CL-20对硝酸酯炸药性能的影响

以HMX硝酸酯炸药配方为基础,用六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)部分替代HMX,计算了含CL-20的硝酸酯炸药的密度、爆热和爆速,并与测试结果进行了对比;测试了其机械感度。结果表明,随着CL-20含量的增加,硝酸酯炸药的实测密度、爆热、爆速均明显增加;当CL-20质量分数为50%时,硝酸酯炸药的实测密度、爆热和爆速分别为1.907g/m3、6 826J/g和9 125m/s,撞击感度由34%提高到40%,摩擦感度由28%提高到60%。     

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。     

NTO含量对RDX基含铝炸药机械感度及爆速的影响

制备了不同3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮(NTO)含量的RDX基含铝炸药,用爆炸概率法和电测法测试了其机械感度和爆速,研究了NTO含量对RDX基含铝炸药机械感度和爆速的影响。结果表明,随着NTO含量的增加,含铝炸药的机械感度明显降低,撞击感度由34%降至2%,摩擦感度由30%降至2%;在相同密度下,随着NTO含量的增加,含铝炸药的爆速降低,当NTO质量分数为35%时,爆速降至7 764m/s,与不含NTO的RDX基含铝炸药相比,降低了169m/s。     

TEX对HMX的包覆降感

为降低HMX的机械感度并保持其爆轰性能,采用溶液-水悬浮包覆法,利用4,10-二硝基-2,6,8,12-四氧杂-4,10-二氮杂四环[5.5.0.0~(5,9).0~(3,11)]十二烷(TEX)和氟橡胶F_(2603)对HMX进行包覆降感;考察了TEX与HMX的粒度级配、主炸药质量比以及黏结剂用量对包覆炸药感度的影响;观察了TEX/HMX包覆炸药的微观形貌,测试其晶型结构、撞击感度、摩擦感度和爆速等参数,并进行了对比分析。结果表明,TEX可在HMX的表面形成保护层;黏结剂F_(2603)质量分数3%时为最佳用量,且包覆后HMX的晶型保持不变,仍为β型;超细TEX(d_(50)=4.532μm)和HMX(d_(50)=10.234μm)粒度级配下的降感效果最好,与原料HMX相比,TEX/HMX(质量分数30%TEX)混合炸药的撞击感度和摩擦感度分别降低了48%和68%,在装药密度为1.72g/cm~3时的实测爆速可达到7 932m/s。     

LLM-105/EPDM造型粉的制备及性能

以LLM-105为主体炸药,EPDM(乙丙三元橡胶)为黏结剂,采用溶液-水悬浮法制备了LLM-105/EPDM造型粉,并将其压制成药柱.用SEM对包覆前后样品的形貌进行了表征,并对其机械感度、热分解特性、热安定性和爆速进行了测试和分析.结果表明,与LLM-105和其他传爆药相比,EPDM/LLM-105造型粉的机械感度有一定程度的降低,热稳定性显著提高;当传爆药柱的装药密度为1.518 g/cm~3时,爆速可达7915 m/s.     

硝基芳香族化合物密度、爆速和撞击感度的量子化学及QSPR研究

运用Gaussian98等程序对32种描述符进行了计算,采用Cerius2程序包中的QSPR方法建立了硝基芳香族化合物密度、爆速和撞击感度与32种描述符之间的构效关系式,相关系数R分别为0.951、0.992和0.92,预测值与实验值之间的平均误差分别为1.92%、0.93%和5.10%;与Kamlet方法计算的爆速值相比,用QSPR方法计算的爆速值准确性较高.此外,还找到了影响硝基芳香族化合物密度、爆速和撞击感度的主要因素,以及可以同时使密度和爆速增大而撞击感度降低的因素.     

