乳化炸药冲击起爆的实验研究

采用激励器和轻气炮装置对乳化炸药的冲击起爆进行了实验研究。结果表明，由气泡敏化的乳化作药临界起爆能量最低，其ｐ￣２τ值在（１３～３５）×１０￣（１２）ｐａ￣２·ｓ之间，由玻璃微球敏化的乳化炸药稍高一些，而乳化基质则更难以起爆。在本研究的实验压力和时间范围内，乳化作药的冲击起爆临界能量值并不完全符合非均相炸药的冲击起爆判据Ｐ￣２τ＝ｃｏｎｓｔ。乳化炸药的实测爆轰压力为１６．６８６Ｐａ，爆轰波成长时间大约在２．３～２．５μｓ之间。     

国际爆破和破碎杂志

1化学气泡敏化的乳化炸药压死现象的实验和数值计算研究（ShulinNie）本文研究了化学气泡敏化的乳化炸药的爆轰特性。研究工作包括钢管内爆轰实验和计算机模拟计算。研究结果表明，试验炸药在承受压力不大于17MPa的情况下不会发生压死现象，炸药的爆轰性能在压力消失后可瞬间恢复。此外，计算机模拟表明，炸药发生压死的时间非常短，大约3S。炸药恢复爆轰性能的时间也很短，取决于压力释放速度。计算机模拟的结果与实验结果相吻合。本文叙述了炸药的特性，实验设计方法和步骤，以及计算机模拟的理论基础和算法，并列出了模拟的最终结果。2…     

孔隙塌缩对工业炸药爆轰的多重作用

通过对工业炸药爆轰反应过程中微孔隙压溃的细观与宏观过程进行研究,提出炸药孔隙压溃不仅产生绝热压缩、射流冲击、摩擦剪切生热的"热点"因素;冲击射流产生的旋涡运动,还会起到搅拌混合作用,促进爆轰燃烧反应;同时旋涡运动的湍流能量还会通过粘性耗散转变为热能,供给爆轰波,与化学反应放热一起维持爆轰传播;即工业炸药爆轰中的微孔隙塌缩同时起到了"热点"、搅拌混合促燃和湍流释能的多重作用。炸药孔隙的搅拌混合作用决定了"化学反应区"和"湍流耗散区"的厚度大小,其中"化学反应区"的厚度与孔隙度成反比,"湍流耗散区"则与孔隙度成正比,两者的共同作用构成支持爆轰波的"释能区",这使得工业炸药存在能量利用率最高的最佳装药密度。基于爆轰波"释能区"的新观点,建立了工业炸药的最佳装药密度、极限直径、临界直径、高密度"压死"、炸药能量利用率等爆轰性能经典问题之间的内在联系。通过"孔隙混合效应"和乳化炸药粒径分析,基于敏化气泡与炸药粒径相匹配原则,提出对于粒径5～6μm的乳化炸药,敏化气泡以直径10～100μm为最佳。     

孔隙塌缩对工业炸药爆轰的多重作用

通过对工业炸药爆轰反应过程中微孔隙压溃的细观与宏观过程进行研究,提出炸药孔隙压溃不仅产生绝热压缩、射流冲击、摩擦剪切生热的"热点"因素;冲击射流产生的旋涡运动,还会起到搅拌混合作用,促进爆轰燃烧反应;同时旋涡运动的湍流能量还会通过粘性耗散转变为热能,供给爆轰波,与化学反应放热一起维持爆轰传播;即工业炸药爆轰中的微孔隙塌缩同时起到了"热点"、搅拌混合促燃和湍流释能的多重作用。炸药孔隙的搅拌混合作用决定了"化学反应区"和"湍流耗散区"的厚度大小,其中"化学反应区"的厚度与孔隙度成反比,"湍流耗散区"则与孔隙度成正比,两者的共同作用构成支持爆轰波的"释能区",这使得工业炸药存在能量利用率最高的最佳装药密度。基于爆轰波"释能区"的新观点,建立了工业炸药的最佳装药密度、极限直径、临界直径、高密度"压死"、炸药能量利用率等爆轰性能经典问题之间的内在联系。通过"孔隙混合效应"和乳化炸药粒径分析,基于敏化气泡与炸药粒径相匹配原则,提出对于粒径5～6μm的乳化炸药,敏化气泡以直径10～100μm为最佳。     

