超临界流体技术：一种形成含能材料的新方法

使用压缩气体的新领域是形成的固体颗粒具有诸如颗粒尺寸、颗粒尺寸分布、颗粒形状、一定表面积和不含溶剂杂质的显著特征。由于对机械或热应力的敏感性，那些难以细化的含能材料也能被加工成适度的粒子，压缩气体的特点是改变固体颗粒的形态。超临界流体溶液快速膨胀过程(RESS)是生产均匀的亚微米晶粒的新技术之一。在加工期间。负荷的超临界流体通过喷嘴膨胀，在喷嘴产生高过饱和，晶体粒子快速成核并生长。该项技术优于用常规生产方法生产的粒子。选择合适的工艺条件可制成热敏的产物。难溶于压缩气体的固体颗粒可采用压缩流体反溶剂沉淀过程(PAC过程)。为此，一种含有有机溶剂的溶液必须能与压缩气体完全混合，并且溶入这种溶剂的固体材料通过喷嘴进入充满压缩气体的高压罐。颗粒的形成基于同时发生的两种机理。溶剂一方面在压缩气体中汽化，另一方面压缩气体又进入小液滴，对于溶解的材料而言，它充当了一种促使沉淀产生的反溶剂。介绍一种用超临界流体溶液快速膨胀过程(RESS)和压缩流体反溶液沉淀过程(PCA)制备细颗粒的小型实验装置。上述技术为产品提供重要应用，生产的少量产品用作含能材料。各种各样的含能材料经超临界流体溶液快速膨胀过程(RESS)和压缩流体反溶剂沉淀过程(PCA)的微粉化正在研究试验中。     

超临界流体反溶剂法制备高聚物粘结炸药技术初探

利用恒容静态平衡法，测定了包覆用氟橡胶-乙酸乙酯-CO2三元体系不同组成相应的临界温度和压力；以此为制备工艺参数确定的依据，将超临界流体反溶剂过程用于制备含3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮（NTO）的高聚物粘结炸药，所得产品经组分分析、性能测试、吸光度的测量、红外光谱分析、扫描电镜（SEM）等手段，验证了该技术和工艺的可行性。     

亚微米HMX/FPM2602超细混合炸药的制备工艺研究

采用"超声波、助剂-溶液-水悬浮-蒸馏-成型"和超临界流体反溶剂(SAS)包覆技术研究了亚微米奥克托今(HMX)/氟橡胶(FPM2602)混合炸药造型粉的制造工艺,并用组分分析、扫描电镜(SEM)和傅立叶变换红外光谱(FT-IR)等方法进行了表征,对两种制备工艺得到的混合炸药的起爆性能进行了测试.结果表明,超声波、助剂-溶液-水悬浮-蒸馏-成型由于自身的一些缺点不适合制备超细混合炸药;而SAS包覆技术适合制备超细混合炸药,是一种绿色环保技术.     

固体推进剂固相组分的混合研究

研究了含固体组分的两相体系固体推进剂混合过程的特点。用固体组分的浓度、粒径及其分布等参量研究分析了改性双基推进剂代料的混合特点。根据实验结果，认为改性双基推进剂的混合过程属分散混合。固体推进剂的性能将取决于分散混合后固体颗粒的尺寸。     

爆炸冲击波作用下黑索今基含铝炸药的冲击点火反应速率模型

为分析黑索今（RDX）基含铝炸药中铝粉的颗粒尺寸对炸药冲击点火的影响,以及建立该含铝炸药冲击点火的细观反应速率模型,开展了含铝炸药冲击起爆的实验和数值模拟研究。设计5 μm、 16 μm、40 μm和100 μm不同铝粉粒径,具有相同组分配比和RDX颗粒尺寸的4种炸药配方,对4种RDX基含铝炸药进行了冲击点火起爆实验;通过合理假设,提出RDX基含铝炸药的细观点火模型,并在考虑点火增长的基础上,完善细观反应速率模型,利用细观反应速率模型和含铝炸药的I&G模型对上述实验进行了数值模拟。实验和数值模拟结果表明：对于100 μm、 40 μm、 16 μm和 5 μm粒径铝粉含铝炸药,铝粉在CJ面前的反应度分别为0.80%、2.45%、3.20%和4.15%;随着RDX基含铝炸药中的铝粉尺寸减小,铝粉在CJ面前的反应速率增快,炸药中的前导冲击波传播速度变快且压力峰值增高,压力峰值的出现时间与前导冲击波到达时间的间隔减短,炸药的冲击感度提高;与I&G模型相比,细观反应速率模型计算的压力历史与实验结果更为吻合;细观模型能较好地模拟较大尺寸颗粒铝粉（铝粉尺寸大于炸药颗粒尺寸的1/10）的反应特征,对于100 μm和40 μm铝粉粒径含铝炸药,模拟计算每个拉格朗日位置的前导冲击波到达时间、压力峰值时间和压力峰值等参量与实验结果相差不超过10%。     

