摘要:

摘要:为研究黑索今(RDX)粒度对硝胺发射药力学性能及燃烧性能的影响, 设计了RDX质量百分数为25.0%, 平均粒径(D₅₀)为30, 50, 150 μm的3种硝胺发射药, 采用摆锤式简支梁冲击试验机、落锤试验仪与密闭爆发器分别研究了其抗冲击强度、破碎情况及燃烧性能。结果表明, 随着RDX粒度由150 μm减小至30 μm, 发射药的低温(-40 ℃)抗冲击强度由3.46 J·cm^-2提高至8.99 J·cm^-2, 在落锤冲击(锤重5 kg, 落高80 cm)作用下破碎度由96%降低到18%。RDX的平均粒径(D₅₀)为30, 50 μm和150 μm时, 发射药的燃速压力指数分别为0.985、0.996和1.063。RDX粒径为30 μm或50 μm时, 发射药u-p曲线较光滑, 发射药燃烧稳定; RDX粒径为150 μm时, 在100~150 MPa、150 MPa~p_dpm的两个压力段范围内, 燃速压力指数由1.125变为0.612, 显示燃速压力指数存在突变, 发射药燃烧不稳定。

摘要:为了优化端面局部阻燃发射药(端面涂覆, 且小孔保持通气状态)涂覆层制备的喷涂工艺中涂覆液溶剂比, 采用醋酸丁酸纤维素(CAB)作钝感剂, CAB与吸收药片TG-1(皮罗棉和硝化甘油为主要组分)作溶质, 乙醇-丙酮(V/V=1/1) 为溶剂, 按照不同溶剂比制备得到涂覆液, 用此涂覆液采用喷涂的工艺制成了涂覆层薄膜和涂覆发射药, 利用万能材料测试仪获得涂覆层薄膜的力学强度, 并利用三维视频对涂覆层在拉伸前、后的表面结构进行了局部放大观察分析, 对不同溶剂比的涂覆发射药进行了密闭爆发器试验。结果表明, 涂覆层的力学强度、表面及断裂处形貌与溶剂比有明显联系, 溶剂比主要影响了涂覆层材质的均匀性和致密性, 是影响涂覆层力学强度的重要因素, 从而对涂覆发射药的燃烧渐增性产生影响。当溶剂比为8:1时, 露孔率达到95%以上, 同时获得的涂覆层表面最为光滑, 其薄膜的拉伸强度最大, 为49.75 MPa, 断裂处最为整齐, 涂覆发射药的燃气动态活度变化值达到0.0920 MPa^-1·s^-1, 为所有样品中的最大值。

摘要:利用微流控技术, 采用T型微通道装置, 以水为连续相, 以硝化棉的乙酸乙酯溶液为分散相, 制备球形发射药。研究了连续相和分散相的流速比以及分散相的溶棉比对发射药成球效果的影响。结果表明:固定溶棉比(溶剂与硝化棉的质量比)为50:2.5, 连续相流速(Q_c)为1000 μL·min^-1, 分散相流速(Q_d)在30~100 μL·min^-1时, 所得液滴均匀稳定, 且随着分散相流速增大, 所得球形药的粒径从270 μm增大至306 μm; 固定水油两相流速比为1000 μL·min^-1: 100 μL·min^-1, 溶棉比在50:2.0~50:3.0, 分散相溶棉比越小, 所得球形药的粒径越大, 其粒径从250 μm增大到350 μm。扫描电子显微镜(SEM)结果表明, 利用微流控技术制得的硝化棉球形药表观形貌规整, 粒径分布窄, 单分散性好。

摘要:设计并制备了一种新型大弧厚六翼星孔棒状发射药, 利用密闭爆发器研究了不同长径比(L/D=1, 2, 6)、不同端面封堵层厚度/发射药弧厚比(s/e₁=0, 0.05, 0.1) 的星孔棒状发射药燃烧特性, 并结合某大口径火炮进行了试验验证。结果表明, 星孔棒状发射药燃烧稳定, 呈平行层燃烧。长径比L/D由1增加至6时, 燃烧渐增性因子P_r由0.285增加至0.447, 增加了56.8%, 而且最大压力点滞后。端面封堵发射药的L-B曲线显示了明显的降低起始燃烧活性和燃烧破孔特征。s/e₁由0增加至0.05、0.1时, 星孔棒状发射药的起始气体生成量降低了约1/2, 破孔时间介于燃烧10%~20%(已燃份数)发射药所需燃烧时间之间。选择合适封堵层厚度, 可实现发射药燃气生成规律的可控调节。s/e₁由0增加至0.05、0.1时, 最大膛压p_m分别下降1.3%和3.5%, 而离炮口32.5 m处的弹丸初速分别提高0.28%和1.4%。

