为确定粉末材料在冲击压实过程中由微冲击波耗散而沉积的能量,基于热膨胀形式的固体物态方程,等压推广得到了固体材料的等熵卸载线和相应多孔材料的冲击Hugoniot线;计算并分析了冲击载荷作用下多层片组中微冲击波的产生与耗散规律.结果表明,多层片组在冲击载荷作用下由微冲击波耗散引起的温升是均匀的,以孔隙度为1.33的铜粉为例计算了此温升.     

爆炸压实CuCr合金的压实能与压实密度关系的研究

采用机械合金化工艺合成CuCr预合金粉,爆炸压实工艺制备CuCr合金触头材料。重点研究爆炸压实工艺粉末压实密度与粉末压实能之间的关系。结果表明:爆炸压实工艺制备了密度较高(>92％的理论密度)的CuCr合金;随着单位体积粉末压实能增加,无论长管还是短管,粉末压实密度都是先增加后减小,有一个最大值;对于长管,当压实能为365.815MJ/m3时,压实密度达到最大值(98.65％理论密度);对于短管,当压实能为305.502 MJ/m3时,压实密度达到最大值(98.63％,理论密度);并且CuCr合金粉的压实密度与压实能之间关系符合等式C=0.0022E/(1+0.0045E)。     

薄钢板在CL-20基含铝炸药内爆载荷作用下的变形响应和工程预测

针对圆形钢板在内爆炸载荷作用下的变形响应问题,利用爆炸容器罐进行了一系列以六硝基六氮杂异伍兹烷 (CL-20)基含铝炸药为主的内爆炸试验。以圆形钢板作为容器罐装填口的密封结构来承受装药爆炸冲击载荷,开展了100 g、200 g两种装药量下10%、20%、30%3种不同铝含量的CL-20基含铝炸药内爆炸冲击加载密封钢板的测试试验;建立了密封钢板最大残余变形挠度的工程预测模型。结果表明：铝粉在后燃烧阶段释放的能量对冲击钢板变形能起到一定作用,密封钢板的最大残余变形量取决于炸药内爆炸初始冲击波的有效冲量（正相位冲量）;对于200 g装药量,随着铝含量由10%升至30%,初始冲击波有效冲量依次降低6.9%和7.8%,钢板的变形和失效程度减小,最大残余变形挠度依次减小5.3%和7.5%.     

提高硼粉的爆炸反应性研究

为了有效提高含硼炸药的爆轰能量,基于影响硼粉反应性的因素,通过选择粒度及纯度、添加活泼金属、制备含硼储氢合金、使用含氟粘结剂等技术手段,改善了爆炸过程中硼粉的氧化,提高了硼粉的爆炸反应性。水下爆炸试验结果表明,上述技术途径均能有效提高含硼炸药的爆轰能量释放。     

含硼炸药的能量输出特性研究

为了有效提高炸药的爆轰能量,基于硼粉具有约2倍于铝粉的体积热值和质量热值的特点,进行了含硼金属化炸药的水下和空中爆炸能量输出特性测试,研究了硼粉的加入对含铝金属化炸药能量大小及输出结构的影响.试验结果表明,硼粉在爆轰过程中的能量释放主要用来提高水下气泡能和空爆火球的持续时间.     

双元复合炸药装药水下爆炸能量输出特性

选择GH-1和GUHL-1两种炸药及内外层和上下叠加两种典型的双元装药结构,测量了水下爆炸冲击波超压-时间历程,研究不同双元装药水下爆炸的能量输出结构,并与单一配方装药进行了对比.实验结果表明: 同样化学组成下,采用双元炸药装药结构,能够改变水下爆炸测点处的爆炸载荷,减少冲击波在传播过程中的能量损失,提高能量利用率; 其中采用外层高爆速炸药,内层非理想炸药的同轴内外层双元装药结构,比单一配方装药的比气泡能提高22.4%,而且两部分装药之间产生了能量耦合效应.     

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.     

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.     

储氢材料在乳化炸药中的应用

乳化炸药具有安全、环保、稳定的特点,但爆炸威力较低,破岩效果不太理想。为了改善乳化炸药的爆炸性能,向乳化基质中添加储氢材料来提高乳化炸药的作功能力。通过水下爆炸实验和猛度测定实验,研究了两种储氢材料敏化的乳化炸药爆炸能量输出特性,并与玻璃微球敏化的传统乳化炸药进行比较。研究结果表明：储氢材料能够显著改善乳化炸药的爆炸特性,其中储氢材料A敏化的乳化炸药能量增加了32%,储氢材料B冲击波衰减时间增加了42%。储氢材料水解产生的物质产生的H2参与爆炸反应,因此其总输出能量会大于现有乳化炸药的输出能量。储氢材料在乳化炸药中起到了敏化剂和含能材料的双重作用,对新型乳化炸药设计具有指导意义。     

