2011, 19(5):483-490. DOI: 10.3969/j.issn.1006-9941.2011.05.001
摘要:烟火药的发展由来已久,20世纪中后期的突破性发展为高技术战争光电对抗无源干扰,进入21世纪发展步入了理论研究与技术创新的新阶段。新型烟火药红外照明剂、脉冲信号剂、声纳诱饵剂、弹丸增程底部排气剂、强光辐射迷盲干扰剂、熄燃或爆燃的软杀伤烟火剂、“冷光”烟火剂、微烟/无烟烟火剂等,创新发展特色鲜明。烟火药理论研究的突破、技术研究概念的更新、应用研究领域的拓展、配方研究凸现出新原理、新材料、新工艺和安全环保与军民两用,应成为烟火药的未来发展方向。
尚静 , 张建国 , 舒远杰 , 殷明 , 张同来 , 周遵宁 , 杨利
2011, 19(5):491-496. DOI: 10.3969/j.issn.1006-9941.2011.05.002
摘要:运用密度泛函理论(DFT)分别对高氯酸·四氨·双(5-硝基四唑)合钴(Ⅲ)(BNCP)分子和晶体进行了理论计算。首先选取4种常见密度泛函方法对BNCP气相分子进行优化,结果表明TPSS(Tao,Perdew, Staroverov, Scuseria)方法最适合此体系。随后运用Materials Studio中DMOL3模块中PW91方法对BNCP晶体进行周期性计算。并在优化后的结构基础上对气相分子的电子结构以及晶体的态密度、晶格能以及热力学参数进行研究。结果表明,中心金属离子和配体之间的连接为共价性; 且高氯酸根离子对前沿能带贡献最大,是主要活性部位; 同时给出了晶体热力学参数和温度之间的关系式并计算了晶体的晶格能。
高福磊 , 姬月萍 , 李普瑞 , 刘卫孝 , 汪营磊 , 兰英 , 刘亚静
2011, 19(5):497-500. DOI: 10.3969/j.issn.1006-9941.2011.05.003
摘要:分别以甲基乙醇胺、乙基乙醇胺、丁基乙醇胺为原料,通过乙酸酐/硝酸法合成得到甲基硝氧乙基硝胺(Me-NENA)、乙基硝氧乙基硝胺(Et-NENA)、丁基硝氧乙基硝胺(Bu-NENA)三种化合物,并采用核磁共振、红外光谱、元素分析等鉴定了其结构; 通过正交实验,以反应温度、时间、乙酸酐和浓硝酸用量等为因素,研究其对Et-NENA产率及纯度的影响。结果表明,合成Et-NENA的较佳条件为:n(乙基乙醇胺):n(发烟硝酸):n(乙酸酐)=1:2.6:2.4,第一步反应温度为5~10 ℃,第二步反应温度为40~45 ℃,反应时间为15 min。采用该条件进行3次实验,结果Et-NENA的平均收率为84.70%,纯度达到98.07%。还对目标化合物的理化性能、安全性能、热分解性能进行了研究。
2011, 19(5):501-504. DOI: 10.3969/j.issn.1006-9941.2011.05.004
摘要:以双氰胺、二盐酸肼为起始原料,经缩合环化、重氮化硝化、甲基化等三步反应合成1-甲基-3,5-二硝基-1,2,4-三唑(MDNT),总收率为16.75%。精制后,熔点95~96 ℃,纯度大于99%,用核磁氢谱(1H NMR)、红外光谱(IR)、元素分析对其结构进行了表征。同时,改善了3,5-二氨基-1,2,4-三唑(DAT)的萃取工艺,改用热的甲醇萃取,DAT收率由89.0%提高到96.5% 。用差示扫描量热法(DSC)研究了MDNT的热分解性质。结果表明,MDNT的热分解分为两个阶段,分别为95.7 ℃和230.2 ℃,它的熔化热为16.505 kJ·mol-1,分解热为112.582 kJ·mol-1。
李娜 , 甘孝贤 , 莫洪昌 , 栗磊 , 卢先明 , 韩涛
2011, 19(5):505-508. DOI: 10.3969/j.issn.1006-9941.2011.05.005
