硝酸铵乳胶在持续受热条件下的热失控特性

为了研究乳胶基质在运输过程中在火灾条件下持续受热的热失控发展过程,采用TG和ARC研究了乳胶基质的热分解特性,同时采用联合国橘黄书中改进的通风管试验分析研究了乳胶基质在持续受热条件下发生热爆炸的过程。TG和ARC的试验结果表明：水分含量高的乳胶基质在受热条件下,更容易发生破乳,但反应的放热量较低。在通风管试验中,样品温度在100～146℃时,随着加热时间的变化,样品温度缓慢上升;当乳胶基质温度达到146℃后,样品温升速率明显加快,表明样品开始产生明显的放热效应;当温度达到270℃时,乳胶基质发生剧烈的热失控反应。可见,为了提高乳胶基质在运输和储存的安全性,应严格控制其运输温度。     

甲基肼热分解的动力学特性及热安全性

为了评估甲基肼液体推进剂在生产、贮存、运输以及使用过程中的热安全,借助差示扫描量热法(DSC)研究了甲基肼的热分解特性和热安全性,分别计算了甲基肼的动力学、热力学和热安全性参数,并获得了半径为1 m的球形甲基肼液体推进剂在不同超临界环境温度下的热爆炸延滞期,基于等转化率法使用AKTS软件进一步计算得到了甲基肼的绝热诱导期以及自加速分解温度。结果表明:甲基肼的热分解过程只有一个较强的放热峰,采用Kissinger法和Ozawa法计算得到甲基肼的活化能值分别为159.13 kJ·mol^-1和158.89 kJ·mol^-1,自加速分解温度为451.53 K,热爆炸临界温度为469.55 K,热力学参数活化熵(ΔS^≠)、活化焓(ΔH^≠)和吉布斯活化自由能(ΔG^≠)分别为73.93 J·mol^-1,155.32 kJ·mol^-1和121.46 kJ·mol^-1;使用AKTS软件计算得到8、24 h和168 h绝热诱导期对应的温度分别为429.55,424.05 K和414.95 K;包装质量分别为5,25,50 kg和100 kg时,甲基肼的自加速分解温度依次为415.15,414.15,413.15 K和412.15 K。研究结果为评价甲基肼在生产、储运和使用过程中的热安全性提供了必要的理论基础。     

硼含量对燃料空气炸药爆炸性能影响的试验研究

为了解硼含量对燃料空气炸药爆炸性能的影响规律,将硼粉和铝粉作为高能金属燃料混合添加到燃料空气炸药（配方体系为铝/硼/环氧丙烷/石油醚/硝酸异丙酯）中,采用静爆试验法,对含硼量不同的燃料空气炸药爆炸超压、冲量及热效应进行研究。研究结果表明：随着燃料空气炸药中硼含量的增加,炸药的冲击波超压、超压冲量和热效应均先增大、后减小;当硼含量为12.5%时,炸药的地面冲击波超压冲量为112.51 KPa·s,比含铝样品高6.16%,空中冲击波超压冲量为63.42 KPa·s,比含铝样品高5.16%;当硼含量为12.5%时,最高爆炸温度是1 650 ℃,比含铝样品提高20 ℃,最大热辐射量为68.266 kJ/m²,比含铝样品的最大热辐射量提高约7.14%. 在含铝燃料空气炸药中添加少量硼粉,可以提高炸药的整体能量水平。     

氢化镁对金属混合物最小点火能的影响

为了研究氢化镁(MgH_2)含量对铝(Al)/硼(B)混合体系点火性能的影响,以Al粉为基质,B粉为高能金属添加剂与金属氢化物MgH_2为活性金属添加剂,采用机械混合方式,制备了一种新型三元高能含氢金属燃料。采用1.2 L Hartmann管装置对Al、B、氢化镁(MgH_2)的最小点火能(MIE)进行了测试,并对不同MgH_2含量下的二元金属混合物(Al-MgH_2、B-MgH_2)以及对不同B和MgH_2含量下的三元金属混合物Al-B-MgH_2的MIE进行了对比研究。结果表明,Al、MgH_2的MIE较低,分别为80～100 mJ、5～10 mJ,B的MIE较高,大于1000 mJ;随着混合物中MgH_2含量由10%增加到30%,Al-MgH_2、B-MgH_2的MIE分别由50～70 mJ、大于1000 mJ,降低到10～20 mJ、480～500 mJ。随着三元混合物Al-B-MgH_2中B含量由25%减少到10%,其MIE也由700～800 mJ降到20～30 mJ,并且B含量一定时,MgH_2含量的增加,能明显地降低Al-B-MgH_2的MIE;B粉含量降低到10%时,Al-B-MgH_2混合金属粉的MIE保持在20～40 mJ范围内。     