固体和管道火箭发动机用的高能钝感推进剂

介绍了现役导弹推进剂当前还不能满足法国官方文件──２０６０号ＤＧＡＩＰＥ规程规定的钝感弹药的全部要求，讨论了友合推进剂和低特征推进剂的新配方特性。并丁苯，这种含有被融聚的燃烧催化剂的预聚合物在使用温度范围内受热（或冲击）而不破坏其高能特性时可降低高燃速复合推进剂的敏感度和反应速度。对少烟推进剂而言，使用高能粘合剂对炸药填料（硝胺）的用量和高能增塑剂的敏感度都有一定限制以避免穿孔影响，而在性能上的某些损失是允许的。挤压式双基推进剂（ＳＤ１１７５，ＳＤ１１７８）的其它试验结果和燃器发生器推进剂试验说明，设计一种能够达到ＭＩＬ－ＳＴＳ２１０５钝感推进剂要求的发动机是可行的。可以肯定，不久将在新的高分子如六硝基六氮杂异伍兹（ＣＬ－２０），多叠氮基缩水甘油基和肼硝基甲酸盐研究领域将取得一些进展而使推进剂具有更好的性能和钝感水平。     

炸药造型颗粒随机堆积体系物理参量无损表征

炸药造型颗粒作为高聚物粘结炸药（Polymer-bonded explosive, PBX）构件成型的中间体,表征其体系物理参量对掌握不同造型颗粒对PBX构件性能的影响具有重要意义。利用X射线层析成像（XCT）和图像处理技术无损表征了9种造型颗粒样品随机堆积体系（包含粒径、体积分数、孔隙率、球形度以及本征密度）的物理参量。9种造型颗粒堆积体系平均粒径最大为1.04 mm,体积分数最高可达68.7%,孔隙率最低为1.04%,平均球形度最高为0.93,密度最大为1.44 g·cm-3。结果表明,造型颗粒配方中粘结剂种类、炸药晶体成分、炸药晶体配比以及造粒工艺对颗粒堆积体系物理参量有重要影响,且颗粒堆积体系物理参量之间存在相关性。体系粒径分布越分散,颗粒平均表面积越大;体系平均粒径越大、平均球形度越低,颗粒平均孔隙率就越高;平均粒径较大的颗粒堆积体系体积分数较高,当体系平均球形度较大时颗粒堆积的体积分数与球形度无关。研究为掌握造型颗粒堆积体系的物理参量以及颗粒结构与材料性能关系提供了基础。     

纳米CuO/AP/HTPB含能复合颗粒的制备与表征

针对复合推进剂中超细AP (高氯酸铵)易吸湿、团聚以及纳米催化剂易团聚的问题,在不引入非推进剂配方成分的前提下,制备了纳米CuO/ AP/ HTPB (端羟基聚丁二烯) 复合颗粒。先采用新颖的陶瓷膜-反溶剂法制备纳米CuO/ AP 复合颗粒,然后采用溶剂蒸发法在其表面包覆HT- PB,制得纳米CuO/ AP/ HTPB 复合颗粒。采用SEM、HRTEM、FT-IR、ICP 和XRD 等手段对复合颗粒的粒径、形貌、结构和组成进行表征,并测定了复合颗粒的吸湿性能。结果表明,纳米CuO/ AP/ HT- PB 复合颗粒中纳米CuO 均匀分散,HTPB 在外层均匀膜包覆;复合颗粒呈现为粒径不大于6 滋m的规整六面体,防潮性能优越。纳米CuO/ AP/ HTPB 复合颗粒的制备,可实现纳米CuO 颗粒均分散、超细AP 制备、超细AP 防团聚及防潮,可望显著提升复合推进剂的综合性能。     

