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。     

3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮(NTO)废酸的循环利用

针对3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮(NTO)硝化过程中产生大量废酸导致“三废”综合治理成本高的问题,通过向废酸中补加少量工业浓硝酸制成质量分数为70%的硝酸溶液作为硝化剂,硝化1,2,4-三唑-5-酮(TO),循环合成目标化合物NTO。采用红外光谱、核磁共振光谱、元素分析对其进行了结构表征。考察了硝化剂用量、反应时间、反应温度对产品的影响,优化了硝化反应条件,确定硝化的最佳反应条件为: n(TO)n(HNO₃)=16,反应温度60~65 ℃,反应时间1 h,纯度可达99.9%。废酸循环利用10次以上,平均收率82%,硝酸用量减少了67.6%。      

NEPE高能推进剂爆炸计算研究

为评估NEPE高能推进剂(硝酸酯增塑的聚醚高能推进剂)的安全性能,进行了NEPE高能推进剂和TNT炸药爆炸试验.在试验的基础上,拟合出超压公式,在超压公式基础上计算出NEPE高能推进剂的TNT当量值,对比距离在2.3～33m/kg1/3时,TNT当量值在1～1.52之间.根据玻璃破坏冲击波超压值,计算出10kg高能推进剂爆炸对43m以外建筑无损害.     

红外热成像技术在云团爆炸测温中的应用

利用红外热成像技术研究了具有云团爆炸性质的燃料空气炸药(FAE)的爆炸温度场.实验测试了两发液体FAE和一发固体FAE试验弹的爆炸温度参数,得到了爆炸火球温度的时空分布,并根据火球温度分布分析了燃料的抛撒情况.结果表明,在装药量相同的情况下,固体FAE和液体FAE的爆炸火球表面温度分别比TNT高22.3%和6.2%,1000℃以上高温持续时间是TNT的1.95和1.23倍;液体燃料爆炸形成的火球覆盖面积比固体云爆剂大;预制刻槽的薄壁弹体更利于燃料的抛撒和分散.     

钝感弹药的由来及重要意义

在第一次世界大战中,各交战国所用的炸药主要是苦味酸。由于苦味酸腐蚀弹壳生成较敏感的苦味酸铁,容易发生意外爆炸事故,后在二战中被TNT取代。TNT的优点是价廉、感度低,装药工艺简单,但缺点是爆轰能量低。所以西方国家后来就用能量高的B炸药(TNT/RDX)装填榴弹、破甲弹、航弹、地雷及导弹战斗部,大幅提高毁伤威力。据称B炸药的产量曾经占以HMX、RDX为主要成份的混合炸药总量的90%。但是装B炸药的弹头安全性能差,在受到子弹、破片、射流撞击和火焰烧烤时容易发生爆轰,也容易被殉爆。越南战争期间,美国Forrestal航空母舰上的弹药发生…     

四乙酰基六氮杂异伍兹烷水解硝化反应研究

研究了四乙酰基六氮杂异伍兹烷在稀硝酸/催化剂介质中的水解硝化。在催化剂存在条件下,四乙酰基六氮杂异伍兹烷可在硝酸溶液中进行水解硝化,以95%以上得率制得纯度高于99%的六硝基六氮杂异伍兹烷。同时也找到了一种制备六硝基六氮杂异伍兹烷的新方法。     

微观组织对Ti6321钛合金靶板爆炸断裂失效的影响

通过不同热处理工艺获得不同组织的Ti6321钛合金靶板,研究微观组织对Ti6321钛合金靶板在爆炸加载过程中变形和断裂行为的影响。结合光学显微镜和扫描电子显微镜,对爆炸回收后的靶板进行微观断口和失效分析。结果表明：等轴组织靶板具有较高的抗变形能力,魏氏组织靶板具有较高的抗层裂破坏能力和较低的厚度减薄率,断裂模式包括塑性变形及中心颈缩环、沿颈缩环部分断裂、沿颈缩环全部断裂和中心完全撕裂;在200 g TNT爆炸加载下,双态组织靶板发生拉伸和剪切断裂;在300 g TNT爆炸加载下,等轴组织靶板发生拉伸、剪切断裂和层裂,双态组织靶板发生剪切断裂和层裂,断口均为韧性断裂;魏氏组织靶板在两种TNT药量加载下均产生剪切断裂,断口为韧性和脆性的混合型断裂,靶板的层裂和剪切断裂均为绝热剪切失效。     

