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。     

钝感包覆发射药燃料性能研究

使用新型聚合物型钝感剂制备了多种钝感、增能及增能钝感包覆发射药样品，进行了密闭爆发器、爆热及１４．５ｍｍ机枪弹道试验等方面的性能测试，讨论了钝包覆发射药的燃烧性能。     

钝感双基发射药迁移失效评价方法

发射药传统老化失效评价主要针对发射药贮存过程中的化学安定性,未考虑物理变化层面的钝感剂迁移现象.基于扩散原理以及钝感剂分布与燃烧性能的关联,建立由密闭爆发器实验测试钝感双基发射药动态活度最大值升高百分比的迁移失效评价方法.通过密闭爆发器和弹道实验,获得了钝感双基发射药动态活度最大值升高幅度随老化时间的线性增长模型,并验...     

一种新型的聚合物钝感包覆发射药

采用密闭爆发器试验、１４．５ｍｍ机枪试验、加速老化试验等方法，研究了钝感剂分子量对新型的聚合物钝感包覆枪炮发射药性能的影响。结果表明与ＤＢＰ钝感火药及未钝感火药相比，聚合物钝感包覆火药初始燃速较低，燃烧渐增性较强，内弹道效率较高，试验结果还显示聚合物钝感剂迁移比ＤＢＰ小，且聚合物钝感剂迁移性随其分子量增大而下降。     

35mm高射炮钝感发射药的内弹道仿真

为了掌握35mm高射炮钝感发射药的内弹道性能,结合钝感8/1发射药的燃烧规律得到该炮特有的内弹道数学模型,应用四阶五级龙格库塔法编制Matlab程序求解该模型。结果表明内弹道仿真结果和参考文献提供的实验结果一致性较好。应用该模型对不同钝感剂含量的钝感发射药进行内弹道计算,计算出在其它装填条件一定的情况下,钝感发射药钝感剂含量对内弹道的影响,可知钝感剂含量的微减小即会引起膛压的急剧升高,当包覆层完全失效,最大膛压高达479 MPa,增大了35.54%。钝感剂的失效将严重影响射击安全,给火炮射击安全性带来威胁。     

高分子钝感剂在两种发射药中的迁移性能

采用高分子钝感剂NA聚酯湿法钝感得到叠氮硝胺和高能硝胺两种钝感发射药,用高温加速长贮寿命试验的方法来研究NA钝感剂在发射药中的迁移性能。利用密闭爆发器和内弹道试验法,对加速长贮前后的两种钝感发射药动、静态燃烧性能进行研究,结果表明,加速长贮前后两种钝感发射药的爆热、p-t曲线及内弹道性能没有明显变化。利用显微红外光谱法测定两种钝感发射药长贮前后NA钝感剂的浓度分布,结果发现浓度分布也没有变化。表明NA钝感剂抗迁移能力强,可以满足叠氮硝胺发射药和高能硝胺发射药的长贮性能要求,用其制得的钝感发射药具有良好的弹道稳定性能。     

钝感双基发射药老化迁移机理及动力学过程

为研究钝感双基发射药老化迁移过程及影响因素,利用钝感剂的正态分布特性及Fickian第二扩散定律的推论,建立了钝感发射药老化迁移导致钝感剂浓度分布及燃烧性能变化的理论模型.对6种不同硝化甘油(NG)及邻苯二甲酸二丁酯(DBP)含量的发射药进行不同温度下加速老化实验,采用密闭爆发器测试了不同老化时间后发射药的燃烧性能,分析了发射药老化迁移的动力学过程及热力学影响.理论分析表明,钝感球形发射药燃气生成猛度积分值的增长率随老化时间呈现出较好的线性增长模型.密闭爆发器结果表明,6种发射药加速老化后的动态活度最大值升高百分比随老化时间均呈较强的线性关系,与理论研究结果一致.建立的钝感发射药老化迁移热力学方程与试验结果基本吻合,迁移驱动因子对数与温度的倒数呈现出较为明显的线性负相关.发射药中NG与DBP总含量高于15％时,发射药的迁移驱动因子(动态活度最大值的百分比增长速率)更易受温度影响从而加剧钝感剂迁移导致钝感失效;而NG和DBP的总含量不高于15％时,钝感剂迁移导致失效的速率较为缓慢,更有利于发射药贮存后的使用和射击安全.     

