DNAN基高致密熔铸炸药装药安全性研究

文章从熔铸炸药的一般性质入手,分析了以球形化RDX/DNAN为基的高致密熔铸炸药装药的可行性与优越性;通过制备一定量的RDX/DNAN和RDX/TNT熔铸炸药药柱,采用GJB炸药试验方法,进行密度和冲击波感度测试。试验结果表明,相同配比下使用球形化RDX的TNT基高致密熔铸炸药相对于使用普通RDX的TNT基高致密熔铸炸药,其密度更高,冲击波感度略有降低。而相同RDX含量下,将载体由TNT改为DNAN,其冲击波感度又降低了超过15%,安全性得到了极大的提升。     

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。     

CL-20/RDX共晶炸药的制备与性能测试

为了研究六硝基六氮杂异伍兹烷/环三亚甲基三硝胺(CL-20/RDX)共晶炸药的性能,采用喷雾干燥法制备了质量比为1∶1的CL-20/RDX共晶炸药;通过扫描电镜(SEM)观察了共晶炸药的形貌;采用粉末X-射线衍射法与红外光谱法测试了共晶炸药的结构;采用差示扫描量热法(DSC)测试了共晶炸药的热性能;通过感度实验分别测试了共晶炸药的撞击感度与摩擦感度。结果表明,CL-20/RDX共晶呈球形,粒径在1～5μm; CL-20/RDX共晶的衍射图与CL-20和RDX的衍射图均不完全相同,衍射峰有明显的位移;CL-20/RDX共晶炸药的热分解温度为222.8℃,比CL-20低30℃左右,比RDX低20℃左右,说明共晶的生成对其热性能有较大影响;CL-20/RDX共晶炸药的撞击感度为76%,特性落高为26.9cm,摩擦感度为64%,其机械感度较CL-20有大幅降低,表明共晶炸药的感度显著降低,安全性能得到明显提高,进一步说明共晶在含能材料改性和降感方面的优势。     

喷雾干燥法制备微米级球形RDX复合颗粒及性能表征

以氟橡胶(F2602)为黏合剂,采用喷雾干燥技术制备了微米级RDX(黑索金)/F2602复合含能微球,并对其微观形貌、成分、热分解性和撞击感度等进行了探讨。研究结果表明:喷雾干燥法制备的RDX/F2602复合颗粒呈球形状结构,其粒径为0.5~7.0 mm,并且没有引入杂质;与原料RDX相比,喷雾干燥法制备的球形RDX/F2602复合颗粒之热分解表观活化能(E)从186.42 k J/mol降至183.55 k J/mol、热爆炸临界温度(Tb)从224.49℃升至235.37℃,并且其撞击感度明显下降[特性落高值(H50)从19.01 cm升至75.17 cm]。     

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。     

热-力耦合作用下B炸药的撞击安全性

为研究热-力耦合作用下B炸药的撞击安全性,利用大型落锤加载装置开展了不同温度(-40、25、70℃)和不同尺寸(Φ20mm×20mm,Φ40mm×40mm,Φ60mm×60mm)下B炸药柱的撞击实验,获得了不同温度和尺寸条件下B炸药的临界点火阈值,并对不同尺寸药柱在临界反应高度下的应变分布状态进行了数值模拟,探讨了温度和药柱尺寸对B炸药撞击点火的影响机制。结果表明,B炸药的临界点火高度随温度升高呈现非线性变化特征,-40℃时的最大未反应落高(3800mm)略高于常温25℃和高温70℃时的最大未反应落高(3700mm);随药柱尺寸由Φ20mm×20mm增至Φ40mm×40mm,B炸药所能承受的最大应力由1543MPa降至1125MPa,其点火阈值具有明显的尺寸效应,这可能是由于药柱内部应变值与端面边缘最大应变区应变值差异逐渐减小,使得"热点"形成的几率和数量增加。     