TNT熔化雾化燃烧系统设计

在对TNT熔化雾化燃烧安全性可行性分析和实验的基础上,设计了一套将固态TNT熔化、空气雾化并点火燃烧的工艺和装置,实现了报废弹药中TNT的安全燃烧和能量回收利用,解决了野外焚烧TNT对环境污染难题。     

DEGDN混合硝酸酯发射药的化学安定性

采用120℃甲基紫和106．5℃维也里法研究了硝酸酯含量、二号中定剂含量对硝化二乙二醇混合硝酸酯发射药的化学安定性的影响。结果表明,随着硝酸酯含量的增加,硝化二乙二醇混合硝酸酯发射药的维也里重复10次法和至1小时法的变色时间缩短,甲紫基变色时间也变短;随着二号中定剂含量的增加,硝化二乙二醇混合硝酸酯发射药的维也里和甲基紫变色时间增长。热加速老化试验预估维也里和甲基紫安定性时间偏短的硝化二乙二醇混合硝酸酯发射药的安全贮存寿命为40年,满足了火炸药安全贮存寿命的要求。     

云雾爆炸场超压的威力研究

为了研究FAE爆炸场超压规律，对FAE和TNT进行了静爆对比试验，获得了各自的爆炸场超压实测数据。分析得到了各自的拟合公式、曲线及TNT当量值。研究结果表明，FAE爆炸场超压规律与TNT有显著区别，可划分为云雾爆轰区和冲击波作用区，其中云雾爆轰区是强毁伤区。在云雾区(爆炸近场)，FAE超压值很低但近似相等，TNT具有高超压但衰减迅速的变化规律．在冲击波作用区(爆炸远场)，FAE和TNT超压分布具有某种“相似性”，均呈衰减趋势，其中尤以TNT衰减更为迅速。     

初始压力对TNT密闭空间爆炸温度的影响

为研究密闭空间内初始压力对TNT炸药爆炸温度的影响,采用真空爆炸罐测试系统,开展了不同初始压力条件下0.5kg和1kg药量TNT内爆炸温度试验研究,对测试所得的温度峰值、峰值到达时间、温度变化趋势进行了分析。结果表明:初始压力相同条件下,爆炸温度峰值与药量成正比;同等药量条件下,爆炸温度峰值、峰值到达时间及温度上升速率随初始压力的下降而增加,峰值后的温度下降速率随初始压力下降而减小;随着压力的降低,1kg TNT和0.5kg TNT爆炸温度峰值的比值呈线性减小,当初始压力不同时,小药量TNT的爆炸温度峰值可大于大药量TNT的爆炸温度峰值。     

烟花爆竹生产事故分析及防爆安全技术管理

烟花爆竹行业火灾爆炸事故不断发生,本文分析了此类事故发生的一般特点,并探讨了针对性的防火防爆安全技术与管理措施.     

用溶剂萃取法分离废旧梯黑铝炸药TNT组分的研究

分离回收是一种再利用废旧混合炸药的前期工序。利用废旧梯黑铝炸药中TNT和RDX组分在溶剂中的溶解度差异,用甲苯萃取出混合炸药中的TNT组分。对溶液进行冷却重结晶,过滤得到炸药晶体和溶剂。对回收的TNT进行了撞击感度测试、热分析和纯度检测。结果表明,回收的TNT的撞击感度为8%.对回收炸药和新品炸药的DSC曲线对比后发现,回收的TNT的熔化峰温为82.63℃,比新品TNT的低0.03℃,曲线上无RDX的熔化峰和分解峰。回收的TNT纯度为96.3%,纯度较高。     

新型含能化合物1-甲基-35-二硝基吡唑-4-硝酸酯的合成与表征

为了寻求性能优良的含能化合物,以4-氯吡唑为原料,经硝硫混酸硝化、硝酸根亲核取代、碘甲烷甲基化,获得一种新型的含能化合物1-甲基-3,5-二硝基吡唑-4-硝酸酯,并采用红外光谱、核磁共振、元素分析对产物结构进行了表征。实验考察了甲基化过程中反应时间及碘甲烷用量对反应产率的影响,得到较佳的合成条件：反应时间为10 h,碘甲烷用量为3,5-二硝基吡唑-4-硝酸酯用量的2倍,在此条件下产率为55.2%. 计算了1-甲基-3,5-二硝基吡唑-4-硝酸酯爆轰性能,并与其他常用含能化合物进行了比较,结果表明其爆轰性能略低于1,3,3-三硝基氮杂环丁烷而优于TNT. 撞击实验表明,1-甲基-3,5-二硝基吡唑-4-硝酸酯的撞击感度高于TNT及1,3,3-三硝基氮杂环丁烷,与黑索今相近。     

