粒度对CL-20基炸药油墨临界传爆特性的影响

为研究微笔直写沉积装药技术条件下,炸药粒度对六硝基六氮杂异伍兹烷(CL?20)基炸药油墨临界传爆厚度的影响规律,分别采用机械球磨法和溶剂?非溶剂法对原料CL?20进行细化,得到了三种不同粒度的CL?20炸药,以水性聚氨酯(WPU)和乙基纤维素(EC)组成双组份粘结分散体系,制备了适用于微笔直写沉积装药工艺的CL?20基炸药油墨。分别采用激光粒度分析仪和扫描电子显微镜(SEM)对制备的CL?20炸药及相应的油墨成型样品的粒度分布和形貌进行了表征;采用X射线衍射仪(XRD)对油墨成型样品中CL?20的晶型进行了测试;利用楔形装药炸痕法测试了不同粒度CL?20炸药油墨样品在装药宽度为1 mm时的临界传爆厚度。结果表明:机械球磨法制备的两种CL?20炸药呈近球形,表面光滑,中值粒径分别为140 nm和1.5μm,油墨成型样品呈蜂窝状,分散效果较好,横切面均匀致密;溶剂?非溶剂法制备的CL?20炸药呈纺锤形,中值粒径为15μm,油墨成型样品分散效果较差,炸药颗粒与粘结体系难以形成复合结构;XRD测试结果表明三种炸药油墨样品中CL?20均为ε型;成型油墨样品在装药宽度为1 mm时的临界传爆厚度随着CL?20粒度的减小而减小,最小可达69μm,表明减小CL?20炸药的粒度能够显著增强其临界传爆性能。     

Viton/PVA粘结剂乳液的设计及其在炸药油墨中的应用

为进一步提高悬浮型炸药油墨的成型效果,以26型氟橡胶(Viton)的乙酸乙酯溶液为油相,聚乙烯醇(PVA)的水溶液为水相,吐温-80(Tween-80)和十二烷基硫酸钠(SDS)为复合乳化剂,设计了一种"O/W"(水包油)型粘结剂乳液。采用SPSS数据分析软件设计了L_(25)(5~6)正交实验,对乳液制备中各组分的含量和配制工艺进行了优化,并对分析优化后的结果进行了实验验证,以乳液的静置稳定性为指标评价了乳液的稳定性。采用光学显微镜测试了乳液的微观结构。利用乳液作为粘结剂体系,六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)为主体炸药配制悬浮型炸药油墨,对炸药油墨进行了直写图案和晶型分析。结果表明,Tween-80/SDS质量比为1∶2、乳化剂(占乳液总质量)的质量分数为2%、水相、油相的浓度比2∶1,搅拌时间为30 min、乳化温度为20℃、搅拌速度为350 r·min~(-1),较有利于维持粘结剂乳液的稳定,通过优化实验条件制备的乳液粘合剂体系可以稳定约360 h。乳液分散相液滴的大小为20～120μm,分布较均匀,无明显团聚现象。配制的炸药油墨书写流畅、不堵塞直写针头且CL-20基炸药油墨复合物的晶型未改变。     

HMX基O/W型悬浮油墨的喷墨打印成型及性能

为探究乳液型炸药油墨与喷墨打印工艺结合的可行性,设计了以氟碳树脂（FEVE）的乙酸乙酯溶液为油相,聚乙烯醇（PVA）水溶液为水相的水包油（O/W）型双组分黏结剂体系,并选用微纳米HMX为主体炸药,制备O/W悬浮型炸药油墨进行了喷墨打印。采用电子密度测试仪、激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、纳米压痕仪、同步热分析TG-DSC、撞击和摩擦感度测试仪对喷墨打印成型样品的密度、形貌、力学性能、热安全性能、撞击感度和摩擦感度进行了表征,对喷墨打印成型样品的爆速和临界尺寸进行了测试。结果表明：喷墨打印成型样品表面较平整,线平均粗糙度为7.346 µm,且内部颗粒分布紧实,内部的HMX未转晶,热稳定性及力学性能较好。样品的实测密度为1.5326 g·cm^-1（83%TMD）;样品的撞击能为7 J,摩擦荷重为144 N,截面尺寸1 mm×1mm打印样品的爆速为7076 m·s^-1和临界尺寸为1 mm×0.087 mm,具有优异的安全性能和微尺度爆轰性能。