乳化炸药热分解特性研究

用DSC-TG联用仪得到乳化炸药在不同加热速率下的DSC、TG-DTG图谱。通过图谱对比,研究了乳化炸药热分解特性。研究表明,乳化炸药在被加热初期失重缓慢平稳,失重的主要原因是失水。这些水主要是游离于乳化炸药中的水和被加热时少量乳化微粒破乳后释放的水。乳化炸药热分解外推起始分解温度约245℃。     

黑索金基含铝炸药的热重分解及几种热分解动力学参数的关联关系

通过热重分析法(TG)测定了12种不同比例Al-黑索金(RDX)含铝炸药的热分解过程,分别获得不同升温速率下的热分解峰温。采用Kissinger方程计算了该系列RDX基含铝炸药的热分解表观活化能和指前因子,研究了RDX组分含量对其混合炸药热分解表观活化能E_d的影响。结果表明:随着该系列炸药中RDX含量的逐渐升高,热分解活化能E_d逐渐增大。同时,将该系列RDX基含铝炸药的TG热分解动力学参数与其5s热爆发、差示量热(DSC)热分解动力学参数相关联,发现这3种热分解的动力学参数符合同一补偿规律,获得的动力学补偿效应方程为:lnA_a、_b、_d=0.26E_a、_b、_d+3.2911,相关系数r=0.9988。     

混合炸药中RDX对其热安全性的影响研究

采用差示扫描量热仪(DSC)研究了RDX对混合炸药体系的热分解性能的影响,用Kissinger法和Ozawa法计算并分析了其热分解动力学参数。结果表明,加入RDX后的混合炸药体系的初始反应温度、峰温、表观活化能、指前因子、自加速分解温度、热爆炸临界温度均随着RDX含量的增大而降低,说明了RDX的加入使混合炸药的热安全性变差了。     

粉状乳化炸药热分解动力学研究

利用热重法（TG）研究了粉状乳化炸药的热分解过程和非等温反应动力学,采用Ozawa法和非线性等转化率积分法获得了其热分解动力学参数和机理函数。结果表明,粉状乳化炸药初始分解温度稍高于乳化炸药基质,分解活化能为97kJ／mool,是热稳定性良好的工业炸药。粉状乳化炸药的热分解机理属随机成核和随后成长,热分解动力学方程为dα/dt=1×10^10×（1-α）exp（-1．2×10^4／T）。     

黏结剂对含硼金属化炸药热分解的影响

采用热重（TG-DTG）及原位傅里叶变换红外光谱技术（in situ FT-IR）,研究了含EVA和F₂₆₀₃两种黏结剂的铝硼、镁硼金属化炸药的热分解性能,计算获得不同炸药体系的热分解动力学参数,从微观角度分析黏结剂对金属化炸药热分解反应的影响。结果表明,与碳氢黏结剂相比,含氟黏结剂能够促进含硼金属化炸药的热反应,提高反应速率和反应完全性。     

纳米RDX基PBX混合炸药的热分解特性和感度研究?

采用溶液-水悬浮法,通过控制料液质量比、包覆温度、搅拌速度等工艺参数制备了纳米RDX基PBX。使用TG/DSC同步热分析仪研究其热分解特性,并依据GJB 772A—1997分别对其撞击感度和摩擦感度进行了测试。结果表明:与微米RDX基PBX相比,纳米RDX基PBX的DTG峰温提前约0.6℃,活化能降低约2.5 k J/mol;纳米RDX基PBX撞击感度H_(50)为46.3 cm,微米RDX基PBX H_(50)为29.8 cm,相对降低55.4%;纳米RDX基PBX摩擦感度比微米RDX基PBX相对降低21.1%。     

不同炸药水下能量输出特性的实验研究

对梯恩梯（TNT）、钝化黑索今（RDx）、含铝炸药（RDX／AI）、一次引爆型燃料空气炸药（SEFAE）等不同类型的炸药在爆炸水池中的能量输出结构进行了实验研究。结果表明：非理想炸药SEFAE、RDX／Al的水下冲击波衰减慢于理想炸药TNT、RDX,而且冲击波能、气泡脉动周期和气泡能高于TNT和RDX。铝粉的加入使非理想炸药的能量输出特性不同于理想炸药,其原因主要是Al的二次反应效应。     

基于分子动力学的DNAN基熔铸炸药结合能和热分解反应性能研究

采用Compass力场对DNAN基熔铸炸药的结合能、溶度参数进行分子动力学模拟。计算结果表明:DNAN/RDX混合体系的溶度参数大于DNAN/HMX混合体系的溶度参数;当RDX团簇和HMX团簇的直径均大于15×10^-10 m时,DNAN/RDX混合体系的结合能远大于DNAN/HMX混合体系的结合能。基于ReaxFF-lg力场的分子动力学计算方法,对目标温度为2 000~3 500 K时DNAN/RDX混合炸药的热分解反应进行研究。结果表明:DNAN分子和RDX分子在高温下的初始分解反应路径均会受到影响;除了两种组分的硝基官能团发生脱落形成硝基官能团的初始反应路径不会受到影响之外,DNAN分子生成CH₂O碎片、RDX分子生成HONO和C₃H₃N₃碎片的反应路径均会受到抑制。     

添加AP的乳化炸药基质的热分解研究

利用C80微热量热仪研究了分析纯硝酸铵、典型配方的乳化炸药基质以及含有高氯酸铵(AP)的乳化炸药基质的热分解过程。通过C80热流曲线所得出的结果,采用单一非等温曲线法,求出了相应的动力学参数。结果表明:AP不但可以消弱AN晶变的热效应,而且具有稳定AN晶型的作用;AP对乳化炸药基质的热分解具有一定的催化作用,但催化作用不显著。     