溶剂萃取法回收废旧梯黑铝炸药中的RDX和铝粉

利用混合炸药中TNT和RDX在溶剂中溶解度的差异,首先用甲苯萃取出梯黑铝炸药中的TNT,然后分别以丙酮和二甲基亚砜为溶剂,经萃取、冷却结晶,过滤得到RDX。用SEM和DSC对回收RDX进行形貌表征和热分析,用XRD对回收铝粉进行物相分析。结果表明,丙酮和二甲基亚砜中重结晶回收RDX的纯度分别为98.4%和97.8%,撞击感度分别为76%和84%,丙酮重结晶回收RDX晶体质量优于二甲基亚砜重结晶回收的RDX。回收RDX与原料RDX的特征温度基本相同,热安定性良好;回收的铝粉不含炸药,无明显氧化。     

密度分级法分离废旧梯黑铝炸药中的RDX与铝粉

为了研究分离回收废旧梯黑铝炸药中各成分的高效低成本的物理方法,采用控温离心和控温水洗结晶,回收梯黑铝炸药中的TNT组分;再根据RDX与铝粉的密度差异,使用密度分级法,分离RDX与铝粉,优化了分离条件,对回收物质进行DSC和XRD表征,并测试其撞击感度。结果表明,在密度为2.0g/cm3的溴化锌溶液中,控温30℃、离心转速2500r/min等条件下,回收RDX和铝粉回收率分别为67.6%和86.5%,纯度分别为77.2%和94.6%;回收的RDX热安定性良好,存在少量铝粉和TNT与RDX的共熔物,且基本没有独立存在的TNT组分,其撞击感度为90%;回收铝粉中含有微量氧化铝粉和炸药成分;两种回收物组分中均不含溴化锌。该物理方法可有效实现废旧梯黑铝炸药各组分的高效绿色回收。     

改变化学基团降低炸药感度的研究

通过分子组成的改变,可使 RDX 和 TNT 的感度下降。人们已合成 RDX 的亚硝基、三亚硝基的衍生物和3-氨基-TNT,并且进行许多感度试验。结果表明,这些衍生物感度明显下降。从爆炸当量的测定看,得知由于分子组成改变所引起的能量释放的变化是很小的。1.引言降低炸药的感度具有很大的实用价值。本文主要研究的是实验室内试验 RDX 及 TNT 的钝感。RDX 是一种很重要的军用炸药。但它的感度比实用的要求稍高,致使装填 B 炸药(RDX与 TNT 的混合物)的炮弹在射击时引起过早爆炸。为此,人们一直在实验室内努力进行 RDX     

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.     

微/纳米HMX粒度级配对TNT基熔铸炸药性能的影响

为了提高TNT/HMX熔铸炸药的装药质量,将HMX进行微/纳米粒度级配后应用于TNT基熔铸炸药中。分别采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)和固体密度排水法研究了HMX微/纳米粒度级配对TNT/HMX(质量比为40∶60)熔铸炸药的微观结构与密度均一性的影响;测试了含不同HMX微/纳米粒度级配的TNT基熔铸炸药的抗压强度、抗拉强度、撞击感度、摩擦感度和爆速。结果表明,与采用单一粗颗粒HMX(d_(50)=100μm)所制备的TNT基熔铸炸药相比,当采用质量分数15%纳米级HMX(d_(50)=100nm)、15%微米级HMX(d_(50)=5μm)、70%粗颗粒HMX(d_(50)=100μm)时,制备的TNT基熔铸炸药药柱内部缺陷少,密度均一性好,抗压强度提高200%,抗拉强度提高128%,撞击感度降低45.5%,摩擦感度降低46%,爆速增加32m/s,表明综合性能得到明显提高。     

超细RDX/Al混合炸药的制备及性能

以超细RDX为主体炸药,通过添加Al粉,干法工艺制备出超细RDX/Al混合炸药;对制得的样品进行了撞击感度、摩擦感度测试。实验结果表明,相对超细RDX,超细RDX/Al混合炸药的撞击感度和摩擦感度有一定程度的降低。     

