超声端点反射法检测PBX表面裂纹深度

炸药件表面裂纹对其力学性能及爆轰性能具有重要影响,能否通过加工余量去除表面裂纹,关键在于裂纹深度的准确定量。本研究基于超声波端点反射基本原理,建立了奥克托今(HMX)基高聚物黏结炸药(PBX)表面裂纹深度定量检测方法。设计制作了不同深度裂纹的模拟试块,校验了超声端点反射法裂纹深度定量精度。发现实验测量重复性好,实测深度与真实深度之间的差值小于1.0 mm。对比了含自然裂纹的炸药件超声检测和微焦点CT成像技术检测结果。其裂纹深度结果一致性好,表明端点反射法测量裂纹深度是可靠的。分析了超声检测误差来源。结果表明,超声端点反射法检测的裂纹深度与其裂纹实际深度较接近,误差在±1.0 mm之内。     

基于CT图像的高聚物黏结炸药颗粒边界勾勒算法

为了研究TATB基高聚物黏结炸药(Polymer Bonded Explosive,PBX)内部颗粒边界分布,需要对PBX炸药通过计算机层析成像技术(Computed Tomography,CT)扫描得到的低质量原始图像进行分析,开发自动化炸药颗粒边界勾勒算法.对原始图像利用灰度统计信息和二值化方法计算得到二值化炸药颗粒草图,提出弹性胶囊算法从二值化草图中识别炸药颗粒的粗略边界,再结合形态学变换和分水岭算法识别出更精确的炸药颗粒单像素边界,最后结合灰度值统计数字特征和弹性胶囊粗略边界图信息调整边界宽度与灰度,得到最终边界勾勒结果.将该基于弹性胶囊和分水岭算法的边界勾勒结果与Canny算法、相位一致性算法、经典分水岭算法流程、基于超像素算法等有代表性的图像分割算法输出进行横向比较,结果表明该边界勾勒过程识别的准确度明显更高,并且通过单幅图像确定的算法参数在同批次样品其他图像中同样具有良好的效果,在满足边界提取精度要求的基础上,无需反复调整参数即可处理批量图像数据,缩减人工的投入,证实了自动化边界勾勒算法的实用价值.     

HMX和RDX晶体微细结构μCT表征

利用微焦点CT技术研究了HMX和RDX单晶体和松装大量RDX晶体的微细结构,得到了炸药晶体的三维细微形貌、内部孔隙的定位定量、密度分布等信息,结果显示,结晶品质好的单晶体外观棱角分明,晶面光洁,内部密度均匀,但也有很多微孔隙;而结晶品质较差的单晶体的表面不光滑,棱角不明显,内部孔隙数量多,有较大体积的孔洞,而且密度分布不均匀,有局部密度较高的区域。松装大量炸药晶体平均孔隙率及孔隙数量分布统计表明,经过特定工艺处理过的高品质与其原料相比在各个缺陷大小范围内数量减少,孔隙率减小;在一定程度范围内,越小的孔洞数量越多,但对整个晶体的孔隙率影响越来越小,说明晶体内部微米级以上孔隙是影响晶体密度及其它性能的很重要的因素。     

颗粒RDX填充热固炸药结构特性μCT表征及性能预估（英）

The inner structure characteristic of RDX base thermal solidified explosive was studied by μCT technology and its performance was estimated.     

超声振动切削对炸药模拟材料切削温度的影响

为了解超声振动切削对切削温度的影响,促进该技术在炸药机械加工领域中的应用,对HMX基高聚物粘结炸药(PBX)模拟材料进行了传统切削和超声振动切削的对比试验,测试了已加工表面和刀尖区域的切削温度分布,分析了超声振动切削对切削累积热的作用机制。结果显示:两种切削方式的切削温度均随切削速度、切削深度和进给量的增大而增加,且超声振动切削的增加量更大,给定切削参数下的最高切削温度为78.1℃,较传统切削高31.3℃。分析表明:超声振动切削的生成热低于传统切削,散失热高于传统切削,激振热量的累积是造成切削温度高于传统切削的关键原因;当激振热量大于、等于或小于散失热与生成热变化量之和时,切削温度较传统切削升高、不变或降低。     