摘要:以端羟聚丁二烯(HTPB)为引发剂,三氟化硼乙醚为催化剂,环氧氯丙烷为单体,发生阳离子开环聚合反应,形成两端为氯化聚醚的聚丁二烯(CTPB)。在碱性条件下, CTPB发生关环反应形成端环氧基聚丁二烯(ETPB)。讨论了NaOH/CTPB摩尔比、反应温度和反应时间对CTPB关环反应的影响。ETPB环氧值为0.549。考察了不同固化剂完全固化ETPB所需条件,结果表明,聚酰胺650是ETPB的合适固化剂,而且固化后的样品拉伸强度为4.5~5.1 MPa,断裂伸长率为150%~180%。
周彦水 , 周诚 , 王伯周 , 李建康 , 霍欢 , 张叶高 , 王锡杰 , 罗义芬
2011, 19(5):509-512. DOI: 10.3969/j.issn.1006-9941.2011.05.006
摘要:以丙二腈为原料,采用“两段法”合成了3-氨基-4-偕氨肟基呋咱(AAOF),利用红外光谱、核磁共振及元素分析等进行了结构表征; 探讨了影响反应的关键因素,发现AAOF在碱性体系易生成钠盐是造成收率偏低的根本原因; 优化了合成工艺条件,确定了适宜的反应条件为: 亚硝化温度为5~10 ℃,肟化温度为25 ℃,脱水环化温度为105 ℃,体系pH值为7~8,总收率达95%,粗品纯度为98.5%。同时,采用差示扫描量热法(DSC)和热重/微商热重法(TG/DTG)研究了AAOF的热稳定性,其分解峰温为203.44 ℃。
2011, 19(5):513-517. DOI: 10.3969/j.issn.1006-9941.2011.05.007
摘要:研究了一种简易合成3,5-二氨基吡啶及其氨基被保护的衍生物的方法,以3,5-二甲基吡啶为原料,经高锰酸钾氧化、酰胺化和霍夫曼降解简便的三步反应合成了3,5-二氨基吡啶及3,5-二甲氧羰基氨基吡啶,总收率分别在70%和72%以上。讨论了各步反应主要的影响因素,并用1H NMR、MS/MS、IR、元素分析等方法对中间体和产物的结构进行了表征。
2011, 19(5):518-522. DOI: 10.3969/j.issn.1006-9941.2011.05.008
摘要:以大分子聚乙二醇为引发剂(起始剂),三氟化硼乙醚络合物为催化剂,在少量环氧丙烷助开环的条件下,四氢呋喃发生阳离子开环聚合,直接在聚乙二醇的两端接上了聚四氢呋喃醚链段,从而制备出了一种全新结构的PTHF-PEO-PTHF端羟基三嵌段共聚醚(HTPE),采用红外光谱和核磁共振1H NMR对产物进行了表征,并以合成的HTPE为原料制备出了聚氨酯弹性体,研究了HTPE聚氨酯弹性体的力学性能和热性能。结果发现,HTPE聚氨酯弹性体不但综合力学性能较理想,而且具有玻璃化转变温度较低(Tg=-69.03 ℃),热稳定好的特点,满足固体推进剂对粘合剂的使用要求。
王友兵 , 葛忠学 , 王伯周 , 叶志虎 , 李亚南 , 尚雁
2011, 19(5):523-526. DOI: 10.3969/j.issn.1006-9941.2011.05.009
摘要:采用溶剂-非溶剂重结晶技术制备了类球形和立方体结构两种不同晶形的细颗粒2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物(LLM-105),重均平均粒径D50分别为2.750 μm和6.206 μm,撞击感度为35.5 cm和 34.7 cm。采用热重-微商热重(TG-DTG)和差示扫描量热法(DSC)对LLM-105进行了热分析,根据Kissinger方程计算了LLM-105的热分解动力学参数,其热分解活化能为257.55 kJ·mol-1,指前因子为3.3×1019s-1,线性相关系数为0.9930。
2011, 19(5):527-531. DOI: 10.3969/j.issn.1006-9941.2011.05.010
