HMX炸药喷射结晶超细化实验研究

为改善HMX炸药的重结晶细化效果，提出了一种基于重结晶和流体喷射原理的喷射结晶超细化技术。通过实验，对影响细化效果的4个工艺条件进行了优化设计，制备出亚微米级的HMX炸药超细粒子。     

配位键合剂-603对亚微米CL-20撞击感度的影响

用亚微米单质炸药CL-20和亚微米CL-20/配位键合剂-603(LBA-603)混合炸药的撞击感度试验研究了LBA-603对亚微米CL-20/LBA-603体系撞击感度的影响,并对LBA-603在混合炸药中的作用机理进行了探讨.结果表明,由于LBA-603与CL-20分子的-NO2基团形成诱导效应,LBA-603在亚微米CL-20表面形成一层黏附层,对亚微米CL-20起到包覆作用,包覆层具有能量缓冲、吸热、表面修饰的作用;亚微米CL-20/LBA-603混合炸药的撞击感度随LBA-603添加量的增加而降低,与单质炸药亚微米CL-20相比,添加质量分数10%的LBA-603后,混合炸药的特性落高(H50)提高了10.96 cm.     

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。     

高速撞击流技术制备炸药超细微粉的工艺研究

分析了影响高速撞击流技术制备亚微米级超细HMX粒度的各种因素,通过正交试验设计确定了最佳工艺条件。     

超临界CO2法制备超细HMX颗粒

考察了预膨胀压力、HMX丙酮溶液初始浓度、取样停留时间及其他因素对制备HMX超细微粒粒度和晶体性质的影响.制备的超细HMX微粒平均粒径在350 nm以下,一部分微粒粒度小于100 nm.结果表明,预膨胀压力对HMX颗粒尺寸的影响较大,压力增加,HMX平均粒度变小,粒度分布变窄;HMX丙酮溶液初始浓度对HMX的粒度和粒度分布有很大影响,初始浓度越小平均粒径就变小,粒度分布变窄.停留时间及喷嘴尺寸对颗粒粒度、粒度分布及其形貌都有不同程度的影响.     

TATB/HMX基PBX的水悬浮包覆工艺研究

采用水悬浮包覆技术制备了TATB/HMX基PBX,研究了料液比(TATB/HMX与纯净水的质量比)、温度、真空压力、颗粒的成熟时间、表面活性剂等因素对TATB/HMX基PBX包覆效果的影响。结果表明,当料液比为1∶10时,水对包覆颗粒的打磨作用明显;真空压力为0.045MPa时,60℃可以使乙酸乙酯/水恒沸物不沸腾,且包覆颗粒呈球形;在温度为60℃、真空压力为0.045MPa、搅拌速率为500r/min条件下,控制成熟时间为3min,TATB/HMX基PBX的最大堆积密度为0.8240g/cm3;Span-80/Tween-80(质量比6∶4)复合表面活性剂可明显改善TATB/HMX基PBX的包覆效果。     

硝胺炸药降感技术的研究进展

对当前国内外硝胺炸药(RDX、HMX、CL-20等)的降感技术进行了归纳和总结。分别介绍了细化(核生长法和超细粉碎法)、包覆(物理包覆法和化学包覆法)、共晶(溶液合成法和固体合成法)3种降低炸药感度的技术手段。重点介绍了各种方法的特点、研究机理、工艺流程,指出3种方法降低炸药感度的降感效果,提出未来硝胺类炸药向低敏感度、高能量密度、环境友好型、能源化、球形化方向发展的趋势。附参考文献63篇。     

高速撞击流法制备超细HMX炸药

利用高速撞击流法在不同的工艺条件下制备了超细HMX颗粒,研究了分散剂和制备工艺条件对HMX粒径的影响。结果表明,利用高速撞击流法可制备出纳米级超细HMX炸药颗粒。     

纳米HMX/微米RDX复合炸药撞击感度的性能研究

在超声波的环境下制备了不同配比的纳米HMX(奥克托今)/微米RDX(黑索今)复合炸药,并对纯RDX炸药和自制炸药的撞击感度进行了比较。结果发现,在实验配比范围内,纳米HMX/微米RDX复合炸药比纯RDX炸药敏感,且随HMX含量的增加,撞击感度降低。     

冲击结晶技术制备亚微米TATB粒子的研究

采用溶剂/非溶剂重结晶技术制备亚微米超细TATB粒子,考察了细化过程中显著影响超细TATB粒子粒径的因素,优化了工艺条件.制备了平均粒径0.171μm、比表面积达到31m2/g的亚微米TATB粒子.     

超临界流体SAS法制备HMX基传爆药及其表征

采用超临界流体SA S法,通过引入钝化包覆剂FPM2602对超细HM X主体炸药的粒子表面均匀包覆,最终获得超细HM X基传爆药。利用扫描电子显微镜(SEM)表征了原料和超细HM X基传爆药的表面形貌。测定了其撞击感度、冲击波感度及起爆感度,并与J0-9C(I型)传爆药进行对比。结果表明,超细HM X基传爆药的表面形貌得到了明显改善;与J0-9C(I型)传爆药相比,其H50值升高了17.1 cm,冲击波隔板厚度(xR)减小了2.2mm,起爆性能得到了显著提高。     

