防潮黑火药制备与性能研究

为解决黑火药长期贮存中因吸湿引起的性能变化问题,分别以氟橡胶、虫胶为防潮剂,TNT、RDX为感度和能量调节剂,设计了3种防潮黑火药的配方。以丙酮为溶剂,采用溶剂蒸发-重结晶法制备防潮黑火药,并对其吸湿性、机械感度、5s延滞爆发点等进行测试。结果表明：防潮黑火药的最佳配方为：w_黑火药∶w_虫胶∶w_TNT=97.5∶2.0∶0.5;相比原料黑火药,该防潮黑火药的吸湿性降低了1.7%,撞击感度相同,摩擦感度降低了4%,5s延滞爆发点降低了5℃,而堆积密度、静电感度、爆热基本不变。研究表明设计的防潮黑火药提高了黑火药防潮性能及安全性能。     

钝感包覆发射药燃料性能研究

使用新型聚合物型钝感剂制备了多种钝感、增能及增能钝感包覆发射药样品，进行了密闭爆发器、爆热及１４．５ｍｍ机枪弹道试验等方面的性能测试，讨论了钝包覆发射药的燃烧性能。     

无木炭型黑火药研究

以酚酞和氢氧化钾的反应物替代木炭，通过调整硝酸钾、硫磺、酚酞及氢氧化钾的混合比例对无木炭黑火药配方进行优化设计，对比研究了普通黑火药与无木炭黑火药在机械感度、静电火花感度、热分解过程及输出特性等方面的差异。研究认为：无木炭黑火药的机械感度、静电火花感度、爆发点比普通黑火药低，而且安全性好，做功能力强，输出稳定性高。     

聚氨酯黏合剂包覆球形ADN的性能研究

为降低球形二硝酰胺铵(ADN)的吸湿性,采用聚氨酯黏合剂对其进行包覆。用扫描电镜(SEM)和称重法分析了包覆后ADN的表面形貌和吸湿性,结果表明,聚氨酯黏合剂在ADN表面形成絮状的包覆膜,使包覆后ADN的吸湿率明显小于包覆前ADN,在相对湿度60%以下,包覆后ADN在空气中暴露30天时吸湿率仅0.136%,吸湿率不随时间增加。热分析和机械感度测试表明,聚氨酯黏合剂对ADN的熔点、分解峰温、分解热焓的影响较小,但使ADN的机械感度增加,包覆前后ADN的摩擦感度分别为30%和60%,撞击感度(H50)分别为30.5cm和27.8cm。     

黑火药的热分解过程与反应动力学参数研究

应用差示扫描量热计和热重分析仪,在5℃·min-1、10℃·min-1、20℃·min-1和40℃·min-1升温速率下分别测定了黑火药及其生产用原材料的热分解曲线。在实验结果对比分析的基础上,推导出黑火药体系的最可几反应机理,指出黑火药热分解过程中硝酸钾、天然木炭以及工业硫磺的相互作用,并运用Kissinger方程求解了黑火药发生热分解时的活化能与指前因子,分别为98.5kJ·mol-1,173.4kJ·mol-1和5.6s-1,11.1s-1。     

高级脂肪酸酯类化合物包覆RDX的研究

为了解高级脂肪酸酯类化合物对黑索今(RDX)性能的影响,以RDX为主体,分别添加质量分数为3%和5%的2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇四月桂酸酯(BHDBTL)、2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇四硬脂酸酯(BHDBTS)和2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇四(12-羟基硬脂酸酯)(BHDBTHS)包覆RDX,制备了6个钝感RDX配方。用红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)、激光粒径分析、差示扫描量热分析(DSC)表征了包覆前后RDX的结构和性能,并依据GJB772-1997测试了其机械感度。结果表明,被5%BHDBTL,BHDBTS,BHDBTHS包覆的RDX比表面积分别由0.0374m2·g-1增大至0.173m2·g-1、0.344m2·g-1、0.328m2·g-1;包覆后RDX的分解热提高,当包覆剂为5%BHDBTHS时,RDX的分解热由1479.1J·g-1提高至1912.5J·g-1;当包覆剂为5%的BHDBTL、BHDBTS和BHDBTHS时,包覆后RDX的撞击感度分别为28%、48%、52%,摩擦感度分别为20%、60%、48%。     

高品质HMX的包覆降感技术

为进一步降低高品质HMX的感度,采用石蜡(W)、热塑性聚氨酯(TPU)等材料为钝感包覆剂,对高品质HMX(D-HMX)进行了表面包覆.先通过测试接触角、计算表面能验证了W及TPU等材料包覆D-HMX的可行性.用SEM、XPS对包覆效果进行了表征,对包覆前后样品的机械感度进行了测试和对比.结果表明,W及W与TPU的复合可对D-HMX进行完整的包覆,使D-HMX的撞击感度由80％降低16％,而摩擦感度由72％进一步降低到4％,获得钝感复合炸药粒子;W在非水介质Novec7200中对D-HMX的包覆度更高,撞击感度降至0％,降感作用更好.     

