用硝酸结晶制备Ⅲ级RDX技术

研究了在硝酸中结晶的方法制备Ⅲ级RDX工艺 ,通过确定“析晶点”、保温时间和分步稀释速度 ,掌握了在强酸介质中重结晶过程中降低产品酸度和控制产品粒度的关键技术。     

超声和喷雾辅助制备微米球形化RDX

采用超声喷雾辅助重结晶装置对RDX进行重结晶研究,以二甲基亚砜为溶剂,纯净水为非溶剂,制备了微米球形化RDX。用扫描电镜和激光粒度分析仪对RDX的形貌和粒度进行了表征,并测试了样品的热分解性能和撞击感度。结果表明:制备的样品呈球形,颗粒分布均匀,中值粒径为2.65μm;和原料相比,重结晶RDX的撞击感度明显降低,特性落高(H50)由21.51cm升高到36.43cm。经过该重结晶工艺,RDX的活化能和热爆炸临界温度略有升高。     

微流控结晶系统制备窄分布微米级硝胺炸药

为了在安全临界尺度下实现炸药结晶的调控与批量生产,基于微流控技术组建了ZS-1型微流控结晶系统,并选用二甲亚砜（DMSO）和去离子水分别作为溶剂与反溶剂,通过改变两相流量比、炸药相浓度与总流量等结晶过程参数,在微尺度下进行了环三亚甲基三硝胺（RDX）的粒度控制研究和环四亚甲基四硝胺（HMX）的粒度与晶型控制研究,探索了结晶参数的高通量筛选。在ZS-1型微流控结晶系统上进行了微米级RDX的批量制备实验。结果表明,经系统重结晶细化的RDX样品的D₅₀为3.35 μm,跨度（粒径分布）为0.956,纯度为99.80%,平均粒径较原料RDX缩小了22.2倍,且产量可达每小时百克量级,验证了微尺度下窄分布微米级炸药批量制备的可行性。     

超临界流体增强溶液扩散技术制备超细RDX

采用超临界流体增强溶液扩散技术(SEDS法)对RDX进行重结晶细化。探索实验确定N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,浓度为20%。通过正交试验L9(34)和单因素试验研究分析了影响细化效果的诸多影响因素。结果表明:选择合适的溶剂是避免形成片状或针状晶体的关键。影响结晶效果的因素依次为压力、CO2流速、溶液流速和温度。在流体密度接近液体密度时,CO2流速与溶液流速之比直接影响粒状晶体所占比例及粒度的大小,但浓度最终决定晶体粒度大小。扩试工艺条件是浓度26.7%、温度35℃、压力9.0 MPa、溶液流速2 mL·min-1和CO2流速6 kg·h-1。在此条件下,得到的RDX晶体边缘光滑、形貌规则趋于球形,粒度在为3~5μm、粒度分布均匀、流散性良好,制备量可达32 g·h-1,且机械感度显著降低。     

小尺寸LLM-105的重结晶控制方法研究

采用溶剂-非溶剂重结晶法研究了影响LLM-105晶体形貌和粒度大小的因素及影响觃律,选取浓硫酸为溶剂、水为反溶剂,采用反加法研究了溶剂反溶剂体积比、结晶温度、搅拌速度等主要因素对结晶形貌和粒度的影响。结果表明,在搅拌速度500r·min-1、溶剂非溶剂体积比2:15、结晶温度65℃的条件下,重结晶得到的LLM-105晶体形貌觃则,棱角圆滑,长径比在1~1.5之间,粒度均匀,粒度分布在1~10μm之间,平均粒径D50为4.48μm;放热峰温352.9℃,较原料提高了7.2℃,热安定性更好;机械感度降低,撞击感度和摩擦感度分别下降了80%和59%。     

SEDS技术制备亚微米RDX的喷嘴结构设计

为了制备粒度分布窄的亚微米黑索今(RDX)球形颗粒,设计出一种适用于超临界流体增强溶液扩散(SEDS)技术的喷嘴。该喷嘴利用气流雾化原理,在结构上采用环缝、微孔湍流区等技术,使CO2流体在喷嘴内高速流动,解决了常规内部混合喷嘴易堵、制备粒度大等问题。经实验验证,在相同工艺条件(温度35℃、压力10MPa、CO2流量15kg·h-1、RDX溶液流量2mL·min-1)下,采用法国SFP2超临界萃取仪原装内混式喷嘴制备出分布区间3~15μm的微米级RDX球形颗粒,制备过程易堵;采用新结构喷嘴(中心孔内径及其壁厚值均为0.1mm、环缝宽度为0.1mm、湍流区长径比为10∶1、压力差为1MPa)制备出的RDX粒度分布区0.1~2μm、平均粒度660nm、粒度形貌好、无团聚的亚微米RDX球形颗粒,制备过程顺畅,解决了易堵问题。     

粒径150～180μm球形RDX生产工艺

为了制备粒径为150～180 μm 球形RDX,研究了RDX在浓硝酸中重结晶的工艺条件.粒径150～180 μm 球形RDX生产工艺条件为: RDX 35 kg,浓硝酸(97%)135 kg,搅拌速度为240 r·min-1,一次稀释剂为50%稀硝酸,加入量80 kg ,滴加速度为8 kg·min-1,温度45 ℃,保温10 min;二次稀释剂(水)用量126 kg,加入速度14 kg·min-1,温度55 ℃.采用新工艺生产的RDX晶体中,粒径150～180 μm 含量达到69.3%.     