CL-20基炸药油墨的直写成型及性能研究

以六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)作为主体炸药,乙基纤维素(EC)及聚叠氮类粘结剂为粘结剂,乙酸乙酯为溶剂,配制出一种全溶性炸药油墨。采用微控直写工艺将该炸药油墨在基板上进行了书写,并对成型后所得复合物的性能进行了测试和表征。结果表明:成型样品中CL-20颗粒形貌为球形,颗粒尺寸小于1μm,均匀分布在粘结体系基体中;成型样品的密度为1.66 g/cm~3,达到理论密度的85.5%;和原料CL-20相比,复合物的撞击感度得到明显降低,特性落高比原料CL-20高出21.5cm。该配方具有良好的传爆性能,1.2mm装药宽度下,爆轰临界尺寸为0.357mm。     

AP颗粒尺度对复合底排推进剂燃速的影响

为了解复合底排推进剂中AP氧化剂的含量及AP颗粒的大小对推进剂表观燃速的影响,利用一种综合燃烧模型,通过对燃烧过程的简化,计算了AP氧化剂不同粒径尺寸对底排推进剂燃速的影响,并和实验结果进行了比较.在此基础上,对不同AP含量的底排推进剂燃速进行了预测计算.结果表明,AP含量越高,底排推进剂的燃速越大;AP颗粒尺寸与底排推进剂燃速是非线性、非单调变化的关系.当AP粒径小于150μm时,AP颗粒尺寸越大,推进剂燃速越低;但AP粒径等于200μm时的推进剂燃速略高于150μm时的燃速.     

溶剂及两种超临界工艺对 HMX 形貌和晶型的影响

采用5种有机溶剂分别运用超临界流体增强溶液扩散技术(SEDS法)和超临界反溶剂技术(GAS法)对HMX进行重结晶细化。结果表明:SEDS法不能成功制得β-HMX,大都为γ-HMX结晶;当以丙酮或DMSO为有机溶剂时,在合适的工艺条件下GAS可得到β-HMX;环己酮或乙腈为溶剂时GAS工艺制得的HMX为γ-型,NMP作溶剂时为δ-型。     

低速爆轰的混合炸药

对不含猛炸药，且以低速爆轰的混僵炸药进行了实验研究。为使系统具有爆轰能力，使用了硝酸铵混合物和铝粉。用玻璃或脲-甲醛（urea-formaldehyde)树脂颗粒来削减爆轰参数。对不同组份和密度的混僵炸药进行了爆轰速度和临界直径的测定，研究结果显示，很多炸药都能非常低的速度（低于1000m/s)稳定爆轰，而其中有的密度还相当高（甚至超过2g/cm^2)。文章对现有研究结果从物理和化学上作了解释。     

基于超临界反溶剂过程的高性能炸药微粉制备原理与实现方法

炸药微粉技术是当今炸药研究的一个重要趋势。本文针对我国在该领域研究的现状，研究并提出了基于超临界反溶剂(SAS)过程的炸药微粉制备原理及其实现方法。其独特的微粉生成机制以及温和的操作条件，从根本上保证炸药微粉的多种特性要求，具有深入研究和推广的价值。     

炸药粒子的设计技术

推进剂、塑料粘结炸药(PBX)是由含能材料粒子填充粘结剂形成的高能高填充复合材料,材料的力学性能、安全性能不仅受粘结剂的影响,而且很大程度上受含能材料的粒子形态的影响.通常在意外刺激下含能材料发生反应是由材料中炸药粒子的内部缺陷、孔洞、包容物、位错及粒子与粘结剂的脱粘等处形成热点引起的.本文重点介绍了炸药粒子的内部缺陷、晶体质量、晶体密度等因素对炸药安全性能的影响.通常讲,具有更少的晶体缺陷,更光滑的外形、更高的晶体密度,则有利于降低炸药的感度,提高安全性.在炸药粒子的制造过程中除必须考虑其晶型外,炸药粒子的大小及其分布、粒子的形状、粒子的内部质量是炸药粒子设计的主要内容.在炸药粒子制备技术中,结晶技术和超临界流体重结晶技术是控制炸药粒子晶体的形状与结构的最主要的方法,通过控制过饱和度和冷却速率,选择合适的溶剂,不仅可以降低粒子内部的包容物和晶体缺陷,而且可以获得所需形状的炸药粒子.同时还介绍了一些常用的可有效表征炸药粒子内部质量的方法.     

