浇注PBX炸药药柱的动态撞击性能

将浇注型PBX-1药柱以150、240m/s速度撞击靶板,用扫描电子显微镜(SEM)技术和差示扫描量热仪(DSC)技术对撞击加载后的样品进行了分析,研究了浇注PBX炸药药柱的动态撞击性能。结果表明,在150、240m/s撞击加载条件下,PBX-1炸药不发生反应或点火;浇注炸药药柱的损伤主要表现为炸药颗粒破碎和颗粒与黏结剂的脱离。随着撞击加载速度的增大,PBX-1炸药颗粒破碎程度增大,炸药颗粒与高分子基体发生脱离现象越严重;PBX-1炸药撞击前后,热分解性能没有发生本质性的变化。     

浇注PBX炸药的配方设计与性能研究

高聚物粘结炸药(PBX)炸药是一种性能优良的低易损性炸药。为探究提高PBX炸药安全性及可靠性的方法,对炸药配方进行了研究;通过测试试样的感度及5s爆发点等试验方法,分析了炸药组分含量对性能的影响。结果表明:粘结体系的适量增加可达到降低感度、提高热安定性的效果;钝感炸药LLM-105可以在不影响炸药爆轰性能的情况下,改善炸药的勤务安全性。以上结果可为类似炸药的研究提供参考。     

增塑剂类型对CL-20/HTPB基浇注炸药安全性能的影响

为确定CL-20(六硝基六氮杂异伍兹烷)/HTPB(端羟基聚丁二烯)基PBX(聚合物粘接炸药)配方中最适宜的增塑剂类型,分别制备了含不同增塑剂[如DOA(己二酸二辛酯)、DOS(癸二酸二辛酯)和DBP(邻苯二甲酸二丁酯)等]和不含增塑剂的浇注PBX。着重探讨了不同浇注PBX的热分解动力学参数、撞击感度及临界爆炸温度。研究结果表明:与不含增塑剂体系相比,增塑剂对浇注PBX的热分解峰温影响不大,但均能提高其E(表观活化能),其中含DOS或DBP体系的E值均提高了13%左右;含DBP体系的临界爆炸温度更高,说明该体系具有更好的热安定性;含增塑剂体系的感度明显低于无增塑剂体系,其中含DBP体系的H50(特性落高)值比无增塑剂体系提高了近2倍。     

RDX/AP/HTPB复合推进剂老化的研究

本文采用高温加速老化的方法,通过测定RDX/AP/HTPB复合推进剂单轴拉伸力学性能、硬度、交联密度和线性燃速等参数随老化时间的变化,利用扫描电镜等实验手段,研究了RDX/AP/HTPB复合推进剂的老化。此外,还测得了这类推进剂的热失重曲线。结果表明,以RDX部分取代AP后,提高了推进剂的热稳定性。     

RDX/AP/HTPB复合推进剂老化的研究

本文采用高温加速老化的方法,通过测定 RDX/AP/HTPB 复合推进剂单轴拉伸力学性能、硬度、交联密度和线性燃速等参数随老化时间的变化,利用扫描电镜等实验手段,研究了 RDX/AP/HTPB 复合推进剂的老化。此外,还测得了这类推进剂的热失重曲线。结果表明,以 RDX 部分取代 AP 后,提高了推进剂的热稳定性。     

浇注PBX炸药老化过程中交联密度与力学性能的关系

为分析浇注PBX炸药交联密度与力学性能的关系,在70℃时对浇注PBX炸药样品进行高温加速老化试验,对比分析了平衡溶胀法和核磁共振(NMR)法测定交联密度的差异,研究了其在常温时的抗拉强度(σm)、抗压强度(σb)、压缩率(εb)、抗剪强度(τ)、硬度(SH)与黏结剂母体凝胶分数(G)、交联密度(ve)之间的关系。用动态热机械分析仪(DMA)分析了不同老化时间下样品损耗因子tanδ和黏弹系数的变化规律。结果表明,PBX炸药样品的交联密度在老化初期增加,老化中期略有降低,老化后期又增加;NMR法因其测试简单、快捷,精确度高、试样非破坏性等优点,可以作为今后浇注PBX炸药交联密度表征方法的一个重要发展方向;样品老化过程中,浇注PBX炸药样品的交联密度与各力学性能的变化呈线性相关,其力学损耗降低的原因是黏结剂母体的G和v_e增加,浇注PBX炸药的降解和交联是由黏结剂母体结构变化引起。     