粉状乳化炸药微观结构研究

粉状乳化炸药是一种无单质炸药敏化的及爆炸性能优良的抗水工业炸药，其爆速可达４７００ｍ·ｓ＾－１（φ３２ｍｍ药卷），临界直径小于８ｍｍ。该炸药采用先进的乳化混合－喷雾制粉工艺进行生产。该文通过电镜观察，溶损试验，抗水性能试验等手段探讨了粉状乳化炸药的微观结构，揭示了粉状乳化炸药具有优良的爆轰性能的抗水性能的内在因素。     

粉状乳化炸药安全性能研究

粉状乳化药是一种无单质炸药敏化的高性能抗水工业炸药，其爆速可达４７００ｍ．ｓ＾－１（φ３２ｍｍ药卷），临界直径小于８ｍｍ，文中对该炸药的安全性能进行了较详尽的阐述。实验结果证明，粉状乳化药具有较好的生产，运输和使用安全性。     

不同敏化材料的乳化炸药抗深水压力性能的实验研究

对化学敏化、珍珠岩敏化、玻璃微球敏化的3种乳化炸药进行了抗深水压力的实验研究,在压力值达到0．2MPa,3种炸药的爆速分别下降了74．81％、33．28％、11．75％,猛度分别下降了49％、27．49％、17．95％,在压力值达到0．3MPa,测试珍珠岩敏化和化学敏化乳化炸药的爆速时就出现了半爆或拒爆。实验结果表明：在开始阶段,3种炸药爆炸性能随水深的增加下降幅度都较大;随着水深的继续增加,玻璃微球和珍珠岩敏化的乳化炸药的爆炸性能下降幅度变缓,而化学敏化的乳化乳化炸药爆炸性能下降幅度继续增大;3种炸药抗压性能由优到劣的大致顺序是玻璃微球敏化,珍珠岩敏化,化学敏化的乳化炸药。     

乳化炸药的临界爆轰直径的实验研究

乳化炸药的临界爆轰直径是确定合理装药直径的重要参数,对乳化炸药的安全高效使用具有重要的意义,是防止乳化炸药拒爆和提高其爆轰威力的重要控制参数。采用模型实验的方法,设计了楔形槽和聚乙烯圆管模具并观察乳化炸药爆炸效果,实验分析确定乳化炸药的临界爆轰厚度,简单方便且直观地测定了临界爆轰直径。研究结果表明:通过实验观测爆轰终止点,确定了实验用乳化炸药的临界爆轰装药厚度为6 mm;采用13 mm、16 mm、21 mm这三种直径圆管装药的验证实验表明三种直径的药管中的炸药均发生爆轰,但均未达到理想爆轰;无管壳装药爆轰的验证实验中7 mm直径圆管中未发生爆轰,而10 mm直径中发生了爆轰;楔形槽和验证实验综合分析判断在实验所用的乳化炸药临界爆轰直径为7~10 mm。     

乳化炸药爆轰感度性能影响因素研究

乳化炸药爆轰敏感度是在受到外界冲击能量下其发生稳定爆轰的难易程度,是衡量乳化炸药安全性的重要指标参数,一直是炸药领域研究的重要内容。对乳化炸药而言,影响炸药爆炸性能的因素很多,该文介绍了乳化炸药生产工艺及过程控制中的具体问题,从氧化剂、油相材料、水、爆温、敏化温度、装药密度等方面分析,研究提高乳化炸药爆轰敏感度影响因素,以供民爆生产企业同仁参考。     

