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。     

铝灰替代含铝乳化炸药中铝粉的可行性研究

采用工业制铝过程中产生的废弃副产物铝灰作为铝粉的替代物来制备乳化炸药,能够有效地降低含铝乳化炸药的制备成本,同时也是对于铝灰的一种新型节能回收利用方式。使用TGA-FTIR联用热分析、铅柱压缩法、爆破漏斗法、电测法及高低温循环等方法对新型铝灰替代含铝乳化炸药的热安全性、爆轰性能及储存稳定性进行了研究。结果表明：添加质量分数10%一次铝灰制备所得的乳化炸药,与普通含铝乳化炸药的热分解性能差异较小,且较基础乳化炸药的做功能力方面有较大幅度的提高,爆破容积提高约50%,而猛度、爆速及机械感度等性能无明显差距;在储存稳定性方面,与添加铝粉的乳化炸药和基础乳化炸药性能差距较小。铝灰替代铝粉制备含铝乳化炸药具有可行性。     

铝粉含量和粒度对HMX基炸药空爆性能的影响

为了分析不同铝粉含量及颗粒尺寸对炸药空中爆炸性能的影响,笔者利用含铝炸药的自由场空爆试验,测试了不同配方的含铝炸药空爆超压、正压作用时间和空爆冲量,对试验结果进行了比较分析。对于HMX基含铝炸药,铝粉的质量分数为30%~35%时,超压和冲量较高;当铝粉的质量分数超过35%时,超压和冲量趋于降低。自由场传感器测定结果显示,超压和冲量在4.5 m的较远距离处、铝粉的质量分数约30%时有最大值。当铝粉的质量分数约为30%时,含纳米铝粉炸药的超压和冲量低于含微米铝粉炸药。     

铝粉对化学敏化水胶炸药性能影响的实验研究

为研究不同形状和含量的铝粉对化学敏化水胶炸药性能的影响,在水胶炸药中分别添加质量分数为1％、2％、3％、4％片状和粒状铝粉.对比分析添加不同的质量分数及不同形状铝粉水胶炸药的爆热、爆速和猛度变化情况.结果表明:随着铝粉质量分数从0％增加到4％,炸药的爆热增加,爆速和猛度下降.当炸药中分别添加质量分数为4％的片状铝粉和粒状铝粉的水胶炸药比不含铝粉的水胶炸药,其爆热分别提高了17.99％、16.54％,爆速分别降低了15.12％、13.27％,猛度分别下降了18.18％、16.78％.     

铝粉对化学敏化水胶炸药性能影响的实验研究

为研究不同形状和含量的铝粉对化学敏化水胶炸药性能的影响,在水胶炸药中分别添加质量分数为1%、2%、3%、4%片状和粒状铝粉。对比分析添加不同的质量分数及不同形状铝粉水胶炸药的爆热、爆速和猛度变化情况。结果表明:随着铝粉质量分数从0%增加到4%,炸药的爆热增加,爆速和猛度下降。当炸药中分别添加质量分数为4%的片状铝粉和粒状铝粉的水胶炸药比不含铝粉的水胶炸药,其爆热分别提高了17.99%、16.54%,爆速分别降低了15.12%、13.27%,猛度分别下降了18.18%、16.78%。     

HMX基含铝炸药铝粉反应率的估算*

利用爆热弹测试了以HMX为基不同配比含铝炸药的爆热值。根据炸药爆热的测定值,分别通过最小吉布斯自由能法和平衡常数法确定了不同配比炸药的爆炸产物组成,进而计算得到两种方法下不同组成的含铝炸药中铝粉的反应率。结果表明,随着铝粉质量分数增加,铝粉的反应率呈线性增大,铝粉质量分数在30％时达到最大,之后随铝粉质量分数的增加,铝粉的反应率呈下降趋势。     

含铝温压炸药的爆炸能量结构研究

为了研究黑索今（RDX）基含铝温压炸药的爆炸能量释放规律及爆炸能量输出结构，对5种含铝温压炸药的爆热和爆速进行了测试，利用绝热式爆热量热计测量了铝粉质量分数为30%的RDX基含铝温压炸药在真空、0.1 MPa氮气、0.1 MPa空气和1.0 MPa氧气环境下的爆炸能量，结合测试数据对试样的爆轰热、爆热和燃烧热进行理论计算。结果表明，RDX基含铝温压炸药的爆速随铝粉含量的增加而线性减小；爆热随铝粉含量的增加呈现先增大后减小的趋势，在铝粉质量分数为40%时，爆热达到最大值。试样在真空、0.1 MPa氮气、0.1 MPa空气、1.0 MPa氧气环境下的爆炸能量逐渐增加，环境压力的增大和气氛环境中氧含量的增加都会提高炸药的爆炸能量，富氧环境下的爆炸能量可以定量地表征炸药的燃烧热。样品的爆轰热占燃烧热的9.8%~26.4%，爆热占燃烧热的34.5%~50.0%，且这两个参数都随铝粉含量的增加而降低。     