摘要:散心爆轰和滑移爆轰驱动规律研究可以获得钝感炸药的反应区和反应产物状态方程的信息。根据特定结构的大板试验研究TATB基钝感炸药和HMX基高聚物粘结炸药散心爆轰驱动平板飞片的运动规律,结合试验数据通过理论分析和数值计算,研究了爆轰产物的JWL状态方程参数。结果表明,随着测点半径的增加,飞层的有效药量则有所加大,表现为测点半径大的位置飞层终速更高; 利用大板试验标定的爆轰产物的JWL状态方程参数可以较好地再现大板实验结果,也能较好地重现圆筒实验结果。因此标定炸药爆轰产物的状态方程时,对飞片初期运动最好采用激光速度干涉仪(VISAR)测试结果,对飞片中后期的运动可以同时采用VISAR和高速扫描结果。
2011, 19(5):532-535. DOI: 10.3969/j.issn.1006-9941.2011.05.011
摘要:在大板实验中,为了测量不同位置飞片的运动历史,提出了测量任意反射面的速度干涉仪(VISAR)斜入射测试方法。实验时,VISAR初始测试位置X分别为0,10,20,40和80 mm,对应的测试角度β分别为0°、4.5°、7.5°、10°和11.5°。试验结果表明: 各测点均获得了完整的飞片运动速度时间曲线,有效测试时间达到8~12 μs。建立的VISAR斜入射测试技术是可行的。
蔡进涛 , 赵锋 , 王桂吉 , 赵剑衡 , 翁继东 , 吴刚
2011, 19(5):536-539. DOI: 10.3969/j.issn.1006-9941.2011.05.012
摘要:较宽压力范围内未反应炸药的动力学响应特性对于深入认识压缩波作用下炸药起爆热点形成机制具有重要意义。磁驱动准等熵压缩加载(无冲击压缩)是获取较宽压力范围内未反应炸药的动态压缩力学特性的有效手段。基于大电流产生的电磁力作用原理,在国内率先实现了炸药的磁驱动无冲击压缩实验技术,获得了5 GPa内JO-9159炸药在磁驱动准等熵压缩加载下的速度响应历史。利用一维流体动力学编码对加载过程进行了模拟,计算得到的粒子速度曲线与实验测得的粒子速度曲线符合较好。随着厚度的增加,样品与窗口界面处速度的陡度越来越大,加载期间样品应变率峰值在105~106/s量级,随着样品厚度的增加,应变率尖峰变窄、峰值增加。
2011, 19(5):540-543. DOI: 10.3969/j.issn.1006-9941.2011.05.013
摘要:拟合了高氯酸[四氨·双(5-硝基四唑) ]合钴(Ⅲ) )(BNCP)、高氯酸·四氨·双叠氮基合钴(Ⅲ)(DACP)以及四氨·双(3,5-硝基三唑)合铜(Ⅱ)三种金属配合物炸药的固体爆轰产物Co和Cu的Cowan状态方程参数和热力学函数系数,利用VLW爆轰产物状态方程程序计算了其爆速、爆压等爆轰参数值,同时根据计算得到的等熵膨胀数据拟合出它们的JWL状态方程参数,并利用LS-DYNA有限元程序对炸药驱动飞片进行了数值模拟。结果显示,计算得到的爆轰参数值与文献给出的实验数据基本吻合,偏差在4%以内。
2011, 19(5):544-547. DOI: 10.3969/j.issn.1006-9941.2011.05.014
摘要:通过爆轰波在介质分界面处作用的爆炸力学方程组推导,提出了固体介质中装药爆炸后的靶体端面振动加速度的简便计算方法。针对混凝土介质进行了爆破实验,利用实验结果对所得到的简便算法进行了验证分析。实验测得的加速度值约为1.47×105 m·s-2,与简便算法得到的结果(1.73×105 m·s-2)接近。研究表明简便算法计算精度满足工程设计需要; 如能给出装药爆轰过程的精确p-t曲线,则可计算出装药爆炸后的固体介质内部任意处的a-t曲线。
2011, 19(5):548-552. DOI: 10.3969/j.issn.1006-9941.2011.05.015
