AP粒度对复合推进剂低速撞击响应的影响研究

为了研究AP粒度对复合推进剂低速撞击响应的影响,采用自行研发的落锤式撞击感度装置对含AP的复合推进剂进行了撞击感度研究,对比了相同组成下含不同粒度AP药柱的撞击响应敏感性,分析了AP粒度对复合推进剂低速撞击响应的影响规律,研究了不同粒度AP反应机理。结果表明,微米级中大粒度AP的复合推进剂更加敏感;AP粒度低至亚微米级,对复合推进剂低速撞击响应更加钝感。     

HTPB基PBX的模量与撞击感度的关系

为改善HTPB基PBX炸药的易损性,研究了炸药的模量与撞击感度之间的关系。通过改变端羟基聚丁二烯（HTPB）基PBX的固化参数与黏结剂的含量,制备了一系列具有不同模量的PBX,利用50％特性落高法对其撞击感度进行测试。结果表明,PBX的撞击感度随抗张模量和压缩模量的下降而降低。从理论上分析了影响撞击感度的模量因素和机理,认为通过调整PBX的力学性能可改善PBX炸药的机械撞击感度。     

添加剂对B炸药安全和爆轰性能的影响

在B炸药中分别添加质量分数1%和3%的123树脂/1DES黏结剂或质量分数5%固化系数为0.6和0.8的HTPB/MDI黏结剂,制备了4种改性B炸药。用大药片落锤撞击试验、电探针和锰铜压力计分别测试了其撞击感度、爆速和爆压,用VLWR程序计算了爆轰性能。结果表明,添加123树脂/DES黏结剂后,改性B炸药的撞击感度降低;添加不同固化系数的HTPB/MDI黏结剂后,改性B炸药的撞击感度升高;添加123树脂/DES和HTPB/MDI后,改性B炸药的密度、爆速和爆压降低,而且添加量越大,其爆速和爆压降低越大。爆速和爆压的计算值与实验值接近。     

HMX颗粒特性对压装PBX苏珊感度的影响

采用苏珊试验测试了HMX基压装PBX炸药在低速撞击下的感度,研究了HMX的晶体品质、颗粒尺寸等对PBX撞击感度的影响。结果表明,HMX晶体品质的提高有利于提升PBX的反应阈值速度;在晶体品质相当的情况下,当HMX颗粒由20μm增大到105μm时,PBX的苏珊撞击响应的阈值速度由47m/s升至59m/s,而撞击响应的程度有一定下降。苏珊试验中存在一个临界撞靶速度(约100m/s),低于该速度,含高品质HMX的PBX反应程度小于含普通品质HMX的PBX;高于该速度,含高品质HMX的PBX反应程度则大于含普通品质HMX的PBX。     

RDX的TNT包覆钝感研究

为降低RDX的机械感度,维持其爆炸性能,研究了用少量TNT包覆RDX的钝感方法。以RDX为主体炸药成分,以质量分数3％～10％的TNT为含能钝感剂,再加入质量分数2％～3％的含能增塑剂和微量水溶性表面活性剂,利用TNT和含能增塑剂在水中不同温度的熔化和凝固结晶,通过水悬浮分散包覆工艺,将TNT和含能增塑剂包覆在RDX颗粒的表面,制得内层为RDX、外层为TNT的双层混合炸药。分析了包覆钝感的工艺条件及炸药包覆后的粒径和SEM的变化情况。研究表明,该RDX—TNT双层混合炸药的撞击感度可降至20％以下,摩擦感度降至28％以下,压制成药柱的密度为1．73g／m^3,爆速可达8400m／s。     

纳米Al对RDX基炸药机械感度和火焰感度的影响

采用机械混合法制备了含纳米Al的RDX基混合炸药,测试了其机械感度和火焰感度,用扫描电镜表征了纳米Al及其炸药的表面形貌,分析了感度变化的原因。结果表明,加入纳米Al后,RDX基炸药的撞击感度、摩擦感度和火焰感度增大;随着纳米Al含量的增加,撞击感度、摩擦感度和火焰感度明显增大;且含纳米Al炸药的撞击感度、摩擦感度和火焰感度均高于含微米Al炸药。纳米Al及含纳米Al炸药均存在微量团聚现象,在一定程度上影响了含纳米Al的RDX基炸药的感度。     