摘要:采用基团加和法估算了以聚叠氮缩水甘油醚(GAP)、聚硝酸酯缩水甘油醚(PGN)、聚2, 2-双叠氮甲基氧杂环丁烷(PBAMO)、聚2-甲基-2-硝酸酯基氧杂环丁烷(PNIMMO)为聚醚多元醇, 二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)为多异氰酸酯的泡沫发射药含能聚氨酯粘结剂的生成焓。采用内能法计算了以黑索今(RDX)、奥克托今(HMX)、六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW)、1, 3, 3-三硝基氮杂环丁烷(TNAZ)、3, 4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)为高能添加剂的泡沫发射药配方的能量特性参数, 并绘制火药力为1250, 1300, 1350 kJ·kg^-1的(MDI/GAP₁₀₀₀)/RDX/HNIW、(MDI/GAP₁₀₀₀)/RDX/TNAZ和(MDI/GAP₁₀₀₀)/RDX/DNTF发射药配方的等火药力三角图。结果表明, 通过含能聚氨酯粘结剂的结构单元可以估算粘结剂的生成焓。以含能聚氨酯粘结剂和固体添加剂为基本配方的发射药具有较高的火药力, 在固含量为50%~70%范围内可以实现火药力≥1300 kJ·kg^-1。以HNIW与TNAZ部分替代RDX的发射药配方的等火药力线近似为直线, 而添加DNTF的发射药等火药力线存在转折点。RDX含量不高于20%、TNAZ含量不低于52%的(MDI/GAP₁₀₀₀)/RDX/TNAZ发射药能量计算结果满足国际上提出的先进坦克炮用发射药火药力大于1300 kJ·kg^-1, 爆温低于3300 K的指标要求。

摘要:2, 4, 6-三硝基间苯二酚铅(LTNR)的主要缺点是静电感度过高以及含铅对人体、环境造成危害。为了寻找LTNR的替代物, 采用两步法合成了4, 6-二硝基-7-氧-苯并氧化呋咱钾一水合物(KDNP·H₂O)。利用溶剂蒸发法获得了该化合物的单晶。利用元素分析、红外光谱法、核磁共振氢/碳谱法和单晶X-衍射对其结构进行了表征。按国军标GJB-5891测试了其感度，计算了爆热。根据Kamlet-Jacobs方程计算了该化合物的爆轰参数。结果表明, 该晶体为三斜晶系, 空间群为P-1, 有一个结晶水。该起爆药撞击感度为21.3 cm, 静电感度为0.69 J, 摩擦感度为56%, 火焰感度为为24.7 cm, 爆热为3.50 kJ·g^-1, 爆速为6.77 km·s^-1、爆压为21.25 GPa, 显示KDNP·H₂O是一种无铅安全环保的起爆药。

摘要:直写技术具有安全、批量、精确图形化的优点, 是含能微器件精密、高效装药成型未来发展的趋势。基于六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20) 基炸药墨水, 采用Ansys软件模拟和直写沉积实验相结合的方法, 研究了驱动压力、出口直径对挤出速率的影响。采用Matlab软件分析了直写沉积数据, 运用插值分析法得到了有效的直写参数, 建立了描述直写沉积规律的数学模型。结果表明, 制备的CL-20基炸药墨水为非牛顿流体, 黏度范围为10~350 Pa·s。当剪切力大于650 Pa时损耗模量逐渐大于储能模量。当驱动压力大于350 kPa时, CL-20基炸药墨水黏度变小, 使得挤出速率变化率变大。当出口直径大于0.6 mm时, CL-20基炸药墨水挤出能量损失变小, 使得挤出速率变化率变大。建立了直写参数关系式u₁=0.00047×d₁^0.6516×p^1.5291, 结果表明, 驱动压力对挤出速率的影响大于出口直径对挤出速率的影响。