TATB/HMX共晶炸药的制备及性能研究

采用溶剂/非溶剂法,在超声辅助的情况下,制备了TATB/HMX共晶炸药;探究了TATB/HMX共晶技术的影响因素;计算了TATB/HMX共晶炸药的理论密度和理论爆速;采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和差示扫描热量法(DSC)对其进行表征和热分析,并测试了其撞击感度。结果表明,制备TATB/HMX共晶的最佳工艺条件为:以[Emim]Ac/DMSO为复合溶剂,TATB和HMX投料比(摩尔比)为3∶7,温度为80℃,搅拌速率为500r/min;与原料相比,TATB/HMX共晶分子在结构上发生改变;TATB/HMX共晶炸药颗粒大小约为2μm,形貌为六边形晶体;共晶炸药的热安定性优于原料HMX,其特性落高比原料HMX高74cm,撞击感度明显降低;理论密度为1.891g/cm~3,理论爆速为8.758km/s,表明其爆炸性能良好。     

聚奥-X传爆药的研究

聚奥－Ｘ是以ＨＭＸ为基的新型传爆药，其特点是感度高而可调，药柱弹性变形小，是目前ＨＭＸ类传爆药中综合性能是好的一种。本文重点论述了聚奥－Ｘ工艺研究中原料的粒度、粒度级配与冲击波感度的关系。     

HMX/ANPZO共晶炸药的制备及表征

运用分子动力学方法,计算了1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮环杂辛烷(HMX)分子、2,6-二氨基-3,5-二硝基-吡嗪-1-氧(ANPZO)分子以及HMX/ANPZO共晶分子的分子间作用力、结合能和内聚能密度。通过气相扩散法制备了HMX/ANPZO共晶炸药,用红外光谱(IR)、差示扫描量热(DSC)和X射线衍射(XRD)表征了其结构,并测试了其机械感度。结果表明,HMX/ANPZO共晶分子间的相互作用力大于HMX分子间以及ANPZO分子间的相互作用力。与HMX和ANPZO相比,HMX/ANPZO共晶炸药的晶体结构和热分解特性变化较大,特性落高为59cm,与HMX相比提高了96.7%;理论爆速达9 060m/s。     

超临界水氧化处理HMX废水

实验在400～550℃的反应温度、22～25MPa的反应压力下对HMX炸药废水进行超临界水氧化技术处理,有机物COD去除率在99%以上。采用单因素法分析反应温度、压力、反应时间对超临界水氧化HMX废水的影响,确定超临界水氧化法处理HMX废水的最佳实验运行条件：反应温度500℃,压力为22.4MPa,反应时间为150s。通过液相色谱检测,得出主要污染物的去除率为99.88%。     

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％。     

Effect of AP distribution on energy release characteristics and functional force of HMX/AP/Al explosives

In order to understand the reaction kinetics of HMX/AP/Al ternary system, the different distribution of AP in HMX/AP/Al explosives was realized by two different preparation techniques. Detonation test results show that the detonation velocity, explosion heat and detonation pressure of HAP samples are higher than those of HAl samples, but the extent of improvement is not high, not more than 5 %. The results of scanning electron microscopy showed that AP in HAP samples was distributed on the surface of HMX crystal. AP were dispersed around HMX crystals in HAl samples. The experimental results of explosive fireball performance show that the fireball expansion speed of HAP samples is better than that of HAl samples, demonstrating a good fireball effect. Underwater test results show that the shock wave peak pressure and bubble pulsation period of HAP samples increase by 3.06 % and 7.95 % respectively, and shock wave energy and bubble energy increase by 9.8 % and 25.42 % compared with bubble energy. The experimental results show that HAP samples are superior to HAl samples in accelerating ability of Al flies. The dispersion of AP on the HMX crystal surface promotes the energy release of HMX/AP/Al explosives more.     

工艺温度对F2604/HMX复合粒子包覆效果及撞击感度的影响

为了解工艺温度对PBX炸药性能的影响,采用相分离法将氟橡胶(F2604)包覆在奥克托今(HMX)表面,制备了F2604/HMX复合粒子;通过扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)对复合粒子的微观形貌和元素含量变化进行表征;采用分子动力学模拟不同工艺温度下F2604对HMX包覆效果的影响;采用特性落高法测试了F2604/HMX复合粒子的撞击感度。结果表明,随着温度的升高,样品中的N元素含量先降低后升高,包覆度先升高再降低;当工艺温度为50℃时,复合粒子的表面平滑、规整,N元素含量最低,包覆度为58.25%,包覆效果最好;分子动力学模拟结果表明,50℃时F2604/HMX复合体系结合能最高,为197.24 kJ/mol,形成的F2604/HMX体系最稳定;随着温度的升高,撞击感度特性落高H 50先升高后降低,50℃时样品的特性落高最高,为81.7 cm,与20℃时相比提高了78.8%;50℃时,F2604和HMX之间的相互作用力最强,形成的复合体系稳定性最好,使得包覆和粘结效果增强,从而降低了撞击感度。     

Coating of Energetic Materials using Crystallization

A sensitive explosive was coated with a less sensitive explosive in order to improve stability while maintaining explosion performance. In this study the sensitive explosive HMX was coated with the less sensitive explosive NTO (3‐nitro‐1, 2, 4‐triazole‐5‐one) by cooling crystallization. The mechanism of coating by crystallization was determined to be an agglomeration and crystal growth phenomenon. The surface morphology and the growth rate of the coating were investigated under various experimental conditions. The surface morphology was predominantly influenced by the solvent type, HMX/NTO ratio, agitation speed, and degree of sub‐cooling. The growth rate of the HMX coating was increased to a certain extent by increasing the concentration ratio of HMX/NTO, but then began to decrease because of high agglomeration. Finally, the optimal conditions to achieve thin and uniform surface coatings on HMX were found experimentally.