内部孔隙率对硝化棉基烟花药燃烧性能的影响

为研究内部孔隙率对硝化棉基烟花药燃烧性能的影响规律,采用捏合塑化 剪切造粒工艺以及添加致孔剂、高温水煮的处理方法,制备了疏松结构的硝化棉基烟花药样品,并对样品的内部孔隙率、表观密度、堆积密度、表观燃速和定容燃烧性能进行了研究。结果表明:添加致孔剂和高温水煮可以明显降低硝化棉基烟花药的表观密度和堆积密度,提高内部孔隙率,显著提高表观燃速,减少定容燃烧时间;当采用30 mL致孔剂和100 ℃水煮条件时,与原样相比,内部孔隙率与表观燃速分别提高了113.8%和354.9%。     

基于异构数据融合技术的地下矿生产计划优化

将三维矿业软件形成的包含储量信息、品位信息、采场信息的三维块体模型、采场地质储量管理信息系统、设备管理信息系统、人力资源管理信息系统以及生产验收管理信息系统通过数据接口集成到统一的生产计划优化平台下,对相关数据进行异构聚合,深度加工。建立基于生产指标和入选品位指标为目标的多目标优化模型,实现矿山生产计划的自动优化,为矿山生产安排提供科学依据。     

重结晶法制备纳米RDX

用一种新型重结晶方法,获得了几十纳米到若干微米的RDX微晶。用TEM和DLS研究了溶剂相中PRDX浓度对颗粒粒径的影响和陈化时间对颗粒生长的影响。通过控制溶剂中RDX的浓度可制得所需尺寸的RDX微晶。建立了结晶动力学模型。用该模型阐明了溶剂中RDX的浓度与颗粒大小的关系,实验结果符合该模型。     

FeM双金属用于甲烷催化裂解制纯氢气和碳纳米材料

采用熔融法以铁、钼、铜和钨硝酸盐为原料,制备出一系列的Fe_xM_y（M=Mo、Cu、W）双金属催化剂。首先考察了一系列的Fe₁₅M₁（M=Mo、Cu、W）双金属催化剂的甲烷催化裂解（CDM）活性,Fe₁₅Mo₁的催化活性远高于Fe₁₅Cu₁和Fe₁₅W₁。通过比表面积测试（BET）、X射线衍射（XRD）、H₂程序升温还原（H₂-TPR）和拉曼光谱（Raman）等分析方法对Fe₁₅M₁的物理特性、结构组成、还原特性和副产物碳纳米材料（CNMs）的石墨化度等进行表征。进一步考察了金属Mo的掺杂量和焙烧温度对Fe_xMo_y双金属催化剂的甲烷转化率和碳产率的影响。Fe₁Mo₁表现出优异的催化性能,其碳产率（6g_C/g_cat）高于纯Fe的碳产率（4.35g_C/g_cat）。XRD和X射线光电子能谱（XPS）分析表明,Fe₁Mo₁双金属形成Fe₂(MoO₄)₃相,提高了其催化活性和稳定性;透射电镜（TEM）结果表明,Fe₁Mo₁催化剂CDM反应后的CNMs为竹节状的碳纳米管。     

改性氢化镁基储氢材料的点火和爆炸特性

为了研究改性工艺对复合储氢材料的点火和爆炸特性的影响,使用氧弹量热仪测试了Al、MgH2、复合储氢材料CM和端羟基聚丁二烯(HTPB)包覆后的储氢材料CM?H的燃烧热,并研究了这4种样品在48 h内的质量变化情况.结果表明:包覆后的储氢材料CM?H拥有最高的燃烧热:30.5633 MJ·kg-1;且在空气中48 h内增重最少,仅0.46％.这表明改性后可有效防止储氢材料在空气中发生变质,保持较高的燃烧热.用1.2 L哈特曼管、高速摄像机、20 L球爆炸测试系统对4种样品的最小点火能、火焰传播特性和爆炸压力进行了研究.结果表明:复合储氢材料CM的最小点火能为50～60 mJ,仅为铝粉(100～150 mJ)临界点火能的1/2.可见向金属材料中添加MgH2可以有效地降低点火能量.包覆后的复合储氢材料CM?H最小点火能增加,为700～750 mJ.火焰传播速率、爆炸压力与爆炸指数的测试均显示出MgH2>CM>CM?H>Al的规律.表明包覆后的复合储氢材料的电火花感度大大降低,安全性提高,同时具有较好的爆炸性能.     

粒径对硝酸铵爆炸特性的影响

为了研究粒径对硝酸铵爆炸特性的影响,采用联合国隔板试验装置,研究了不同粒径硝酸铵的爆速变化特性。结果表明:粒径为149~841μm的硝酸铵都发生了整体爆轰,但不同粒径硝酸铵的爆速和验证板的破坏效应各不相同;粒径范围为420~841μm、250~420μm、177~250μm和149~177μm的样品爆速分别为1 166、1 336、1 607和1 543 m/s,验证板的破坏效应分别为深5.40 cm的凹痕、直径为3.05、7.95和7.10 cm的穿孔;由爆速和验证板的破坏效应结果可以发现,在装药密度相同的条件下,硝酸铵粒径越小,爆速越高,破坏效应越剧烈;比较粒径范围为177~250μm和149~177μm样品的结果可知,当粒径为149~177μm时,硝酸铵的装药密度明显降低,且样品爆速和破坏效应也相应降低,表明装药密度对硝酸铵爆炸特性有显著影响。