添加AP的乳化炸药基质的热分解研究

利用C80微热量热仪研究了分析纯硝酸铵、典型配方的乳化炸药基质以及含有高氯酸铵(AP)的乳化炸药基质的热分解过程。通过C80热流曲线所得出的结果,采用单一非等温曲线法,求出了相应的动力学参数。结果表明:AP不但可以消弱AN晶变的热效应,而且具有稳定AN晶型的作用;AP对乳化炸药基质的热分解具有一定的催化作用,但催化作用不显著。     

PBX炸药体膨胀特性研究

研制了适用于PBX炸药体膨胀的测试装置。采用此装置分别对热固型与热塑型PBX炸药的体膨胀力进行了测试,获得了两种炸药由常温升至75 ℃时的体膨胀力和体膨胀力随温度的变化曲线。试验结果表明,两种炸药的体膨胀力均是随着温度的升高而增加,在60～70 ℃范围内体膨胀力增加最大。炸药类型对炸药的体膨胀特性有较大的影响,热塑型PBX的体膨胀力远远大于热固型PBX的体膨胀力,是热固型炸药体膨胀力的8～9倍。对比不同质量的PBX-A炸药试验结果发现,随着炸药质量的增加,炸药体膨胀力随之增加;对体膨胀力-质量曲线进行线性拟合发现,体膨胀力随着质量的增加基本呈线性增长趋势。     

基于DMF环境的HNS热分解实验研究

六硝基茋(HNS)作为性能优良的耐热炸药被广泛应用,由于其制备工艺到提纯等过程均是在溶液中进行,溶液局部高温可能导致体系不稳定或发生意外爆炸。为了研究HNS在溶液中的热分解情况,选用二甲基甲酰胺(DMF)作为溶剂,采用自行设计的临界爆温测试装置测试了HNS、DMF以及HNS溶液的热分解情况。结果表明,在本实验条件下,0.5 g HNS在高温加热时会发生爆炸;HNS质量浓度为1%~8%时,HNS溶液发生了爆炸;随着溶液中HNS浓度增大,临界爆炸温度会下降。     

乙酸乙酯对CL-20溶液热分解的影响

为了防止六硝基六氮杂异戊兹烷(CL-20)在生产过程中发生爆炸,选乙酸乙酯作为溶剂,采用自行设计的临界爆温测试装置对CL-20和CL-20溶液的热分解情况进行了测试。结果表明:在实验条件下,0.4 g CL-20在较高温度下加热时会发生爆炸;当CL-20溶液质量分数低于12%时,CL-20溶液不会发生爆炸;当CL-20质量分数在14%~16%时,CL-20溶液在170℃左右迅速分解且发生爆炸,且CL-20溶液浓度的变化对临界爆温的影响很小。实验结果对CL-20的安全生产具有一定的理论意义。     

TNT 对 RDX 热分解行为影响的研究

针对部分黑梯炸药的 DSC 曲线无 RDX 熔化峰的情况,通过分析不同升温速率下单质 RDX 的 DSC 曲线,确定有利于黑梯炸药 DSC 曲线出现 RDX 熔化峰的测试条件。并将 TNT 和 RDX 以质量比为3︰7和4︰6的比例溶解在丙酮中,重结晶制成黑梯炸药,用 DSC 对其进行热分析,通过改变 DSC 测试条件出现了 RDX 的熔化峰。分析认为,部分 RDX 在熔融 TNT 中溶解后,液相 RDX 以自催化的方式分解,分解峰左移,峰温降低,对熔化峰进行了掩盖。对样品的热分解动力学和热力学参数进行计算和对比之后发现,黑梯炸药的活化能比 RDX 增加了6.02％,热爆炸临界温度提高了2.08℃,热力学参数发生了变化,说明 TNT 和 RDX 通过氢键相互作用,提高了RDX 的热稳定性, RDX 的使用安全性有一定改善。     

应用热分析技术研究炸药的相容性

文中通过实例介绍了应用热分析技术研究起瀑药、延期药、硝铵炸药的相容性,为解决科研生产中的安全问题提供了依据。     

石油醚对乳化炸药基质热分解动力学的影响

采用TG-DSC联用技术对混有石油醚的乳化基质样品的热分解动力学进行了研究,用Ozawa法和Satava-Sestak法对试验数据进行处理,得到各样品的动力学参数和机理函数.讨论了混入石油醚后乳化基质热分解动力学参数变化的原因,认为石油醚的加入会改变乳化基质的热分解动力学行为,具有促进乳化基质热分解的趋势.     

典型工业炸药耐热性实验研究

针对工业炸药实际应用于露天深孔煤矿火区高温爆破的现状,在实验室规模下模拟高温炮孔加热技术,用这种实验技术来分析两种典型添加物质对铵油炸药热分解特性的影响,以及对比铵油炸药、乳化炸药和水胶炸药耐高温性能。研究结果表明:相对于其他两种工业炸药,铵油炸药的耐热性能更好,更适用于火区高温爆破;在铵油炸药中添加5 %(质量分数）NH₄Cl,分解反应峰温度降低了24.8 ℃,并且缩短了样品到达恒定的烘箱温度的时间,NH₄Cl 的加入显著降低了铵油炸药的耐热性;在铵油炸药中添加5%(质量分数）Na2SO₄,延长了样品到达恒定的烘箱温度的时间,提高了铵油炸药的耐温性能。结果为耐热工业炸药配方设计提供了依据。