α-HMX的太赫兹波吸收特性及理论计算

为完善多晶型HMX光谱学表征,利用太赫兹时域光谱技术开展了α-HMX的太赫兹光谱实验与分析研究。得到了α-HMX的太赫兹吸收光谱与吸收特征峰。以密度泛函理论多种函数模型为基础,开展了α-HMX的分子振动频率计算工作,并对比了各函数模型下的计算值与实验值。结果表明,计算所得α-HMX分子振动频率与太赫兹实验光谱有较好的一致性,太赫兹吸收光谱中的特征峰的形成与分子振动密切相关。α-HMX晶体0.82THz吸收频率是由一对硝基对称摆动形成,1.51THz吸收频率是由另一对硝基对称摆动形成,而1.93THz吸收频率的形成来源于硝基的摆动、扭动以及C—H键的扭动等行为。     

温压作用下α-DNAN的晶体结构及力学性能

采用理论结合实验的方法研究了不同温度和压力条件下α?2,4?二硝基苯甲醚(α?DNAN)晶体结构变化,探讨其应用于平面波透镜低速层的潜力。综合实验(变温X射线衍射、高压拉曼光谱)和理论计算(密度泛函理论、分子动力学)结果表明,在所考察的温度(298～358 K)和压力(0.0001～1.5 GPa)范围内α?DNAN晶体均能稳定存在,没有发生相转移现象。热?力作用下,α?DNAN晶体的a轴方向因存在大量的π?π时,α?DNAN晶体密度随温度升高而降低;0.2 GPa条件下,313 K时α?DNAN晶体的密度较308 K和323 K时低,力学性能也相应较差,说明其晶体结构的变化是压力和温度协同作用的结果。     

第18届国际含能材料发展新趋势研讨会会议报道

<正>第18届国际含能材料发展新趋势研讨会(Proceedings of the 18th Seminar on New Trends in Research of Energetic Materials)于2015年4月15~17日在捷克帕尔杜比采召开,主题是含能材料研究新方法。来自美国、德国、英国、中国、俄罗斯、以色列、土耳其、法国、比利时、瑞典、捷克、波兰等国家的数百位专家学者和青年研究人员参加了会议,其中包括美国洛斯阿拉莫斯国家实验室、德国ICT研究所、英国卡文迪许实验室、俄罗斯科学院有机化学研究所等国际著名研究机构的含能     

高聚物黏结炸药CT图像像素级裂纹识别方法研究

为了有效地提高裂纹识别精准度和改进裂纹表征方法,针对奥克托今(HMX)基高聚物黏结炸药(PBX)CT检测图像存在的暗视野、低对比度、高噪声等问题开展研究。利用裂纹的稀密性和局部方向性,结合非局部均值、拉普拉斯锐化和Gamma校正等方法对CT图像进行预处理,然后运用统计学方法直接提取裂纹特征点集,借助马氏距离对裂纹特征点的局部方向性和裂纹位置、走向及粗细进行判定并推演裂纹的扩展方向,最终通过像素灰度值拷贝实现HMX基PBX的CT图像中完整裂纹的精细识别。在三种PBX热力耦合加载损伤的CT图像上对文中提出的MDCE算法(Mahalanobis distance based crack extraction algorithm)与Canny算法和相位一致性方法开展对比实验研究。结果表明,提出的MDCE算法能清晰准确地提取出多种形态的裂纹,证实了该方法的有效性和高效性,显著提高了裂纹的识别和表征能力。     

红外热成像方法对机加过程温度的监测

红外热成像技术可以测量被测目标的温度场分布,并以图像的形式表示出来。采用红外热成像方法对炸药代用药的机加切削过程的温度进行监测,得到了不同切削速率、切削进深以及有无孔洞缺陷等因素对工件温升的影响规律。试验表明:红外热成像技术可以非接触、实时监测炸药件加工过程的温度场分布并分析温度变化规律,为弹药加工安全性提供了参考。