浆状炸药的爆轰性能

浆状炸药的爆轰性能跟普通炸药一样,可以用下面两个参数明确地加以表示。临界直径就是能稳定传递爆轰波的最小药径。用大于临界直径的药包进行爆轰,所需的起爆用雷管和起爆用药包的最低限量称为雷管起爆感度。这些参数不是完全孤立的,必须通盘考虑。通常炸药的爆轰性能由其密度决定。对于浆状炸药,其密度由于种种原因而呈多变性,     

硼粉型含能微囊乳化炸药的制备及其爆轰性能研究

针对传统乳化炸药高能敏感问题,采用悬浮聚合法设计了一种利用聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）包覆硼粉的含能微囊。利用该硼粉型含能微囊作为添加剂制备了乳化炸药。通过激光粒度分析仪和扫描电镜,对硼粉型含能微囊的微观结构进行了表征;利用同步热分析仪、爆热弹和空中爆炸测试系统,研究了硼粉型含能微囊对乳化炸药热稳定性、爆热以及冲击波参数的影响。实验结果表明:硼粉能够提高乳化炸药的冲击波特征参数和爆热,其中,冲击波峰值压力和爆热分别提高了29%和42%以上;而微囊包覆技术可以增加含硼乳化炸药的初始分解温度和活化能,改善其热稳定性。利用微囊包覆含能添加剂的方法,可以在不影响乳化炸药安全性的前提下提高其做功能力,改善工程爆破和爆炸加工效果,为研制安全高能乳化炸药提供了新的思路。     

铝粉粒度对RDX基含铝炸药水中爆炸近场特性的影响

为研究铝粉粒度对RDX基含铝炸药水中爆炸近场特性的影响,采用转镜式高速扫描相机对含30％(质量分数)微米铝粉、20％(质量分数)微米铝粉与10％(质量分数)亚微米铝粉的2种RDX基含铝炸药水下近场爆炸过程进行了观察记录,获得了沿装药径向的爆炸冲击波传播轨迹扫描底片。通过对2种含铝炸药水中近场爆炸扫描底片进行判读分析,获取了沿装药径向的爆炸冲击波传播迹线与爆轰产物膨胀迹线,由此分析得出2种含铝炸药爆炸冲击波传播速度、波阵面压力和爆轰产物气泡的膨胀位移等参数的变化规律,并对2种含铝炸药相关参数进行了对比分析。结果表明,在10％(质量分数)微米铝粉替换为亚微米铝粉后,含铝炸药冲击波的初始传播速度及波阵面压力减小且能量衰减速率也降低,冲击波传播距离为40 mm左右时,2种炸药的阵面压力便较为相近,并且在爆轰产物气泡膨胀阶段,由于亚微米铝粉反应较快,其释放的能量导致气泡膨胀速率增长较快。     

不同加载压力下HMX基含铝炸药的冲击起爆特性

为了研究HMX基含铝炸药的冲击起爆特性,对其进行了两种加载压力下的冲击起爆试验。结果表明,加载压力为14.68 GPa时,其到爆轰距离为12.04~15.38 mm;加载压力为15.55 GPa时,到爆轰距离为10.23~12.01 mm;稳定爆轰后的爆轰压力约为25 GPa。基于圆筒试验确定了HMX基含铝炸药的JWL状态方程参数,结合两种加载压力下的冲击起爆试验结果进行数值模拟,标定并验证了点火增长模型反应速率方程参数。计算结果与试验结果一致。得到14.68 GPa加载压力下HMX基含铝炸药到爆轰时间为2.5 μs,到爆轰距离为13.70 mm;15.55 GPa加载压力下的到爆轰时间为1.9 μs,到爆轰距离为10.60 mm。计算结果表明,加载压力增大,前导冲击波速度增长变快,波阵面压力增长变快,炸药到爆轰时间与到爆轰距离减小,爆轰成长阶段同一时刻下的波阵面压力增长速率也随之增大。     

