一种无硫烟花发射药的开发及应用研究

利用模拟烟火药在定容、密闭条件下的数值计算方法,开发了1种以新型还原剂、硝酸钾为主的新型无硫烟花发射药配方。对该发射药的安全性能及使用性能进行测试,结果表明新型发射药的撞击感度、爆发点及静电感度安全性能均优于传统黑火药,且其压力上升速度、做功能力大于传统黑火药。     

中国烟火技术的创新与发展

中国烟火技术的发展由来已久,源远流长,公元前八世纪周朝即有"狼烟"烽火台;中国古人在炼丹的过程中发明了黑火药,从而促使了中国烟火技术广泛发展;现代中国烟火技术军用的电子战烟火光电对抗和民用的烟火人工防雹降雨、烟火灭火、烟火发电等获得了创新性发展;中国的烟花爆竹在安全环保材料技术研究和无烟/微烟的焰火技术、纳米烟火、稀土烟火以及融合现代其它学科技术的特型焰火、婚礼烟花、寿礼烟花、卡通烟花等方面快速发展;固体化学原理及其对烟火系统的应用研究也在促使中国烟火技术的理论研究的新进展。     

梯度硝基发射药的设计原理与实现方法

为实现发射药能量释放高渐增性,根据枪炮内弹道学原理提出梯度硝基发射药(NGDP)的概念,并论证NGDP能量释放渐增性的基本原理。与传统钝感发射药相比,NGDP氧平衡较高,理论上具有低烟雾、低残渣特征。基于最小自由能算法,分析邻苯二甲酸二丁酯、樟脑和二硝基甲苯钝感的发射药与NGDP燃烧产物中可燃组分(CO、H₂)的含量,发现NGDP燃烧产物中可燃组分含量最低。阐述了NGDP的制备过程,通过扫描电子显微镜和X射线能谱仪以及激光共聚焦显微拉曼光谱仪表征NGDP的微观结构;进行密闭爆发器实验,证实了NGDP具有能量释放高渐增性。结果表明,NGDP是一种有别于现有制式发射药的新型发射药,有望消除或者减少传统表面钝感、包覆发射药存在的烟雾、火焰、残渣、储存稳定性等诸多问题。     

防潮黑火药制备与性能研究

为解决黑火药长期贮存中因吸湿引起的性能变化问题，分别以氟橡胶、虫胶为防潮剂，TNT、RDX为感度和能量调节剂，设计了3种防潮黑火药的配方。以丙酮为溶剂，采用溶剂蒸发-重结晶法制备防潮黑火药，并对其吸湿性、机械感度、5s延滞爆发点等进行测试。结果表明：防潮黑火药的最佳配方为：w_黑火药∶w_虫胶∶w_TNT=97.5∶2.0∶0.5；相比原料黑火药，该防潮黑火药的吸湿性降低了1.7%，撞击感度相同，摩擦感度降低了4%,5s延滞爆发点降低了5℃，而堆积密度、静电感度、爆热基本不变。研究表明设计的防潮黑火药提高了黑火药防潮性能及安全性能。     

用退役推进剂制备火箭烟花用发射药

本文分析比较了传统火箭烟花发射药和退役推进剂的燃烧性能，阐述了传统火箭烟花和现代火箭烟花对发射药的技术要求，指出了利用退役推进剂制各燃烧稳定、无烟的火箭烟花发射药所应解决的关键技术及火箭烟花今后的发展方向。     

黑火药的防潮改性技术研究

为解决黑火药在长期贮存中的吸湿问题,以虫胶为防潮剂,高导热石墨粉为导热剂和防潮剂,无水乙醇为虫胶的溶剂和黑火药的悬浮剂,采用溶剂蒸发法制备出防潮黑火药。研究了防潮剂含量和工艺条件对黑火药吸湿性的影响,并对防潮改性前后黑火药进行了性能测试。结果表明:防潮改性后黑火药的吸湿性比原料降低了38%,火焰感度和撞击感度分别比原料降低了8%和80%,而静电感度不变,并获得了制备防潮黑火药的最佳配方和工艺条件。     

KNO3/C6H5NO3/NC点火药研究

运用最小自由能原理,设计了KNO3/C6H5NO3/NC体系烟火药配方。从热分解过程、感度、燃烧性能对比等方面探讨了新型药剂代替黑火药使用的可行性。与黑火药相比,对硝基苯酚点火药的机械、静电感度降低,增加了制造和使用过程的安全性,燃烧热增加57%,作功能力提高40%,改善了其燃烧热力学性能,在中心传火管中作为主装药使用时,膛内负压差降至-20MPa,提高了内弹道性能的一致性和发射安全性。     

黑火药生产新工艺简介

黑火药是中国古代的一大发明,至今已有约一千年的历史。数百年中黑火药几乎是战争硝烟的唯一来源。直到化学炸药问世之后,黑火药才在大多数应用中被现代炸药所代替。然而,黑火药并没完全退出战争舞台,至今还有它的独特应用。它的最主要的用途是大口径炮发射药的点火药。     