三元混合燃料一次引爆实验研究

基于离散爆轰思想,进行了小药量无约束空间三元混合燃料的一次引爆实验。实验结果表明,铝粉、环氧丙烷和TNT混合燃料的一次引爆过程可分为四个阶段,随距离的增加,其爆炸场超压呈增长一衰减的规律,且具有非常相似的压力场分布。铝粉、TNT混合燃料和TNT药包的爆炸场超压均随距离的增加而降低,但与等质量TNT药包炸药相比,前者的远场爆炸超压要高。铝粉、环氧丙烷和TNT混合燃料形成的云雾爆炸正压持续作用时间达10ms量级,比TNT药包爆炸的正压持续作用时间约高出100倍。     

燃料-空气炸药战斗部威力评价方法研究

在对几种燃料空气炸药(FAE)战斗部威力评价方法进行分析后,本文提出进行现场TNT爆炸标定实验来确定TNT爆炸冲击波压力场的计算公式.并由此公式来评价FAE的爆炸威力和比威力.研究表明,用现场TNT标定公式要比用TNT经验公式评价FAE战斗部要可信的多,且该方法具有普适性.     

在活性填料塔内用稀硝酸吸收废气中的NOX

本文研究了填料的性能对硝酸吸收硝化废气中 NOX时吸收效率的影响 ,发现有些填料因能够催化亚硝酸根的氧化反应而明显提高了吸收效率。另外还研究了在活性填料塔内用稀硝酸吸收 NOX时 ,NOX的进塔浓度和液气比对吸收效率的影响。结果指出 ,吸收效率随操作液气比和 NOX进塔浓度的增大而升高     

一种预估无限水域爆炸气泡脉动周期方法

为真实评估水中爆炸气泡能、准确计算气泡脉动周期,根据水中爆炸已有研究成果和相似理论提出了水中爆炸气泡脉动周期的预估方法。通过3次TNT海中爆炸标定试验,得到TNT炸药气泡脉动周期预估公式,用该公式算得水中TNT爆炸的气泡脉动周期值与实测值的误差为小于1.34%;通过3次Al/RDX/TNT海中爆炸标定试验,得到Al/RDX/TNT炸药气泡脉动周期预估公式,用该公式算得水中Al/RDX/TNT炸药的气泡脉动周期值与实测值的误差为小于1.45%。气泡脉动周期与炸药当量1/3次方成正比,与大气压力折算深度及爆炸深度之和的5/6次方成反比;气泡脉动周期受炸药种类严重影响。炸药的化学特征与脉动周期计算公式具有强关联。采用海中标定的方法,能够精确预估水中爆炸气泡脉动周期,预估值与实测值的误差为小于2.54%,适用于炸药水中爆炸的气泡脉动周期估算。     

岩石乳化炸药TNT当量系数的试验研究

为了研究岩石乳化炸药的TNT当量系数,采用试验与数值模拟相结合的方法,研究了岩石乳化炸药在空气中自由场和通道外爆炸时的TNT当量系数.根据试验结果,得到了两种情况下爆炸冲击波压力峰值与比例距离的关系曲线,确定了在空气中自由场和通道外爆炸时岩石乳化炸药的等压力TNT当量系数分别为0.609和0.582.在此基础上,将岩石...     

丙酮二胺和甲醛及硝基烷的Mannich反应

二胺基丙酮盐酸盐能用甲醛羟甲基化得到醛胺缩合液(Ⅰ)。(Ⅰ)和硝基烷及其衍生物(硝仿、二硝基乙醇钾、氟二硝基甲烷)进行Mannich反应相应地给出直链的Mannich碱和环状缩合物,并通过硝化得到了它们的硝化产物。(Ⅰ)也可同甲撑二硝胺进行关环缩合,虽成环产物的硝化没有成功,但在稀硝酸中和硝基烷反应,再通过亚硝化、硝化,所得产物与硝基烷同(Ⅰ)反应所得Mannich碱的硝化产物相同。本文还对丙酮二胺的成环产物的结构与反应性能的关系进行了讨论。