含BUTACENE的AP/Al/HTPB推进剂性能研究

测试了含BUTACENE的AP/Al/HTPB推进剂的常规性能,考察了BUTACENE在推进剂中对燃速、力学性能和粘度的影响,并用差示扫描量热法(DSC)研究了推进剂的热分解特性。研究表明:BUTACENE能有效地提高推进剂的燃速,同时使推进剂表现出优良的力学性能和工艺性能;BUTACENE促使AP的高温分解温度降低和推进剂表观分解热的增大,催化气相反应是它提高推进剂燃速的主要原因。     

HMX基PBX炸药热损伤的数值计算与实验研究

基于二维平面轴对称模型,采用有限元软件ANSYS,对HMX基PBX在温度冲击载荷作用下的温度场和应力场进行数值计算,为了验证有限元模拟分析的可靠性,对HMX基PBX药柱进行了温度冲击试验,用热电偶和声发射技术测量药柱表面的温度及热损伤。数值计算结果表明,在降温阶段,药柱侧面中部受到较大轴向拉应力作用而产生热损伤。实验结果与计算结果吻合较好,说明HMX基PBX热损伤破坏方式为拉应力破坏,抗拉强度可以较好地反映材料的耐热损伤能力。     

储氢合金/AP/HTPB推进剂的热分解性能

采用TG-DTG、DSC以及动力学分析方法研究了储氢合金/AP/HTPB推进剂的热分解性能。结果表明,相对于Al/AP/HTPB推进剂,储氢合金/AP/HTPB推进剂的热分解温度降低,放热量提高;A20/AP/HTPB推进剂的凝聚相反应程度提高2.44%,第二、三温区的热分解活化能(Kissinger法)分别降低4.06%和22.63%;A30/AP/HTPB推进剂的凝聚相反应程度提高10.61%,第二、三温区的热分解活化能(Kissinger法)分别降低30.89%和38.87%。储氢合金对AP/HTPB推进剂的热分解有催化作用,并且该催化作用随着储氢合金中Mg0.45Ni0.05B0.5Hx含量的增加而增强。     

动态热机械仪分析氟橡胶的热氧老化性能

通过动态热机械分析仪(DMA)可测定氟橡胶在周期性变化的应力(或应变)下所表现出的模量或损耗,由此反映橡胶内部的结构变化。选择市售工艺性质稳定的二元氟橡胶为样品,分别在100℃、120℃、140℃、160℃、180℃下进行老化处理,用DMA测定其损耗模量、储能模量、应力松弛及应变恢复性质。研究结果表明:随着老化温度升高,样品胶片使用温区变窄,损耗增大,回弹性能变差,应力松弛性能变差,应变恢复量降低。试验预测出160℃以下为二元氟橡胶长期使用的最佳环境温区。     

超声空化-表面活性剂水溶法提取RDX/Al/AP/HTPB炸药中的AP

为了对RDX/Al/AP/HTPB炸药的有效成分进行分离回收,研究了以超声空化-表面活性剂水溶法提取RDX/Al/AP/HTPB炸药中高氯酸铵(AP)的分离工艺,探讨了各工艺参数对AP提取率的影响。结果表明,表面活性剂浓度、提取时间和超声频率是影响AP提取率的主要因素,表面活性剂种类为次要因素,料液质量比和提取次数对AP提取率的影响很小。最佳工艺条件为:室温,提取时间40min,料液质量比1∶3,提取次数1次,超声功率3.0kW,表面活性剂为吐温80(质量分数2.0%)。     

正交法分析PBX浇注炸药爆速的影响因素

研究以奥克托今(HMX)为主体、与其他各组分混合而成的PBX炸药。通过改变炸药中主炸药与其他成分的配比、粒度和抽真空时间3个影响爆速的因素,采用3因素3水平的正交实验分析各个因素的最佳水平。结果表明,粒度对爆速的影响是最主要的;其次是配比;最后是抽真空时间。得到最佳爆速的工艺条件为:HMX质量分数90%,粗细比2∶1,抽真空时间10 min。     