两种含铝炸药水中近场冲击波传播规律研究

为揭示 RS211和 GUHL 两种含铝炸药水中爆炸近场冲击波的传播特性,采用高速扫描相机和阴影照相技术记录了近场冲击波沿柱形装药轴向的传播轨迹,结合 Rankine-Hugoniot 关系推算出了近场冲击波传播速度及阵面压力随传播距离的衰减规律,并与 TNT 炸药的结果进行了对比。同时,还结合近场冲击波的初始参数和Goranson 关系式计算出了炸药的爆压值。结果表明,初始冲击波阵面压力由大到小的顺序为 RS211、TNT、GUHL,在压力的衰减过程中,铝粉的反应使得冲击波的压力衰减速率得到降低,且 GUHL 炸药近场冲击波阵面压力的衰减最为平缓。     

对称双线性起爆技术在工程爆破中的应用

在爆轰波碰撞和炸药与岩石匹配准则的基础上,提出对称双线性起爆技术,以提高炸药的能量利用率,降低岩石大块率。应用有限元软件中的流固耦合算法,分别对雷管和对称双线性起爆技术下的爆轰波传播和岩石破裂过程进行数值计算,得出采用对称双线性起爆时其中心线上的最大爆压比雷管增加2倍以上。同时,对称双线性起爆技术的岩石首先在中心线上发生大直径的破裂,而雷管起爆时,岩石则以垂直于炮孔壁的方向往四周扩展。将对称双线性起爆技术应用于实际工程,避免了爆破根底,降低了岩石大块率,无需二次破碎,为解决坚硬岩石爆破开挖提供了一种有效的技术手段。     

固体（粉状）乳化炸药研制与应用

文中通过对乳胶粒子结晶过程的理论分析，探讨了研制固体（粉状）乳化炸药的部分理论基础通过试验研究确定了具体的固体（粉状）乳化炸药组分和配比。研制的炸药具有贮存稳定性好，成本低，原材料来源广泛，冲击波起爆感高而机械感度低，爆炸性以优越，爆炸后有毒气体少，抗水性能好，药卷不易变形等优点。在现场爆破取得了良好的经济和社会效益。     

铝粉含量及颗粒度对乳化炸药做功能力的影响

为了研究铝粉质量分数以及颗粒度对乳化炸药爆速与做功能力的影响,通过爆速测试仪电测法以及爆破漏斗法测量不同质量分数及颗粒度的含铝乳化炸药的爆速与做功能力,结果表明:在铝粉质量分数低于10%范围内,随着铝粉质量分数的增加,爆速与做功能力相对增加;当铝粉质量分数在10%~30%时,乳化炸药的爆速随着铝粉质量分数增加而减少,做功能力正好相反。当铝粉颗粒度变细时,爆速不断减小,做功能力不断增大。此次实验将不同的铝粉质量分数以及颗粒度的乳化炸药的爆速进行多次测量,发现质量分数与颗粒度分别对乳化炸药爆速有着一定的影响。究其原因,发现含铝乳化炸药的爆速与做功能力受其活性比、波阵面上铝粉饱和与否、反应区宽度等不同因素的影响,并不是单一的正负相关。     

两种介质中爆轰波和冲击波连续测量技术研究

通过自制的有机玻璃压导探针,对炸药、有机玻璃和水中的爆轰波和冲击波进行连续测量,得到了爆轰波和冲击波的时间历程演化曲线。由此计算出炸药爆速、有机玻璃和水中冲击波速度随时间的变化曲线;再由有机玻璃和水的冲击雨果尼奥关系式和动量定理,计算得到了炸药爆压、有机玻璃和水近场冲击波速度、压力变化曲线。结果表明:理论计算结果与有机玻璃和水的冲击波和炸药爆压试验结果基本吻合,能够准确反映冲击波在有机玻璃和水中的衰减规律。