水悬浮法制备NTO/HMX基PBX

为了获得安全性能较好的压装高聚物粘结炸药(PBX),以3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮(NTO)和奥克托今(HMX)为主体炸药,采用水悬浮法制备了NTO/HMX基压装PBX,测定了NTO在水中的溶解度,考察了水药比、搅拌速度对包覆效果的影响和主炸药粒度对撞击感度的影响,测定了产品的爆速。结果表明:NTO在水中的溶解度较大,在常温下制备,用NTO饱和水溶液代替水作分散介质;最佳工艺条件为:水药比(体积质量比)为1.6∶1,搅拌速度为500 r/min;主炸药粒度细化后产品的撞击感度下降了43%,只有15.3%;产品的爆速为8 200 m/s,达到了理论爆速的95%以上。     

铝含量对RDX基含铝炸药爆压和爆速的影响

利用锰铜压力传感器和测时仪测量了不同铝含量的RDX基含铝炸药的爆压和爆速。拟合出爆压、爆速与铝含量的关系式,分析了铝含量对RDX基含铝炸药爆压、爆速的影响因素。结果表明,随着铝含量的增加,RDX基含铝炸药的爆压和爆速呈线性减小。计算了铝粉的质量分数在0~40%时所对应的PC-J=A(x)0ρD2中的A(x)值,拟合出A(x)值与铝含量的关系式,得到RDX基含铝炸药爆压与爆速之间的关系式。     

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。     

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％。     

理想混合炸药模型的提出及其应用

通过建立“理想混合炸药”模型 ,发现理想混合炸药的爆速 Did与纯组分炸药的爆速 Di和质量分数 Wi之间存在着定量关系 ,据此发展了一种计算混合炸药爆速的新方法。对大量混合炸药的计算结果表明 ,爆速计算值与实验值的一致性令人满意 ,平均误差 1.37%。本文方法的提出 ,不仅提供了一种预测混合炸药爆速的方法 ,而且对高爆速混合炸药的研究具有一定的指导意义     

不同敏化材料对乳化炸药爆炸性能的研究

通过添加中空玻璃微球(CGM)和中空聚合物微球(CPM)两种不同敏化材料,制备两种不同乳化炸药,并对其爆速和密度、孔隙率的关系以及爆压进行了对比分析,研究表明,乳化炸药的爆速和密度呈现非线性关系,在同一密度下,CPM对乳化炸药的敏化效果比CGM好,且爆轰波在乳化炸药中传播时,被测炸药中CPM的爆压也略大于CGM的爆压。此外,综合对比爆速和爆压,表明乳化炸药孔隙率对爆轰性能具有重要影响,即一定条件下当孔隙率较大时可得到较大爆速和爆压,当孔隙率较小时,体系不具备雷管感度,不能起爆。此结果可为今后乳化炸药敏化发展提供指导作用。     

内相粒径对现场混装乳化炸药爆炸性能的影响

通过光学显微镜、激光粒度仪、测时仪法和铅柱压缩法测试了不同转速制备的现场混装乳化炸药样品的微观结构、内相粒径分布、爆速和猛度，采用理论计算与实验测试相结合的方法，研究内相粒径对现场混装乳化炸药爆炸性能的影响。结果表明，对于相同敏化剂含量的现场混装乳化炸药，其密度、爆速和猛度均随着炸药样品内相粒径的增大而减小；在炸药内相粒径由14.01μm减至4.99μm且敏化剂质量分数由0.9%减至0.3%的过程中，爆速由3450m/s增至3981m/s,最大爆速为最小爆速的1.15倍，猛度由6.22mm增至13.63mm,最大猛度为最小猛度的2.19倍。基于本实验条件，应合理控制现场混装乳化炸药的内相粒径及敏化剂含量，以确保现场混装乳化炸药具有良好的爆炸性能。     

超细ANPyO/HMX混晶炸药的制备与性能

为提高超细ANPyO/HMX的能量输出,采用溶剂/非溶剂法和水悬浮法制备了超细ANPyO/HMX混晶炸药。用SEM、XRD、红外光谱对其结构进行表征,并测试了其比表面积、真空安定性、撞击感度、冲击波感度、爆速和飞片起爆感度。结果表明,XRD和红外光谱特征峰的位移现象说明超细混晶炸药中ANPyO分子的氨基与HMX分子的硝基形成了分子间氢键;ANPyO/HMX混晶炸药(ANPyO与HMX质量比为70∶30)撞击感度为138cm,真空安定性为1.72mL/g(200℃)和4.50mL/g(250℃)。装药密度为1.84g/cm3时,混晶炸药冲击波感度为7.1mm,爆速为8 080m/s,最低起爆电压为2.91kV,是一种感度适中、易于被短脉冲起爆、能量输出高的超细混晶炸药。     