用硝酸结晶法制备Ⅲ级RDX技术

研究了在硝酸中结晶的方法制备Ⅲ级ＲＤＸ工艺,通过确定“析晶点”,保温时间和分步稀释速度,掌握了在强酸介质中重结晶过程中降低产品酸度和控制产品粒度的关键技术。     

六硝基六氮杂异伍兹烷的粒度控制生产工艺

六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)的粒度和形貌对其感度、安全性以及填药密度有重要的影响。研究通过控制和优化重结晶工艺条件,分别探索超声辅助重结晶法和反溶剂法中不同因素以及搅拌器类型对CL-20晶体粒度的影响。在超声辅助重结晶法中,考察了超声连续震动和间歇震动频率以及不同超声频率(20~40 kHz)对生产小粒经产品的影响;在反溶剂法中,以乙酸乙酯和三氯甲烷为良溶剂和不良溶剂,考察了三氯甲烷滴加速度(20、50、100 mL·h^-1)、三氯甲烷与乙酸乙酯滴加量比例(1∶1、1∶2、1∶3),重结晶时间(24、48、72 h)以及重结晶温度(30、40、50℃)对大粒径产品的影响。通过设计正交试验,确定了最优条件;在对搅拌器对产品影响的研究中,选择了四直叶开启涡轮式、六直叶涡轮式和双层分散盘三种搅拌器类型以及相应的多种转速对产品的粒度和形貌的影响。结果表明,间歇超声辅助重结晶可显著减小晶体粒度,采用频率40 kHz,每震动30 min,停5 min的超声方式,可以获得平均粒度为14μm的CL-20颗粒;反溶剂法控制粒径的研究中,结晶时间72 h、结晶温度30℃、三氯甲烷滴加速度为20 mL·h^-1、滴加量为150 mL时,可获得大粒径的CL-20产品(平均粒度为140μm);采用双层分散盘制备的CL-20晶体外形为类球形,表面光滑均匀,粒径在40~100μm之间可控。对比四直叶开启涡轮式和六直叶涡轮式搅拌器制备的晶体,采用双层分散盘制得的产品撞击感度和摩擦感度较低,撞击感度特性落高值和摩擦感度爆炸概率分别为23.5 cm和44%。     

硝酸脲与黑索今混合炸药的制备及性能研究

为解决黑索今(RDX)生产工厂的废硝酸再利用问题,在RDX生产过程中不分离出RDX,而是直接加入一定量尿素水溶液,废硝酸与尿素反应生成硝酸脲后,使RDX和硝酸脲共同结晶,生成RDX与硝酸脲共结晶的混合炸药。得到两大类型的混合炸药:Ⅰ型混合炸药(含RDX 10%~20%)的综合爆炸性能优于现有的铵梯、乳化及粉状工业炸药;Ⅱ型混合炸药(含RDX 40%)的爆炸性能与TNT相当。该混合炸药的制造工艺简单,RDX生产过程的废酸污染问题得到了改善。     

球形DDNP制备方法的改进研究

为了改善现有DDNP的质量,提高其流散性、耐压性,采用硫化钠直接还原苦味酸,代替传统的碳酸钠中和、硫化钠还原制取氨基苦味酸钠,采用自主研制的F-1晶形控制剂代替传统的连苯三酚,并且循环使用部分废水,制备出了球形DDNP.结果表明,新制备的球形DDNP的平均粒径大于350μm,表观密度为0.75～0.90g/cm~3,其耐压性大于40MPa,流散性好,对RDX的极限起爆药量为0.15g;并且,DDNP得率提高4%～8%,达到64%～65%(以苦味酸作为分母),产品的总废水量降为70～85kg/kg(以DDNP作为分母).     