添加复合稀释剂的低爆速乳化炸药的制备及性能

以玻璃微球和滑石粉共同作为稀释剂制备一种低爆速乳化炸药。观察不同质量分数的玻璃微球和滑石粉对乳化炸药形貌的影响,并对乳化炸药的爆速、猛度、空中爆炸冲击波压力及储存稳定性进行测试。实验结果表明,随着滑石粉质量分数的增加,乳化炸药的形貌由乳胶状逐渐向颗粒状转化,爆速呈线性下降,对玻璃微球质量分数为5%、10%、15%的乳化炸药,测得最低爆速分别为3 440、2 740、2 188 m/s。而随着滑石粉质量分数的增加,猛度、空中爆炸冲击波峰值超压均呈非线性下降,当滑石粉控制在一定量时,冲击波正压作用时间变化不大,乳化炸药储存稳定性较好。这种低爆速乳化炸药成本低廉、爆轰性能可调、储存稳定性好,具有较好的实用性。     

密闭环境下含铝炸药爆炸场温度与压力特征

通过对不同铝粉质量分数的炸药爆炸场温度、压力参数的测量,研究了在密闭条件下,炸药爆炸场温度、压力的响应特征及响应规律。结果表明,在密闭条件下,含铝炸药爆炸场温度高于理想单质炸药,铝粉质量分数的增加可提高爆炸场温度及延长温度持续时间。当铝粉质量分数为40%时,爆炸温度出现最大值,其值大约在850℃左右。相比之下,含铝炸药的爆炸场压力虽远不及理想单质炸药,但当铝粉质量分数为40%时,其超压存在一个较大值。     

纳米铝粉对炸药水下爆炸能量的影响研究?

为了研究铝粉颗粒尺度对炸药爆炸能量的影响,分别对含纳米铝粉和微米铝粉的RDX基炸药进行水下试验,获得了不同组成下含纳米铝粉和含微米铝粉炸药水下爆炸的冲击波能和气泡能,分析了纳米铝粉的含量对炸药水下爆炸能量输出的影响规律。试验发现(以质量分数计):当铝粉的含量为20%~40%时,含纳米铝粉的炸药在水下冲击波能和气泡能方面始终低于相同铝粉含量的含微米铝粉的炸药,且差值随铝粉含量的增加而增大;当铝粉总含量为30%和35%时,纳米铝粉与微米铝粉混合使用可使炸药具有较大的水下爆炸总能量,纳米铝粉的最优加入量为10%。结果表明,当混合铝粉总质量分数为35%,且m(微米铝粉)m(纳米铝粉)=2510时,炸药具有最大的水下爆炸能量。     

发泡剂及促泡剂对乳化炸药爆速的影响

为了研究发泡剂和促泡剂含量对乳化炸药发泡速度和爆速的影响,对不同含量下发泡剂和促泡剂进行了密度测量和爆速实验。结果表明:在相同含量促泡剂和相同发泡时间下,乳化炸药爆速随着发泡剂含量的减小而减小,发泡速度同样减小;在发泡剂含量相同时,随着发泡时间的不同,促泡剂的含量对乳化炸药爆速及发泡速度的影响不同。当促泡剂含量在一定范围内,发泡时间不充足时,乳化炸药爆速随促泡剂含量增加而增加,发泡速度也增加;当发泡时间充足时,乳化炸药爆速不随促泡剂含量的变化而变化。当促泡剂含量超过一定范围时,乳化炸药爆速不随促泡剂含量的变化而变化,发泡速度同样没变化。     

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。     

含退役双基发射药的低爆速炸药的研究?

研究了一种含双基发射药的低爆速炸药。这种炸药以双基发射药作为敏化剂,以硝酸铵作为氧化剂,二者混合后形成低爆速炸药。炸药由质量分数为75%~80%的硝酸铵、15%~22%的双基发射药、1%~5%的密度调节剂和1%~3%的工艺添加剂组成。试验表明,在低爆速炸药中,随双基发射药质量分数的不同,可制备出满足不同需求的低爆速炸药产品。产品密度控制在0.76~1.02 g/cm3之间,爆速在1 500~2 200 m/s之间,猛度在8.8~9.7 mm之间,殉爆距离达到4 cm。分析探讨了双基发射药的含量、粒度、密度、直径等对爆速的影响。     

大孔径深孔含水爆破混装乳化炸药性能研究

大孔径深孔含水爆破中,混装乳化炸药受到来自炸药本身重压、回填渣的压力以及炮孔中水的侵蚀,炸药爆炸性能发生改变。为了分析压力及水对混装乳化炸药的影响规律,提出了一种新型乳化炸药抗压性试验方法,模拟了深孔爆破环境气泡敏化的混装乳化炸药的爆速随孔压变化规律:0.1、0.2 MPa下24 h内爆速较高,随着压力增加及加压时间的延长,爆速下降直至拒爆;同时,通过测试乳胶基质中硝酸铵的溶失值以及乳胶基质的溶胀厚度,分析了乳化剂、油相材料对其抗水稳定性的影响。结果表明:添加质量分数1%的基础油,Span80、高分子型乳化剂EPE-1添加质量比达到1:1后,溶失值及溶胀厚度较小;再增加EPE-1的含量,抗水性、稳定性基本不发生变化。提出了提高混装乳化炸药抗水稳定性的方法。     

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。