显微红外光谱法测定EI发射药中钝感剂扩散系数

压伸-浸渍(EI)发射药制造过程中钝感剂的扩散决定了新制火药的内弹道性能。采用红外光谱显微技术考察了聚酯钝感剂PA在EI发射药中的扩散,结果表明新制火药的钝感剂浓度分布符合Fick第二定律的扩散模型,并依据浓度分布曲线方程推算出钝感工艺过程中的钝感剂扩散系数为1.639×10-13m2.s-1。内标法与外标法的比对实验结果表明,在内标法中将钝感层硝化甘油(NG)做均匀分布的数学处理对扩散系数计算结果的数量级没有影响,因此由于数学模型的不完善带来的浓度分布曲线的系统偏差可以忽略不计。     

堵孔钝感高能叠氮硝胺发射药的性能

为了解决高能叠氮硝胺发射药燃烧渐增性欠佳及低温感效果较差的问题,采用高分子复合材料堵孔和含能复合材料钝感的两步法工艺,制备了3种内孔被高分子复合材料形成的“塞子”封堵、表面被钝感的钝感高能叠氮硝胺发射药(本研究称之为堵孔钝感发射药)。采用爆热和密闭爆发器试验,研究了堵孔钝感发射药的能量性能及静态燃烧性能。结果表明,与空白药相比,随着堵孔材料及钝感材料含量的增加,3种堵孔钝感发射药WCBF-1/18、WCBF-2/18和WCBF-3/18的爆热分别下降2.6%、3.6%和4.3%,燃烧渐增性增强且燃烧渐增性因子Pr值由0.471分别提高到0.552、0.563和0.576。3种堵孔钝感发射药WCBF-1/18、WCBF-2/18和WCBF-3/18的高温相对燃烧活度温度系数的绝对值均值分别为2.87%、1.89%和1.56%,相较于空白药均有所下降,表明堵孔钝感发射药高常温区间内低温感效果好。     

叠氮硝胺发射药表面钝感新技术

为解决高增塑剂含量的高能发射药表面钝感问题,采用小分子多炔基化合物均苯三甲酸三炔丙酯（TPTM）作为钝感剂前驱体,经喷涂工艺渗入叠氮硝胺发射药表层后与基体组分1为解决高增塑剂含量的高能发射药表面钝感问题,采用小分子多炔基化合物均苯三甲酸三炔丙酯（TPTM）作为钝感剂前驱体,经喷涂工艺渗入叠氮硝胺发射药表层后与基体组分15-二叠氮基-3-硝基-3-氮杂戊烷（DIANP）反应,形成交联网状大分子钝感剂,并通过密闭爆发器实验和热加速老化实验表征了钝感效果。实验结果表明,TPTM与DIANP在50 ℃下即可完全反应,采用TPTM对叠氮硝胺发射药进行表面钝感处理后,发射药的初始燃烧活度大幅度降低,渐增性燃烧特征量L_m/L₀达到1.8左右,B_m值在0.5左右,并且在50 ℃加速老化6个月以后燃烧性能基本不变。以小分子多炔基化合物作为钝感剂前驱体的方法适用于对叠氮硝胺发射药进行表面钝感处理,并且钝感效果良好,满足长储稳定性的要求。     

钝感弹药

本文介绍了钝感弹药的概念及要求,重点介绍了国外在钝感炸药、钝感推进剂、钝感传爆药的发展状况。     

钝感三基发射药的燃烧性能

针对含水溶性组份硝基胍(NGu)的三基发射药,采用水相搅拌工艺制备出钝感发射药样品,进行了高分子钝感技术研究。通过扫描电镜研究了加入饱和剂和未加入饱和剂的两种钝感发射药样品的表面状态。结果表明,与未加入饱和剂的钝感工艺相比较,采用添加饱和剂的钝感工艺制得的发射药表面结构致密。采用可控点火参量模拟装置进行点火试验;在药室容积100cm3,装填密度0.2g.cm-3,点火压力10MPa的条件下进行了密闭爆发器试验;选用14.5mm弹道枪进行了内弹道试验。结果表明,钝感处理后的发射药样品点火延迟时间(6.86,5.72ms)延长,燃烧渐增性能增强,内弹道性能提高,且添加饱和剂的发射药性能比未添加饱和剂的优良。     