EAK基熔铸分子间炸药的能量和撞击感度

通过水下爆炸试验研究了RDX和HMX对EAK基熔铸分子间炸药水下能量的影响。结果表明,RDX和HMX对EAK基混合炸药起到明显的增能作用,但对含铝和非含铝体系有不同的作用效果。爆速和撞击感度测定表明,EAK—RDX混合炸药爆轰的理想化程度和稳定性及撞击感度随RDX含量的增加而增加。从能量和撞击感度两个方面综合考虑,RDX的较佳加入量应为20％～30％。     

LLM-105炸药粒度及形貌对机械感度的影响

采用感度试验(摩擦感度和撞击感度)测定了高能钝感炸药1-氧-2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪(LLM-105)粒度对于单质炸药机械感度的影响。试验以机械球磨法得到的LLM-105颗粒为研究对象,粒度范围为4-70μm。机械感度结果表明随着LLM-105平均粒径的增大,其摩擦感度和撞击感度均有不同程度的降低。机械球磨得到的颗粒由于表面相对于溶液结晶得到的颗粒表面更为平滑,其摩擦感度和撞击感度也相对较低。     

反应装甲冲击引爆试验研究

研究了HMX基钝感炸药的机械感度.根据测试结果初步确定了反应装甲的装药配方,最终装药配方由改变模拟反应装甲上、下板的材料和厚度以及穿甲弹与反应装甲法线的夹角,用反应起始装药的引爆效果确定.结果表明,钝感炸药的撞击感度、摩擦感度均随HMX粒度的减小而降低,随钝感剂含量的增加而降低;反应装甲的装药配方为HMX97%、钝感剂3%.从理论上分析了炸药粒度变化对机械感度影响的机理,以及在穿甲弹参数和速度一定的条件下,反应装甲装药结构对冲击引爆的影响.     

硬脂酸包覆超细RDX及其撞击感度

为改善超细RDX的性能,采用硬脂酸(SA)为钝感添加剂,获得了以超细RDX为基的钝感混合炸药.通过测试接触角、计算表面能验证其包覆可行性,SA能够包覆UFRDX.用扫描电镜对包覆后的样品进行表征验证,并测试了SA包覆后的超细RDX的撞击感度.结果表明,其表面形貌得到明显改善,SA可降低其撞击感度,说明钝感剂SA的加入是降低炸药撞击感度的有效方法.     

纳米HMX/微米RDX复合炸药撞击感度的性能研究

在超声波的环境下制备了不同配比的纳米HMX(奥克托今)/微米RDX(黑索今)复合炸药,并对纯RDX炸药和自制炸药的撞击感度进行了比较。结果发现,在实验配比范围内,纳米HMX/微米RDX复合炸药比纯RDX炸药敏感,且随HMX含量的增加,撞击感度降低。     

黏结剂对CL-20/FOX-7基PBX性能的影响

为了研究黏结剂对CL-20/FOX-7基PBX性能的影响,分别以Estane、EPDM、ACM、EVA为黏结剂,采用水悬浮法制备了含有不同黏结剂成分的CL-20/FOX-7基高聚物黏结炸药(PBX);采用场发射扫描电子显微镜(SEM)、激光粒度分析仪、X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)对样品结构、形貌和热分解特性进行了表征;使用撞击感度测试仪、摩擦感度测试仪和小型烤燃实验装置测试了不同样品的机械感度和烤燃特性。结果表明,以EVA为黏结剂制备的CL-20/FOX-7基PBX造型粉颗粒密实,表面光滑且没有脱粘外漏现象,包覆粘结效果最好;以EVA为黏结剂制备的PBX活化能较细化CL-20提高了87.75 kJ/mol,较FOX-7原料提高了42.52 kJ/mol,说明使用EVA的PBX热稳定性较原料有一定提升;同时该PBX样品特性落高(H 50)较细化CL-20提高25.6 cm,摩擦感度爆炸概率降低52%,较使用Estane、EPDM和ACM的PBX样品机械感度更低;使用EVA的PBX药柱在升温速率为6K/min的慢速烤燃条件下,烤燃反应等级为燃烧,说明该配方能够达到烤燃安全试验要求,安全性能较好。     

Model of Impact Initiation of Composite Explosive Solid Systems

A model of mechanical initiation of solid explosives, applicable for analysis of sensitivity of individual substances and composite explosives, is developed. The model includes a system of equations of work softening of a high explosive charge under an impact, resulting dissipative heating, and heat release due to chemical reactions between the components of the explosive mixture. The critical parameters and reaction kinetics were numerically calculated for initiation of charges consisting of a mixture of ammonium perchlorate and polymethylmethacrylate. The results are compared to experimental data on sensitivity of this mixture to the impact. Key words: high explosive, impact, explosion, impact sensitivity.     