摘要:为研究表面活性剂的亲水疏水平衡值(HLB值)对炸药油墨流变性能的影响, 选取Span-80和Tween-80两种非离子表面活性剂, 调节其质量比配制出5组不同HLB值的混合表面活性剂, 采用Brookfield(CPS)流变仪对添加表面活性剂的细化环四亚甲基四硝胺(HMX)/聚氨酯基炸药油墨进行粘度测试, 并计算出非牛顿指数、屈服值及触变指数(TI值)。结果表明, 未添加表面活性剂的炸药油墨的非牛顿指数为0.024, 屈服值为467.08 Pa, TI值为36.82;表面活性剂的加入能够有效改善炸药油墨的流变性能。随着HLB值的升高, 炸药油墨表观粘度在剪切速率为5~100 s^-1时先升高后降低, 非牛顿指数和TI值呈波动变化, 屈服值持续降低。当HLB值为11时, 炸药油墨的非牛顿指数达到最大值0.56, 屈服值达到5.38 Pa, TI值达到最小, 为8.26, 分别为未添加表面活性剂炸药油墨的23.33倍, 1.15%和21.53%。HLB值为11的表面活性剂更有利于改善炸药油墨的流变性能。

摘要:利用磁驱动斜波压缩加载实验技术, 开展了以甲苯二异氰酸酯(TDI)为固化剂的端羟基聚丁二烯(HTPB)样品在斜波加载下的动力学响应实验研究, 实验峰值压力1.2 GPa。实验利用激光干涉测速技术获得了三种不同厚度的HTPB样品在斜波压缩加载下的速度响应曲线。对实验结果进行Lagrange数据分析处理, 得到了HTPB样品的声速-粒子速度曲线和应力-比容关系。基于该应力-比容关系和实验获得的加载压力历史曲线, 对斜波压缩实验进行了一维流体动力学模拟计算验证, 模拟计算很好地再现了HTPB样品在斜波压缩加载下的动力学响应实验结果。研究结果显示, 0~1.2 GPa压力范围内, HTPB样品的拉格朗日声速表现为线性行为, 实验的应变率为2×10⁵~ 1×10⁶s^-1, 随着样品厚度增加, 加载应变率随之增加, 实验结果未见明显应变率效应, 与文献冲击加载实验结论一致。

摘要:为研究低密度材料药型罩形成粒子流的特性, 使用AUTODYN有限元软件采用光滑粒子流体力学(SPH)方法对低密度材料药型罩形成粒子流进行数值仿真研究, 进行了实验验证。药型罩材料选用聚四氟乙烯(PTFE)基体中加入质量分数为38.5%, 密度为8.93 g·cm^-3铜粉的改性聚四氟乙烯/铜(PTFE/Cu)。研究结果表明: SPH方法可以有效地模拟爆炸和粒子流的形成, 且在数值模拟过程中选择炸药粒子间距和药型罩材料粒子间距均为0.03 cm较为合适; 在爆轰波的作用下, PTFE/Cu材料药型罩无法形成凝聚的射流, 会形成飞散的粒子流, 通过X光照片可以观察到射流是非常细小的颗粒, 且光学密度沿径向增加; 在40 μs前仿真与实验形成粒子流的形态有很高的相似性, 仿真结果与实际情况吻合性较好, 而在100 μs后实际粒子流的运动表现出很强的不确定性, 出现螺旋、偏移等现象。

摘要:利用LS-DYNA软件采用无网格的光滑粒子流体动力学(SPH)方法对爆炸复合的边界效应进行了二维数值模拟研究。结果表明, 金属射流现象和边界效应与爆炸复合生产实践一致。爆炸复合边界效应产生原因并非是由于边界的冲击能量过剩而造成基复板碰撞时边界处的打伤打裂，在基复板碰撞之前，断裂已经产生，认为爆炸复合边界效应的产生是由于稀疏波对边界处爆轰产物的影响，导致复板边界处与内部存在速度差，从而使复板边界处的碰撞角变大，在爆轰产物压力的作用下发生断裂。此外，采用蜂窝结构炸药及双面爆炸复合方法可以使得边界效应得到有效控制。