RDX粒度对硝胺发射药力学性能及燃烧性能的影响

为研究黑索今(RDX)粒度对硝胺发射药力学性能及燃烧性能的影响,设计了RDX质量百分数为25.0%,平均粒径(D50)为30,50,150μm的3种硝胺发射药,采用摆锤式简支梁冲击试验机、落锤试验仪与密闭爆发器分别研究了其抗冲击强度、破碎情况及燃烧性能。结果表明,随着RDX粒度由150μm减小至30μm,发射药的低温(-40℃)抗冲击强度由3.46 J·cm~(-2)提高至8.99 J·cm~(-2),在落锤冲击(锤重5 kg,落高80 cm)作用下破碎度由96%降低到18%。RDX的平均粒径(D50)为30,50μm和150μm时,发射药的燃速压力指数分别为0.985、0.996和1.063。RDX粒径为30μm或50μm时,发射药u-p曲线较光滑,发射药燃烧稳定;RDX粒径为150μm时,在100~150 MPa、150 MPa~p_(dpm)的两个压力段范围内,燃速压力指数由1.125变为0.612,显示燃速压力指数存在突变,发射药燃烧不稳定。     

快热作用下带壳梯黑铝炸药快速燃烧实验研究

为了获得快速热作用下铸装梯黑铝炸药热响应特性,并确定光纤探针用于测定熔铸型炸药快速燃烧过程化学反应阵面传播速度的可行性。采用快速加热装置加热钢制圆管,作用于内部梯黑铝炸药,以光纤探针测定炸药化学反应阵面传播速度和轨迹。结果表明:在230 MPa的管体约束强度、开口端加装端盖情况下,装填长度为400 mm的梯黑铝炸药化学反应阵面最大传播速度约为1 000 m/s;开口端未加装端盖时,最高传播速度约为500 m/s;两种情况中炸药都没有发生完全爆轰。因此,快速热作用下带壳铸装梯黑铝炸药热响应状态为快速燃烧,光纤探针能够准确测定小于1 000 m/s的熔铸型炸药化学反应阵面传播速度。     

PVA包覆纳米RDX的界面化学研究

利用DCAT21型动态接触角测定仪测定了纳米RDX（200～400 nm）的接触角和PVA溶液的表面张力。计算了纳米RDX的表面能及与PVA的粘附功,结果表明RDX与PVA之间的粘附功较大,铺展系数S〉0,能较好地铺展于RDX表面。用水悬浮法,以PVA作为包覆剂对纳米RDX进行了包覆。扫描电镜（SEM）分析表明：RDX/PVA（97/3）造型粉颗粒呈短棒状,颗粒比较圆滑,流散性较好粒径在3～5μm;傅立叶变化红外线光谱（FT-IR）分析表明：PVA与RDX之间属于物理包覆。     

黑索今粒度及粒度级配对高分子粘结炸药冲击波感度的影响

采用小隔板试验(SSGT)测定了主体炸药黑索今(RDX)粒度和粒度级配对不同密度的RDX/F2641(95/5)高分子粘结炸药冲击波感度的影响,RDX粒度范围为1～150 μm,试验的炸药密度为80%、90%和95%理论密度。结果表明随RDX平均粒度的增大,混合炸药冲击波感度提高,但不同密度时,影响程度有所不同。在本试验条件下,试验结果主要反映了炸药粒度对热点点火过程的影响。     

红外陶瓷对MTV诱饵剂红外辐射特性的影响

为提高典型MTV诱饵剂在3~5μm、8~14μm波段的红外辐射亮度,采用固相烧结法制备Mn Fe2O4型红外陶瓷,将其添加到典型MTV诱饵剂中,并对其燃烧火焰的辐射特性进行研究。结果表明:当添加25%的红外陶瓷时,在2.5~3.0μm峰值辐射亮度降低了9.63×104W·m~(-2)·sr~(-1),在3~5μm峰值辐射亮度提高了4.05×104W·m~(-2)·sr~(-1),在8~14μm峰值辐射亮度提高了0.46×104W·m~(-2)·sr~(-1),同时,辐射面积增加了74.34cm~2。     

RDX的分形生长探索

采用溶剂挥发法,在玻璃基底上制备出具有分形结构特征的RDX晶体,利用扫描电子显微镜(SEM)表征样品的形貌,初步研究了RDX溶液浓度及表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵对RDX分形结构的影响,并对RDX分形结构的形成机理进行初步分析.结果表明,借助玻璃基底上的非平衡结晶过程,可实现RDX的多种分形生长;当RDX浓度较低时形成具有明显主干与分枝的分形结构,浓度较高时形成无规分权的分形结构;表面活性剂对RDX分形结构影响较大.     

24-二硝基茴香醚基含铝熔铸炸药爆轰临界直径的实验研究

为了揭示2,4-二硝基茴香醚(DNAN)基高能钝感熔铸炸药的爆轰传播特性,加快DNAN基熔铸炸药的工程化应用,采用连续导线法测量了DNAN基含铝熔铸炸药的临界直径。结果表明：Al含量（质量百分比0~30%）增大、Al粒度d₅₀（分别为6 μm、12 μm、31 μm）减小均会降低爆轰传播的临界直径;黑索今（RDX）的粒度d₅₀（分别为19 μm、147 μm、751 μm）增大、RDX品质提高会增大爆轰传播的临界直径。研究结果为DNAN基含铝熔铸炸药的配方和战斗部结构设计提供基础的技术参数。