EPDM对CL-20的包覆及表征

以CL-20为主体炸药、EPDM为黏结剂,采用水悬浮法制备了CL-20基PBX炸药,用SEM、XRD和FT-IR对产物进行了表征,并测试了其撞击感度和热安定性。结果表明,该包覆工艺可使EPDM成功地包覆在CL-20表面,在包覆过程中CL-20晶型没有发生变化。与原料CL-20相比,包覆样品的撞击感度明显降低,特性落高由15.9cm提高到40.7cm,热安定性更好。     

丙烯酸酯橡胶对CL-20的包覆降感及改性

以六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)为主体炸药、分别以3种类型丙烯酸酯橡胶(ACM)(AR-71、AR-12、AR-14)和Estane 5703为黏结剂、以己二酸二辛酯(DOA)为增塑剂,进行分子动力学(MD)模拟。采用溶液-水悬浮法制备了6种CL-20基PBX,采用FE-SEM、XRD、DSC对其进行表征,并测试了其撞击感度。结果表明,ACM和增塑剂包覆在CL-20晶体表面,颗粒呈球形或椭球形,包覆后CL-20晶型仍为ε型。AR-71包覆的CL-20热安定性最好,热爆炸临界温度比Estane5703包覆的CL-20高2.07℃,同时在3种ACM包覆CL-20体系中,CL-20/AR-71体系的热安定性优于CL-20/AR-12和CL-20/AR-14。AR-71对CL-20降感起到很好的作用。增塑剂的引入有效改善了CL-20/AR-71和CL-20/Estane 5703复合粒子的热稳定性。其中CL-20/AR-71/DOA体系的热稳定性和热安全性最好,同时增塑剂也使CL-20/AR-71和CL-20/Estane5703复合粒子的机械感度降低。     

溶胶-凝胶法制备RDX/AlOOH

以氯化铝为前驱物,N,N-二甲基甲酰胺为AlCl3.6H2O和RDX的溶剂,1,2-环氧丙烷为胶凝剂,常温常压下,采用溶胶-凝胶法制备RDX/AlOOH复合炸药,产物用超临界流体干燥后得固体粉末。用扫描电镜和DSC研究了复合炸药的形貌分析和热分解特性。测试了复合炸药的撞击感度、摩擦感度。结果表明,溶胶-凝胶法与超临界流体干燥技术相结合,可以较好地保持凝胶的多孔结构;其热分解过程不同于物理掺杂的混合炸药,DSC曲线上熔化吸热峰几近消失,RDX/AlOOH复合炸药的撞击感度和摩擦感度均较低。     

Detonation Products as a Function of Initiation Strength,ambient gas and binder systems of explosives charges

The way of initiating an insensitive high explosive can influence the start of a detonation reaction remarkably. In order to study the extent of this influence, different boosters and different booster structures for the initiation of explosive mixtures containing TNT and nitroguanidine (NQ) have been used. The experiments have been conducted in a 1.5 m³ containment from which the detonation products could be taken and analyzed. In those cases where we only used a 10 g RDX booster together with a detonation cap no. 8, we had not a complete detonation reaction by initiating cylindrical charges of TNT/NQ and TNT/AN. This means that unreacted TNT was analyzed in the solid residue, mainly consisting of carbon soot. On the other hand, we had a complete detonation using an additional booster of about 18 g detonation sheet, placed on the front side of the cylindrical explosive, having the same diameter as the explosive charge. Another part of the investigations deals with the determination of the influence of different argon pressures on the composition of the detonation gas and the solid residue. Between vacuum and one bar argon a strong change not only of the gas but also of the soot residue was measured. A stronger influence on the products was found using a confinement with glass tubes. The investigation of Al-containing charges exhibited a very different behavior compared with charges without Al. No more influence of vaccum or of different ambient gas pressure could be observed. By investigation of two composite explosive charges (PBX) containing binder systems of different energies and different oxygen balances, a great influence on the reaction of Al was found. The PBX charges with the better O₂-balance containing the energetic GAP-binder reacted nearly completely with the Al, opposite to the charge containing the polyisobutylene (PIB) binder system.     

亚硝酸钠含量对乳化炸药生产安全性的影响

硝酸钠中的少量亚硝酸钠对乳化炸药基质具有一定敏化作用和起泡作用,它使乳化炸药基质感度提高,给安全生产带来隐患。选择使用亚硝酸钠含量较低的硝酸钠,可以有效提高乳化炸药生产的本质安全度。