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％。     

非溶剂体系温度对细化RDX影响的分子动力学模拟及实验研究

利用自行研制能定量控制的喷射重结晶装置,以二甲基亚砜为溶剂、水为非溶剂细化得到RDX,同时结合分子动力学方法探讨了喷射重结晶RDX过程中最佳非溶剂体系温度,以及不同温度对制备RDX晶体的影响;采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(P-XRD)、差式扫描量热法(DSC)对其进行性能表征和热分析;并测试了其撞击感度。结果表明,分子动力学模拟制备RDX的最佳非溶剂体系温度与实验结果一致,即最佳温度为30℃,在此条件下可获得中值粒径为836nm、粒径分布均匀、形貌趋于球形且表面光滑的RDX;与原料RDX相比,细化后的RDX表观活化能升高了46.85kJ/mol,具有较好的热安定性,指前因子(lg(A/min))提高了4.87,热爆炸临界温度增加1.14℃,撞击感度(H_(50))最大提高至40.07cm。     

球形HMX/F_(2602)复合炸药的制备与表征

以F_(2602)(氟橡胶)为胶粘剂、HMX(奥克托今)为含能材料,采用喷雾干燥法制备了PBX(聚合物粘接炸药)。利用SEM(扫描电镜)、XRD(X-射线衍射)法和DSC(差示扫描量热)法对PBX的结构和性能进行了表征。研究结果表明:HMX/F_(2602)复合炸药的颗粒呈球形状结构,并且其粒径达到纳米级别;与HMX原料相比,HMX/F_(2602)的热稳定性更好,撞击感度明显降低[H_(50)(特性落高)值由18.20 cm升至35.37 cm]。     

老化对TNT基熔铸炸药性能的影响（英文）

为了研究老化对炸药性能的影响,对自然贮存的3种熔铸炸药TNT/RDX、TNT/RDX/Al和TNT/HMX/Al进行了加速老化试验。通过扫描电镜、真空安定性试验研究了老化前后3种炸药的微观形貌和安全性能,并测试了老化前后3种炸药的感度和爆速。结果表明,老化后炸药颜色变深,体积膨胀,质量变轻。样品的放气量小于2mL/g,热感度变化也较小。机械感度的变化与炸药组分和老化方式有关。TNT/RDX的爆速随着贮存时间的增加而降低,与整体加速老化情况一致,TNT/RDX/Al和TNT/HMX/Al的爆热随贮存时间的增加变化趋势相反,说明两者老化机理可能不同。     

超细RDX/Ni混合炸药的制备及其撞击感度研究

以超细黑索今(RDX)为原料,在其中加入一定量、一定粒度的Ni粉,通过干混法和湿混法2种方法制备出超细RDX/Ni混合炸药,并对其撞击感度进行测试.通过分析其爆炸概率,进而得到镍粉的含量和粒度对超细黑索今(RDX)撞击感度的影响规律以及制备方式对撞击感度的影响.     

老化对TNT基熔铸炸药性能的影响

为了研究老化对炸药性能的影响,对自然贮存的3种熔铸炸药TNT／RDX、TNT／RDX／Al和 TNT／HMX／Al进行了加速老化试验。通过扫描电镜、真空安定性试验研究了老化前后3种炸药的微观形貌和安全性能,并测试了老化前后3种炸药的感度和爆速。结果表明,老化后炸药颜色变深,体积膨胀,质量变轻。样品的放气量小于2 mL／g ,热感度变化也较小。机械感度的变化与炸药组分和老化方式有关。TNT／RDX的爆速随着贮存时间的增加而降低,与整体加速老化情况一致,TNT／RDX／Al和 TNT／HMX／Al的爆热随贮存时间的增加变化趋势相反,说明两者老化机理可能不同。     

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。     

喷雾干燥法制备ε-CL-20/EPDM复合炸药及其性能表征

以ε-CL-20(六硝基六氮杂异伍兹烷)为主体炸药,三元乙丙橡胶(EPDM)为胶粘剂,采用喷雾干燥法制备了ε-CL-20基PBX(聚合物粘接炸药)。研究结果表明:通过喷雾干燥法可使EPDM成功包覆在CL-20晶体表面,制得的包覆产物为ε-CL-20/EPDM复合炸药;与细化CL-20相比,ε-CL-20/EPDM的撞击感度明显降低,包覆样品的特性落高(H50)值从25.12 cm升至41.36 cm,表观活化能由182.58 k J/mol增至230.24 k J/mol,热爆炸临界温度由244.18℃增至245.60℃,说明ε-CL-20/EPDM复合炸药的热稳定性更好。