爆炸法制备超分散石墨的初步研究

介绍了用纯TNT及TNTRDX(8020)两种炸药爆炸的方法合成纳米级石墨粉末的初步结果,爆炸后在容器内收集到的黑色固体产物中碳的含量达912%,XRD和TEM的结果表明此黑色固体产物为石墨,颗粒尺寸分布在2～22nm之间。相对炸药量的得率:纯TNT为16%、TNTRDT(8020)为13%。     

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。     

低附带毁伤弹药的炸药/钨粉质量比对钨粉抛撒特性的影响

为研究低附带毁伤弹药的炸药/钨粉质量比对钨粉抛撒速度的影响,根据爆炸力学相关理论,建立了描述炸药/钨粉质量比与钨粉抛撒初速理论关系的模型。为分析钨粉的轴向速度,用AUTODYN-3D软件对炸药/钨粉质量比为0.0335~0.3636的7种方案进行了数值仿真,分析、对比了不同方案的钨粉轴向抛撒速度。为了验证钨粉抛撒初速与质量比的理论模型以及不同炸药/钨粉质量比的钨粉抛撒初速仿真结果,进行了炸药/钨粉质量比为0.0335、0.0875、0.2113的3发低附带模拟弹试验。结果表明,钨粉的抛撒初速与炸药/钨粉质量比呈非线性递增关系,增大炸药/钨粉质量比可有效地增大钨粉的速度,但炸药/钨粉质量比大于0.1734后,对钨粉的速度的提高作用就开始减小。钨粉抛撒初速的数值仿真结果和理论计算结果与相同质量比下的试验结果较吻合。     

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.     

含铝炸药水下爆炸及其对舰船毁伤的数值模拟

炸药对舰船的毁伤效果是考核炸药配方是否合理的重要依据之一。为了研究含铝炸药的铝氧比对舰船毁伤的影响,通过数值模拟的方法研究了黑索今基含铝炸药的能量输出对舰船的毁伤效果,从位移、加速度、应力和应变四个方面对舰船毁伤效果进行评估。结果表明,在近场范围内,随着铝氧比的增加,舰船总体毁伤效果和局部损伤效果呈先增大、后减小的趋势,并且在铝氧比为0.36时,炸药对舰船的毁伤效果最佳。依据铝氧比和能量释放规律的关系可以得出,近场冲击波能是舰船毁伤的主要原因。     

铝薄膜含量对RDX基铝薄膜炸药水下爆炸性能影响

将传统含铝炸药中的铝粉用铝薄膜代替,得到铝薄膜炸药。用水下爆炸对比实验得到了铝薄膜含量为10%~40%的混合炸药与黑索今(RDX)在不同位置的压力-时程曲线。经过分析与计算得到了不同铝薄膜含量混合炸药的压力峰值、冲量、比冲击波能、比气泡能。结果表明:铝薄膜含量为10%时,铝薄膜炸药冲击波冲量相对于RDX提高了9%~9.5%,铝薄膜炸药比冲击波能相对于RDX提高了9%~12%。铝含量对铝薄膜炸药水下爆炸性能的影响不同于传统含铝炸药,主要由铝薄膜炸药的药柱结构与铝薄膜反应程度引起。     

ETPE黏结剂对RDX-Al体系的包覆研究

为了研究以3,3-双叠氮甲基氧杂环丁烷(BAMO)与3-叠氮甲基-3-甲基氧杂环丁烷(AMMO)为基合成的含能热塑性弹性体(ETPE,数均分子量在20000左右)作黏结剂对黑索今(RDX)-铝粉(Al)体系炸药造型粉感度的影响,对ETPE,RDX和Al粉三者的接触角进行了测定,由接触角结果计算出ETPE与RDX和Al粉...     

动能块对屏蔽B炸药冲击引爆效应研究

研究动能块对屏蔽B炸药冲击起爆机制与临界起爆速度.采用AutoDyn-3D仿真软件,对钨合金动能块撞击不同盖板厚度屏蔽装药仿真计算,获得着角0°~80°动能块引爆屏蔽装药临界起爆速度,拟合获得速度与着角函数关系.结果表明,临界起爆速度在盖板不同厚度条件下随着角增大非线性变化.着角大于40°起爆阈值速度随角度增加而增大,但增速不同;着角小于40°盖板厚度大于10 mm速度随着角增大而减小,盖板厚度10 mm屏蔽装药临界起爆速度具有随机性.     

光纤对激光起爆系统的影响

介绍了激光起爆系统中所使用的光纤 ;通过实验研究了光纤对 CP炸药起爆阈值和 B/ KNO3点火阈值的影响 ;对光纤直径关系与能量阈值的关系进行了实验分析和理论探索     

粉末药型罩射流速度的近似计算方法

针对粉末药型罩射流速度低于相应密实材料药型罩的现象, 首先从理论上分析了药型罩多孔材料特性对爆轰产物作用压力和能量的影响;然后提出了把经典的射流速度计算模型用于粉末罩的修正方法;最后得到了粉末罩射流速度的近似计算方法,通过试验进行了验证.