TATB基和CL-20基PBX炸药爆轰波拐角性能的实验研究

为研究TATB基和CL-20基PBX爆轰波的拐角性能,采用蘑菇(Mushroom)试验计算了含95%TATB基(PBX-Ⅰ)、CL-20基(PBX-Ⅱ)及添加了铝粉的CL-20基(PBX-Ⅲ)炸药药柱在起爆直径10mm和6mm条件下的出射角、熄爆角及延迟时间,讨论了3种PBX炸药的爆轰传播特征和拐角性能。结果表明,起爆直径为10mm时,PBX-Ⅰ的出射角和熄爆角(22.7°和31.9°)明显小于PBX-Ⅱ的出射角和熄爆角(均为90°);起爆直径为10mm和6mm时,PBX-Ⅱ和PBX-Ⅲ的出射角和熄爆角均为90°,都能够传播为类似球形。对于CL-20基PBX,随着铝粉的加入和起爆直径的减小,其炸药半球均能够达到可靠传爆状态,具有较好的拐角性能。TATB基PBX炸药药柱的出射角和熄爆角均显著减小,表明TATB基PBX炸药药柱的拐角性能较差。3种PBX炸药的拐角性能优劣顺序为:PBX-ⅡPBX-ⅢPBX-Ⅰ。     

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。     

RDX/Al/AP/HTPB炸药中RDX浸取工艺的响应面优化方法

为了优化RDX/Al/AP/HTPB炸药中浸取RDX的工艺,将响应面法(RSM)引入优化工艺过程中,拟合出该工艺的浸取率模型,并分析了超声功率、浸取时间、温度、料液质量比、浸取次数对浸取过程的影响。结果表明,以上实验各因素均对RDX浸取率有显著影响,交互影响随着实验水平值的增加而增加,二次回归模型的拟合方程为:Y=91.99+7.81A+8.23B+3.49C+3.52 D+4.21E-3.47AB-1.12AC-1.68AD-1.83AE-1.90BC-2.69BD-4.79BE-1.31CD-1.58CE-3.51 DE-3.86A2-3.99B2+1.11C2-0.094 D2-1.23E2。     

PBX炸药剪切流动点火性能的实验研究

为了研究PBX炸药在完全约束加载和剪切流动加载下的点火性能,采用一级轻气炮对完全约束、剪切流动(不同开孔直径)的实验样弹进行加载,采用高速摄影记录了PBX炸药装药在冲击加载过程中的反应情况,并通过压力传感器测得了加载过程中的应力曲线。使用LS-DYNA软件对完全约束加载和剪切流动加载进行四分之一模型仿真计算,用完全约束下应力参数进行模型参数校核,使用校核的模型参数对剪切流动实验进行计算,获得了炸药在不同条件下的流动速率等参数。结果表明,炸药在剪切流动加载过程中相比于完全约束的装药更容易发生反应;剪切流动加载过程中,PBX炸药是否发生反应,不仅与剪切流动速率有关,而且还与单位时间流量有关,3 mm开孔直径单位时间流量比2 mm开孔直径增加62%。     

HMX基浇注PBX药浆表观黏度的实验研究

采用旋转黏度计分别测定了不同温度、分散剂加入量、炸药颗粒级配时HMX基浇注PBX药浆的表观黏度,通过流动曲线绘制和数据拟合方法考察了这些因素对表观黏度的影响。结果表明,随着温度升高,药浆的表观黏度降低,流动指数变大,流变特性更接近牛顿流体;卵磷脂的加入会影响药浆的流变特性,且有助于降低药浆的表观黏度,但其加入量存在一个最佳值;在药浆固相含量一定的情况下,其表观黏度在实验测定范围内随着细颗粒含量的增加而增大。     

HTPB基PBX的模量与撞击感度的关系

为改善HTPB基PBX炸药的易损性,研究了炸药的模量与撞击感度之间的关系。通过改变端羟基聚丁二烯（HTPB）基PBX的固化参数与黏结剂的含量,制备了一系列具有不同模量的PBX,利用50％特性落高法对其撞击感度进行测试。结果表明,PBX的撞击感度随抗张模量和压缩模量的下降而降低。从理论上分析了影响撞击感度的模量因素和机理,认为通过调整PBX的力学性能可改善PBX炸药的机械撞击感度。     

HTPB/AP复合推进剂冲击波点火实验研究

根据增效射孔器的实际作用,以AP-丁羟（HTPB/AP）复合推进剂为研究对象,利用隔板试验研究了冲击波对AP-丁羟复合推进剂的点火性能,结果表明,合理控制冲击波强度能够使AP-丁羟复合推进剂可靠点燃,并为其它推进剂的点火提供了一种新方法.