摘要:使用粒子群算法(particle swarm optimization, PSO)来优化误差反传(back propagation, BP)神经网络的权重和阈值,建立了粒子群神经网络(PSO-BP)计算模型,利用该模型对含硼富燃料推进剂的一次燃烧性能进行了模拟计算,当端羟基聚丁二烯(HTPB,28%~32%)、高氯酸铵(AP,30%~35%,重均粒径0.06~0.140 mm)、卡托辛(GFP,0%~5%)等重要影响因素变化时,计算了相应配方的燃速和压强指数,并与测试结果进行了比较。结果显示,模拟计算的燃速和压强指数相对偏差均小于±7%。
衡淑云 , 刘子如 , 谢明召 , 张腊莹 , 任晓宁 , 王晓红
2011, 19(5):553-556. DOI: 10.3969/j.issn.1006-9941.2011.05.016
摘要:分析了燃速催化剂和主要气体产物对燃速的高压差示扫描量热(PDSC)特征量关系方程参数的影响,结果表明,该方程的压强因子与压强指数线性相关,RDX-CMDB改性双基推进剂(R系列推进剂)的燃速催化剂影响燃热因子,主要分解气体产物相对量值比与“燃热因子”和“压强因子”有线性关系或有近线性关系。因此,该方程除了可以描述PDSC的特征量与燃速的关系外,还可以描述推进剂的催化剂作用,也可以定量描述气体产物提高燃速和降低压强因子或压强指数的作用,同时通过它还可揭示燃速催化剂的作用机理。
张晓宏 , 张佩 , 王百成 , 孙志刚 , 王瑛 , 陈雪莉
2011, 19(5):557-560. DOI: 10.3969/j.issn.1006-9941.2011.05.017
摘要:研究了五种新型高熔点燃烧稳定剂(WB、WC、ZrB2、ZrO2和SiC)对螺压双基推进剂燃烧性能的影响。结果表明,WB、WC、ZrB2和ZrO2使空白配方燃速提高,ZrB2和ZrO2的催化能力随其粒度减小而上升。2.07 μm的ZrO2使空白配方7 MPa下的燃速增大73%。各配方燃速的最大增幅都出现在7 MPa左右。WB和ZrB2使空白配方的燃速压力平台向高压移动。2.07 μm的ZrO2可使空白配方7~13 MPa压力范围指数降低,压力平台拓宽至13 MPa。SiC和WC使空白配方的压力指数增大,低压平台保持。
2011, 19(5):561-564. DOI: 10.3969/j.issn.1006-9941.2011.05.018
摘要:用密闭爆发器试验研究了单基、三基发射药在不同装填密度(0.05~0.20 g·cm-3)、不同试验压力(49~105 MPa)和不同装药量的点火药(黑火药和清洁点火药(CBI))的附着性燃烧残渣量。比较了试验结果和靶场射击结果。结果表明,随着装填密度和燃烧压力的增加,附着性燃烧残渣减少。CBI点火药使发射药燃烧残渣量减少。用密闭爆发器得到的三基药附着性燃烧残渣是单基药的1.6倍; 靶场射击试验中,三基药的附着性燃烧残渣是单基药的1.5倍,表明两种结果基本一致。
刘波 , 王琼林 , 刘少武 , 郑双 , 于慧芳 , 魏伦 , 张远波
2011, 19(5):565-568. DOI: 10.3969/j.issn.1006-9941.2011.05.019
摘要:采用“浸渍-钝感”工艺制得改性单基发射药。用烧蚀管试验表征了该发射药的烧蚀。采用密闭爆发器研究了该发射药的静态燃烧性能,以857-30 mm制式弹道炮研究了发射药在膛内的动态内弹道性能。结果发现,与制式单基发射药相比较,制得的改性单基发射药的烧蚀量降低了16.4%,燃烧渐增因子Pr由0.035提高到0.445,初速从856.6 m·s-1提高到941.3 m·s-1,提高了9.8%,显示该发射药具有高燃烧渐增性、低烧蚀的特点。
陈涛 , 傅学成 , 赵力增 , 薛岗 , 王鑫 , 包志明
2011, 19(5):569-574. DOI: 10.3969/j.issn.1006-9941.2011.05.020