CL-20基含铝炸药组分微结构对其爆炸释能特性的影响

为了改善铝粉在CL-20基含铝炸药中的反应动力学特性,利用溶剂-非溶剂法制备了CL-20/Al复合颗粒,实现了CL-20与Al在微结构上的紧密结合,通过直接法制备了由CL-20/Al复合颗粒构成的组分质量分数为85%CL-20/10%Al/5%黏结剂的含铝炸药,并与常规法制备的相同组成的CL-20基含铝炸药进行了机械感度、爆热、爆炸罐试验和圆筒试验等结果的对比。结果表明,CL-20/Al复合颗粒会使含铝炸药的撞击感度略有提高,而摩擦感度不变,但总体上对机械感度影响不大;通过CL-20/Al在微结构上的复合,缩短了Al粉与爆轰产物之间的扩散距离,可以显著改善Al粉的反应动力学性能,提高Al粉在含铝炸药爆炸过程中的反应完全性,促使部分Al粉在爆轰区内参与反应,相比于常规法制备的相同组成的含铝炸药,可使含铝炸药的爆热从6787J/g提高至6930J/g,爆炸罐内爆炸场最高温度从544.3℃提高至661.2℃,格尼系数由2.88mm/μs提高至3.10mm/μs。     

膜状RDX/SiO_2传爆药的制备及表征

在SiO_2溶胶向凝胶转变过程中,依次加入RDX的N,N-二甲基酰胺(DMF)溶液和聚乙烯醇(PVA)的水溶液,采用提拉法和手工旋转涂抹法制备了白色、半透明、膜状RDX/SiO_2传爆药.扫描电镜(SEM)分析表明,复合粒子内RDX晶体呈球状、块状和条状,其三维尺寸在0.3~1.0 μm,分散在纳米SiO_2框架内;与相同条件机械掺杂的RDX-SiO_2相比,撞击、摩擦感度均显著降低.爆速测试结果表明,在低密度时,膜的厚度和炸药粒径是影响传爆性能的主要因素.     

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。     

低爆速震源药柱的配方研究

研究一种以低爆速膨化硝铵炸药为主装药的低爆速震源药柱。用自敏化改性膨化硝酸铵为氧化剂的低爆速膨化硝铵炸药的配方为(质量分数):膨化硝酸铵83%~87%、木粉3.0%~4.0%、复合油2.0%~3.0%、高能添加剂4.0%~5.0%和稀释剂6%~8%。研究表明,低爆速膨化硝铵震源药柱具有稳定的爆炸性能和优良的安全性能,其爆速为2 200~2 500m.-s 1,装药密度0.78~0.82 g.cm-3,各种环境条件下的起爆率均为100%。     

3-硝基-4-叠氮基氧化呋咱的性能预估

采用密度泛函理论的B3LYP方法,在6-31G(d)基组水平上得到了3-硝基-4-叠氮基呋咱(NAFO)的全优化构型,并在相同基组水平上求得体系的振动频率,用B3LYP/6-311+G(2d,p)方法求得NAFO的核磁数据。预估了该化合物的前线轨道能级差、密度、生成焓、爆速、爆压和撞击感度。结果表明,该化合物的分子轨道能级差为422.45kJ/mol,理论密度为1.86g/cm3,固相生成焓为572.66kJ/mol,爆速为9 398m/s,爆压为40.71GPa,撞击感度H50为2.8cm,爆轰性能优于RDX和HMX,但其感度较高。     

RDX基铝薄膜炸药与铝粉炸药水下爆炸性能比较

为了减少铝粉炸药在生产过程中因铝粉对环境污染,降低铝粉炸药的撞击感度,提高含铝炸药的成型性及力学性能,将RDX用铝薄膜分层包裹得到新型的铝薄膜混合炸药。将铝薄膜混合炸药与铝粉炸药进行水下爆炸实验与爆速实验,得到两种炸药的爆速与压力时程曲线,经过分析计算得到两种炸药的压力峰值、冲量、冲击波能、气泡脉动周期与气泡能。结果表明：铝薄膜炸药药柱的轴向为RDX与铝薄膜独立贯通的结构,有利于降低混合炸药中添加物对基体炸药爆轰波传播的影响,从而使铝薄膜混合炸药的爆速高于铝粉炸药,导致铝薄膜炸药的冲击波损失系数高于铝粉炸药,使铝薄膜混合炸药的总能量、比气泡能与铝粉炸药相当情况下,其比冲击波能却降低了10.16%～10.33%,计算过程说明铝薄膜混合炸药的C-J压力计算公式具有合理性。