硝胺推进剂燃烧性能的实验研究

主要探讨了ＲＤＸ丁羟推进剂燃烧性能的规律。研究结果表明：有胺配方（硝胺炸药含量不小于４０％）中使用过多的细粒度高氯酸铵（ＡＰ）。导致压强指数（ｎ）增国；低硝胺配方中（硝胺炸药含量小于３０％），增加４０－６０目的粗ＡＰ，对燃速（ｒ）、压强指数无改善作用，使用细的ＲＤＸ对降低ｎ值有利。还研究了硝胺炸药（ＮＡ）含量以及不同的粘合剂对ｎ值的影响，并给出了平台推进剂配方的ｒ、ｎ结果。     

溅射压力对Ni纳米颗粒形貌控制的影响

采用磁控溅射方法制备Ni纳米颗粒,使用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)等表征其形貌结构。采用高压溅射喷嘴结构,研究改变溅射压力等工艺参数对Ni纳米颗粒尺寸与形貌的影响。实验表明,采用高压喷嘴结构,溅射压力为20~180 Pa之间可以获得尺寸为10~100 nm的Ni纳米颗粒。采用高压溅射喷嘴结构可以得到具有晶体结构特征的Ni纳米颗粒。     

基于内聚力法则的高能硝酸酯增塑聚醚推进剂开裂过程细观模型

为从细观角度研究高能硝酸酯增塑聚醚（NEPE）推进剂的破坏机理,采用分子动力学算法生成细观颗粒填充模型,利用Python脚本语言在颗粒与基体界面及基体内部嵌入零厚度粘结单元。针对NEPE推进剂延展性失效特点,基于多项式内聚力法则建立一种多项式-梯形内聚力法则,并进行子程序VUMAT开发。对比考虑颗粒与基体界面脱湿及基体失效的数值模拟结果发现,NEPE推进剂颗粒与基体界面脱湿引起基体内部形成孔洞,孔洞周围形成的高应力区是导致推进剂开裂的关键。实验验证得知,多项式-梯形内聚力法则较双线性内聚力法则和多项式内聚力法则能更准确地描述推进剂的失效过程。     

含有植入体的炸药

诸如浇注传爆药（cast booster charge)(10,110,210)一类的炸药（14，114，214）被分成两部分，第一部分为母体炸药（114a,214a) ,在母体炸药中植入了第二种分离体状的物质（118，218）。有些时候分离体也可以含有炸药，但母体炸药（114a,214a)的起爆强度要远高于分离体炸药（118，218）。发明中还提到，无论分离体中所含炸药的性能是怎样的，分离体的最小尺寸至少应为1mm或1.6mm。在某些结构中，分离体可以是圆柱状且至少有一端是磨圆的。在生产浇注传爆药（10，110，210）时，可先将母体炸药熔化，混入分离体后再将熔化物冷却形成固体。     

炸药超临界流体细化技术研究进展

本文介绍了超临界流体的概念及超临界细化原理，综述了国内外炸药超临界重结晶细化技术研究进展，并指出了存在的问题。     

一种用于火箭发动机的新型钝感无毒双基推进剂

介绍了一种挤压成形的钝感、无毒双基推进剂的研制情况。该推进剂的研制分为两个阶段。首先，根据技术估算，法国国营火药炸药公司（ＳＮＰＥ）研制了一种应用于火箭发动机的钝感推进剂；后来，又用更有利于保护环境的弹道改性添加剂替代了原有的铝基成份。现在，这种挤压成形双基推进剂（ＥＤＢ）配方能用于任何需要钝感、无毒推进剂的新方案中。目前，正在考虑在现行的空对地火箭方案（如ＨＹＤＲＡ７０）中，用ＳＤ１１７８替代常规双基推进剂。据悉，这方面的试验已经开始进行。