增能钝感单基药的燃烧特性

为了优化单基药的弹道性能,对其进行了改性研究。对11/7单基药进行硝化甘油浸渍及聚酯类材料阻燃处理,得到一种增能钝感单基药。利用点火试验装置及密闭爆发器对该类型发射药进行了点火及燃烧性能试验,点火试验结果表明:与原单基药对比,增能后的发射药点火延迟时间从5.8ms缩短到4.1ms,增能钝感后的发射药点火延迟时间从5.8ms延长到45.5ms以上;密闭爆发器试验中增能钝感前后发射药燃烧时间与点火试验中点火延迟时间的变化趋势相同(原单基药为9.5ms,增能后为8.5ms,增能钝感后为10.86ms以上),增能后的发射药与原单基药相比具有一定的渐增性燃烧特性。     

猛炸药钝感引爆序列

一种起爆钝感猛炸药的通用钝感引爆序列。这种钝感引信序列使用冲击片箔起爆亚克量的五种炸药，如像ＨＮＳ－ＩＶ或ＰＥＴＮ。这小量的炸药驱动一较大的金属冲击片撞击钝感炸药的传爆药。该传爆药起爆五种较大旺的炸约，然后起爆钝感猛炸药。     

一种确定钝感发射药特征量的方法

根据定容燃烧气体状态方程和火药几何燃烧定律,推导出一种确定钝感发射药特征量的计算方法,并对某种火药进行钝感处理和计算,结果与火药切片的电扫描结果相符.     

钝感球扁药及其混合装药燃烧性能研究

为探究钝感球扁药装药提高弹丸初速的机理,采用密闭爆发器试验研究了钝感球扁药及其混合装药的燃烧性能,分析了钝感剂的加入量、钝感时间和加入方式对钝感球扁药燃烧性能的影响.研究了钝感球扁药与主装药混合后的燃烧规律.结果表明,合适的钝感剂加入量、钝感时间及钝感剂加入方式均能改善钝感效果;钝感球扁药与主装药混装填可以有效改善火药的燃烧性能.该钝感技术能有效控制钝感球扁药及其混合装药的渐增性燃烧.     

大弧厚深钝感球扁药的定容燃烧性能

利用密闭爆发器试验研究了大弧厚深钝感球扁药的定容燃烧性能 .揭示了钝感球扁药要达到渐增性燃烧就必须控制钝感层的厚度以及钝感剂在球扁药本体中的浓度梯度分布 .因此必须对钝感过程中钝感剂加入量、钝感时间、钝感方式以及驱溶控挥方法进行优化组合     

增能钝感火药的热分解特性

用日本ＳｈｉｍａｄｚｕＤＳＣ－５０型示差扫描量热仪研究了增能钝感火药的热分解特性．分析了高氮量单基火药吸收硝化甘油及其钝感以后热分解性能的改变，讨论它们在加速老化过程中热分解特性的变化规律．并对高氮量单基火药、增能火药、增能钝感火药及其老化过程中的热分解动力学参数进行了估算，这为增能钝感火药燃烧性能的研究及装药结构的确定奠定了基础．     

TATB、石蜡、石墨钝感作用的讨论

研究TATB、石蜡、石墨在落锤撞击试验条件下的变化及试样的撞击加速度-时间曲线,探讨了这些钝感剂对HMX、RDX等炸药的钝感机理及产生不同钝感效果的原因。对一些高聚物粘结炸药落锤试验、苏珊试验的结果进行了分析讨论。     

气相色谱法测定钝感发射药中聚酯含量

建立了一种气相色谱测定钝感发射药中聚酯含量的分析方法.选用浓度为250 g·L-1的氢氧化钾溶液对聚酯进行降解处理,降解产物经色谱柱分离后,取一聚酯特征峰作为代表进行定量.聚酯含量在3～6 g·L-1时,峰面积与含量呈良好线性,相关系数为0.996,平均回收率为100.2%,相对标准偏差为1.51%.该方法重复性好,回...