炭的品种对黑火药燃烧速度的影响

对用木炭和／或石炭制成的黑火药的燃烧速度进行了对比试验,确定了两种体系的燃烧模型,并从应用的角度对混合体系的燃烧速度进行了测试、分析。     

沉淀聚合包覆硝酸铵的吸湿性研究

在环己烷介质中采用丙烯腈单体沉淀聚合反应对硝酸铵进行了包覆,测试了包覆前后硝酸铵的吸湿性、结块性,利用扫描电子显微镜观察了包覆效果,利用接触角测试仪测量了AN在不同测试液中的接触角,分析了改性后硝酸铵吸湿性降低的原因和机理。     

不同包覆方式包覆火药的燃烧性能

对基药、侧面包覆火药、端面包覆火药以及全包覆火药的燃烧性能进行了研究。分析了这几种不同包覆方式包覆火药在定容燃烧状态下的ｐ～ｔ曲线、ｄｐ／ｄｔ～ｔ曲线、Ｌ～Ｂ曲线及ｄψ／ｄｔ～ｐ曲线的变化规律，得出了包覆火药发生作用的机理，并分析了不同包覆方式包覆火药的燃气生成规律。     

基于最小自由能原理设计黑火药组成

应用最小自由能原理计算了不同配比黑火药的燃烧平衡产物和热力学参数,对数值模拟结果进行定性分析。从反应动力学的角度探究燃烧机理,并以爆温、火药力、产物成分为取向,设计出低腐蚀、低污染的环保型黑火药配方。还就其燃烧产物、p-t曲线与传统黑火药进行了对比。     

无硫黑火药的热分解动力学研究

用差示扫描量热仪,在四种升温速率下,测定了KNO3/C=65/30,KNO3/C=75/15两种组分配比的无硫型黑火药的DSC曲线,并与普通黑火药的热分解数据与热行为进行了对比.在实验结果对比分析的基础上,运用Kissinger、Ozawa和(S)atava-(S)esták方程求解了黑火药发生热分解时的活化能和指前因...     

黑火药致密化成型及数值模拟分析

为研究黑火药致密化成型过程和压制工艺参数对黑火药致密化的影响,对不同工况下黑火药压制成型数值模拟进行分析.通过进行黑火药压制实验,建立黑火药压制成型的计算模型,采用非线性有限元计算方法,运用MSC.Marc有限元软件对黑火药压制成型过程进行数值模拟,提出黑火药致密化成型规律,得出黑火药药饼位移、相对密度分布等相关数据,模拟结果与实验规律基本一致.该研究可为制定和优化实际黑火药压制工艺提供依据.     

低烟雾信号特征的无硫黑火药研究

采用重结晶法制备了K0.333(NH4)0.667NO3复盐,运用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)能谱和差热分析(DSC)等方法对复盐的微观形貌和晶体结构进行了表征。运用最小自由能原理,以燃烧温度、燃烧热、平衡态固相产物含量为目标函数,计算了K0.333(NH4)0.667NO3/C12H4O2体系燃烧热力学参数,设计出低烟雾输出点火药配方,对优化后配方的火焰感度、燃烧热效应进行了对比测试。结果表明:两种氧化剂达到了在分子间的均匀混合,晶型有序性高,热分解特征温度降低。与KNO3/C12H4O2点火药相比,K0.333(NH4)0.667NO3/C12H4O2点火药的火焰感度、燃烧热效应的降低值小于10%,而燃烧固相产物含量大幅度降低,烟雾信号特征减弱,对1.06μm激光的衰减率下降了73.9%。     

Mg-Al/黑药高能点火药研究

为了解决黑药在点火能力、吸湿性等方面存在的问题,制备以黑火药组分为基础,以Mg-Al合金粉为燃烧剂,硝化棉为粘结剂的新型高能点火药,并对其性能进行了测试分析;结果表明:该新型高能点火药与黑药相比燃烧热增加75%,比容增加80%,火焰感度、机械感度有所下降,吸湿性有所降低。     

AP包覆超细硼粉的改进方法

采用沉积法,以甲醇、丙酮为溶剂,AP为主要原料,对超细硼粉进行包覆。研究了溶剂、蒸发速率及氨基硅烷偶联剂对包覆效果的影响,并采用红外光谱、热分析、原子力显微镜、透射电镜等手段分析了包覆效果。结果表明,最佳的蒸发速率为10g.h-1;包覆前先对硼粉进行硅烷偶联剂预处理,会使硼粉的表面沉积更均匀,包覆效果更好;包覆后硼粒子表面规整,而且外表面存在较明显的包覆层。     

微粉石墨在燃烧型抗红外烟幕中的应用

研究了微粉石墨红外消光性能及其在燃烧型抗红外烟幕中的应用。结果表明:微粉石墨在不产生凝聚的条件下,粒径越小,其红外消光效果越好。石墨作为成烟物质用于燃烧型抗红外烟幕时,存在燃烧损失,在相同烟幕剂配方中,石墨添加量从20%降至5%,用有机物B做可燃物时,石墨燃烧损失从31.6%增至57.6%;用金属C做可燃物时,石墨燃烧损失从44.6%增至80.5%。为提高石墨利用率,在氧化剂A、有机可燃物B和20%微粉石墨组成的抗红外烟幕剂配方中,加入5%市售炭黑,同原配方相比,炭黑的加入能够有效抑制石墨燃烧和提高烟幕中石墨的红外消光能力。     

黑火药的改进研究

在注重环保的当代，安全、无毒、无环境污染烟火药剂已经成为烟火药剂研究发展的方向。本文讨论了黑火药的改进方法，即在去掉原有的硫磺基础上改变氧平衡、改变可燃物的种类和含量，从而得到了环保型黑火药。