基于微焦点CT技术的DAGR125发射药内部微结构分析

通过传统溶剂法制备了含25%RDX的DAGR125发射药,采用微焦点X射线断层扫描(μ-CT)技术和扫描电镜技术,研究了发射药内部微结构及形成原因,定量分析了微结构特征和分布。结果表明:发射药整体结构均匀密实,微观结构中仍存在大量均匀分布的微缺陷,与药体相比,其密度相对较低;微缺陷平均体积为0.575×10-3mm3,总体积比率为12.12%;微缺陷中可能存在微空隙,但尺寸极小,难以分辨;发射药内部结构由取向分布的NC区和海岛分布的富RDX区构成,微缺陷产生于富RDX区;发射药内部存在明显的气孔缺陷,尺寸相对较大,且主要分布于药柱轴向中心部位。本研究表明微焦点CT技术是研究高能异质发射药内部微结构的有效手段。     

纤维对无壳弹发射药感度和自燃的影响

为了研究含有纤维的无壳弹发射药安全性,通过测试含有碳纤维素(CF)或精制棉的无壳弹发射药5 s延滞期爆发点、撞击感度和模拟枪膛试验的自燃温度,分析碳纤维含量、长度和精制棉对无壳弹发射药安全性能和模拟枪膛试验的自燃温度影响.实验结果表明: 无壳弹发射药中加入0.5%～1.5%、长度为10 mm的碳纤维有利于降低撞击感度;纤维的加入提高了无壳弹发射药的耐热性,在相同温度下延长抗自燃时间.     

无木炭型黑火药研究

以酚酞和氢氧化钾的反应物替代木炭，通过调整硝酸钾、硫磺、酚酞及氢氧化钾的混合比例对无木炭黑火药配方进行优化设计，对比研究了普通黑火药与无木炭黑火药在机械感度、静电火花感度、热分解过程及输出特性等方面的差异。研究认为：无木炭黑火药的机械感度、静电火花感度、爆发点比普通黑火药低，而且安全性好，做功能力强，输出稳定性高。     

Mg-Al/黑药高能点火药研究

为了解决黑药在点火能力、吸湿性等方面存在的问题,制备以黑火药组分为基础,以Mg-Al合金粉为燃烧剂,硝化棉为粘结剂的新型高能点火药,并对其性能进行了测试分析;结果表明:该新型高能点火药与黑药相比燃烧热增加75%,比容增加80%,火焰感度、机械感度有所下降,吸湿性有所降低。     

发射药钝感剂分布及迁移的研究进展

介绍了发射药钝感剂浓度分布测定、钝感剂迁移性能及钝感机理方面的研究进展。认为发射药钝感剂浓度分布及迁移性能是影响发射药应用的主要因素。指出我国今后要改进钝感剂浓度分布研究技术,尤其是浓度测定方法,以此推进发射药钝感剂迁移性能和扩散机理方面的研究。     

四环庚烷的制备及自燃性

具有高张力和笼状结构的四环庚烷(QC)是很具潜力的自燃类碳氢燃料。研究了无溶剂条件下公斤级QC的合成工艺。测试了QC/白色发烟硝酸(WFNA)和QC/N2O4的自燃性能。结果表明,反应16 h和分离提纯后,QC产品的纯度和收率能分别达到99.5%和96.2%,单批产量为2 kg,QC/WFNA和QC/N2O4的点火延迟时间分别为98 ms和29 ms。固体纳米颗粒的添加能促进自燃性能,纳米硼、碳、铝可缩短点火延迟时间,添加质量分数为0.25%的纳米硼/碳/铝后点火延迟时间分别为68/73/75 ms(发烟硝酸)和18/27/33 ms(N2O4),证明QC可作自燃类高能液体推进剂使用。     

硝胺类烟火输出药的设计与性能研究

为使硝胺类输出药获得较好的点火性能,在配方中添加点火能力强的苦味酸钾制成混合药剂,设计了三种配方,并进行了点火性能试验,得到点火延迟期分别为1.79,2.11,3.05ms.结果表明,加入苦味酸钾可以缩短输出药点火延迟期和压力上升时间.由最小自由能原理计算和密闭爆发器试验,得到三种配方的火药力和压力冲量都在544kJ·kg－1和4kPa·s左右,表明组分中硝胺含量保持10%不变,改变苦味酸钾含量,药剂的作功能力变化不大.     

提高点火管点火性能的一种方法

根据大口径火炮金属中心点火管设计要求,提出了一种改善点火稳定性的方法－将黑火药压实成饼状,装填入金属中心点火管中,通过改变药饼的几何形状、压药密度来调节点火压力,以匹配不同的发射装药结构。     

点火药盒开孔大小对点火燃气内流场特性影响

为了保证阶梯多根的装药设计形式的火箭发动机点火过程的安全性与稳定性,研究了不同开孔大小点火药盒的火箭发动机点火过程的流场特性.采用FLUENT计算软件对不同开孔大小点火药盒的火箭发动机点火过程的内流场进行了三维数值仿真,分析了点火药盒开孔大小对点火过程流场特性的影响.不同开孔大小点火药盒的输出压强都大约在4 ms时达到...