摘要:为了研究火药颗粒在不同介质中的爆轰性能, 在火药颗粒空隙中分别均匀填充水、氧化剂溶液、氧化剂凝胶, 通过板痕试验及测时仪法研究了不同填充物对火药装药爆轰性能的影响, 并与无填充物的装药进行了对比; 测试了灌注液的氧平衡对火药装药水下爆炸能量的影响。结果表明, 水、氧化剂溶液、氧化剂凝胶等密实介质的加入, 有利于爆轰冲击波的成长及传播, 装药的爆速逐渐增加。火药颗粒装药中填充含氧化剂的密实介质后, 能稳定爆轰并具有良好的爆轰性能, 爆速6.4 km·s^-1。随着氧平衡的提高, 火药装药的水下爆炸能量逐渐增加, 总比能量与其氧平衡存在显著的线性关系。与岩石乳化炸药、铵油炸药相比, 含火药装药的比冲击波能较高, 其值大于1.0 kJ·g^-1, 总比能基本相当。

摘要:为研究臭氧(O₃)氧化后废水中环三亚甲基三硝胺(RDX)分光光度测试的干扰因素, 进行了一系列的探索性实验。借助秩和检验和F检验, 估计了分光光度法和高效液相色谱法(HPLC)测定的RDX数据间的系统误差。对比了分光光度法和HPLC得到的O₃氧化前后的废水及标准溶液中的RDX数据。用液相色谱-质谱联用(LC/MS)、气相色谱-质谱联用(GC/MS)检测了可能的干扰物质。分析引起RDX分光光度测试结果误判的原因。结果表明, 在给定的显著性水平α=0.05下, 两种方法测得的RDX数据间不存在系统误差。RDX废水中的有机物质经O₃氧化可产生甲醛, 对分析结果产生干扰, 但这部分甲醛可通过样品预处理进行有效去除。同时, O₃氧化不能将RDX彻底矿化, 产生了低分子量的中间体, 亚甲基二硝胺、二羟甲基硝胺以及6-硝基-2, 4, 6-三氮杂-3, 5-二氧-己醛等。其中, 亚甲基二硝胺和二羟甲基硝胺等胺类中间产物可与浓硫酸发生类似RDX的分解反应生成甲醛, 成为干扰RDX分光光度测量的直接影响因素。

摘要:针对火炸药废水中所含苯酚类污染物排放量大、难降解的问题, 以RuO₂-IrO₂-SnO₂/Ti为阳极、Ti为阴极, 氯化钠为电解质, 采用电催化氧化法对模拟含苯酚火炸药废水进行了研究。考察了氯化钠浓度、电流密度、pH值、苯酚废水初始浓度对苯酚去除率等的影响。在苯酚去除率最佳的条件下研究了总有机碳(TOC)、化学需氧量(COD)去除率随时间的变化。采用高效液相色谱法推测了降解苯酚的中间产物及过程。结果表明, 在氯化钠浓度为13 g·L^-1, 电流密度为30 mA·cm^-2, pH值为5, 苯酚废水初始浓度为500 mg·L^-1的条件下, 反应60 min, 苯酚去除率可达99.85%。在苯酚去除率最佳的条件下, 反应100 min, TOC和COD的去除率分别可达53.55%、59.37%。该电极易于催化ClO^-、·OH等活性基团与苯环发生亲电加成反应生成芳香族化合物, 并迅速将其氧化降解为脂肪族化合物及CO₂和H₂O。

摘要:传统的含能材料检测方法主要是基于化学传感和精密仪器测量, 但这两种方法通常很难实现爆炸物的快速检测。近十多年来, 在超分子材料和配位化学交叉领域, 出现了一种新材料——光功能金属有机骨架材料(LMOFs), 这种材料具有多孔性、高量子产率和稳定性等特征, 被认为是一种优良的发光材料。一方面, LMOFs结合了有机发光材料和金属发光材料的优势, 并通过骨架内能量传递提高体系的发光效率。另一方面, LMOFs具有的整齐的孔道结构及大的比表面, 有利于对不同爆炸物分子的选择性识别。因此LMOFs在分子荧光识别和检测爆炸物方面展示了较好的应用前景。系统介绍了硝基类爆炸物、氮杂环爆炸物和非含氮爆炸物三类LMOFs在爆炸物识别和检测方面的研究进展，着重总结了LMOFs的识别机理和识别选择性。未来, LMOFs对爆炸物检测的研究可能更加重视材料的表面修饰、水稳定性提高和氮杂环爆炸物检测等方面的探索。

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