摘要:介绍舞台焰火的定义、发展现状及其燃放时火焰和火花的辐射特征。为了获取舞台焰火燃放时火焰温度分布特征,搭建由59支热电偶组成的热电偶树测试平台,采用热电偶温度测量法与红外热像仪相结合的方式,测试典型舞台焰火燃放时火焰的温度及分布。实验结果表明,舞台焰火燃放时火焰温度很高,尤其是在喷口附近的温度高达1200~1450 ℃。舞台焰火燃放时有一个狭长的高温区,主要集中在喷射方向上到喷口一定距离内,而横向温度下降较快。舞台焰火燃放时高温区的大小一般与其装药量多少、燃放时间长短、燃放高度大小以及覆盖半径大小正相关,并且与其药剂组分密切相关。
袁治雷 , 贺增弟 , 刘林林 , 吕智星 , 范雪坤 , 邹秀梅
2011, 19(5):575-579. DOI: 10.3969/j.issn.1006-9941.2011.05.021
摘要:为了更加精确地表征炮口火焰的强度,用CCD(charge-coupled device)高速摄像机拍摄了30 mm火炮用发射药A和B,及硝胺发射药C的炮口火焰。用Image-Pro Plus6.0图像处理软件处理了实验图像,得火焰面积、火焰最大直径、火焰平均直径、火焰平均周长和积分光密度(IOD)。用Wien公式计算了炮口火焰温度。通过这些参数表征和分析了炮口火焰的强度。结果表明,通过所得参数分析可表征炮口火焰的形状及强度。IOD可作为表征炮口火焰几何尺寸及辐射亮度的参量。
2011, 19(5):580-583. DOI: 10.3969/j.issn.1006-9941.2011.05.022
摘要:为研究半楔角对星锥状药型罩成型的影响,利用LS-DYNA有限元分析软件对不同半楔角(15°,25°,35°,45°,55°,67.5°)的星锥状药型罩聚能装药结构形成射流的过程进行数值模拟,分析了其射流成型过程以及半楔角对星锥状药型罩的成型的影响。研究表明: 星锥状药型罩的二次汇聚形成的射流速度比一次汇聚射流速度提高了33%以上; 半楔角选取20°~35°较为合理; 楔角个数为3时,其射流侵彻性能较好。
舒远杰 , 李华荣 , 高晓敏 , 殷明 , 熊鹰 , 李寅川
2011, 19(5):588-596. DOI: 10.3969/j.issn.1006-9941.2011.05.024
摘要:分类综述了5-取代四唑金属含能配合物(TEMCs)的合成及研究进展。目前,国内外关于TEMCs的研究不多,其中以5-氰基四唑(CT)、5-硝基四唑(NT)、5-氨基四唑(AT)为配体的TEMCs因其优越的性能和突出的特点,成为含能材料领域研究的重要方向。经过调研、分析,得出如下结论: ① TEMCs的合成步骤较少、反应条件温和、易于操作和控制、产率高,且环境友好,但对其结构与性能的研究较困难,特别是对其固态摩尔生成焓的探究没有文献报道; ② 可通过改变外阳离子或中心金属离子、调控配合物分子中配体数目、调控合成过程等方式寻找性能优良的TEMCs; ③ 通过有目的的设计和选择合适的配体与金属离子以及控制反应条件等因素来系统研究配合物的结构与性能,对指导实验研究具有重要意义。
2011, 19(5):597-602. DOI: 10.3969/j.issn.1006-9941.2011.05.025
摘要:对富勒烯 (Fullerene)的制备与分离提纯方法进行了概述。分析了电弧法、激光蒸发石墨法、等离子体蒸发石墨法、苯燃烧法、催化热分解法及爆炸辅助气相沉积法制备富勒烯等方法的优缺点,认为,富勒烯的制备过程中受到反应区温度、压强、退火温度、催化剂和保护气体等多种因素的影响。综合评估几种方法,认为苯燃烧法成本优势较明显,是国际上工业化生产的主流方法。分离与提纯是富勒烯生产的关键和难点,〖JP2〗目前的分离与提纯方法成本高、效率低,寻找快速有效的富勒烯分离和提纯方法十分重要。
摘要:
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