摘要:采用分子模拟技术,研究了1, 3, 5, 7-四硝基-1, 3, 5, 7-四氮环杂辛烷(HMX)与高氯酸铵(AP)分子间的相互作用。用称量法测定了AP在二甲亚砜(DMSO)中的溶解度,高效液相色谱(HPLC)法测定了HMX在DMSO以及不同浓度AP的DMSO溶液中的溶解度,绘制了常压26 ℃下HMX/AP/DMSO三组分相图。通过溶剂/非溶剂法制备了HMX/AP共晶,并对其进行了扫描电镜(SEM)和粉末X射线衍射(PXRD)表征。结果表明,HMX/AP共晶呈规则条状,与单一AP和HMX相比,形貌变化较大。26 ℃下HMX/AP共晶在水中的溶解度仅为0.034 g/100 mL。
摘要:考察了离子盐1-甲基咪唑硝酸盐([mimH]NO3)辅助直接硝解乌洛托品(HA)制备黑索今(RDX)的结晶工艺条件。研究了搅拌速度、结晶温度、[mimH]NO3用量、滴水速度对RDX晶形的影响。用扫描电镜和撞击感度仪分析、表征了其晶形和感度。结果表明,最佳结晶工艺条件为:[mimH]NO3与HA的物质的量之比为0.015,水的滴加速度1滴/40 s,搅拌速度800 r·min-1,结晶过程温度10~70 ℃。该工艺条件下所得RDX粒度均匀,形状规整,呈八面体型。按GJB772A-1997-601.1方法,测得其爆炸概率为17%。
摘要:研究了环氧氯丙烷(ECH)与N2O5的绿色硝化反应过程。考察了催化剂种类、反应温度、反应时间、溶剂对制备3-氯-1, 2-丙二醇二硝酸酯的硝化过程的影响。结果表明,酸性分子筛催化剂H-ZSM-5具有较好的催化性能,以其为催化剂,CH2Cl2为溶剂,反应温度15 ℃,反应时间6 h,N2O5与ECH摩尔比1.1:1.0的优化条件下,ECH的转化率达100%,3-氯-1, 2-丙二醇二硝酸酯的选择性和收率达98.0%。
周心龙 , 刘祖亮 , 成健 , 苏强 , 郝尧刚 , 胡炳成
摘要:研究了2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物(ANPyO)经酰化、重结晶和还原的新精制工艺,考察了精制工艺条件对ANPyO纯度、粒径分布、机械感度、摩擦感度和微观结构的影响。对比了新精制工艺样品和三氟乙酸精制样品的酸度、熔点、热安定性和撞击感度。结果表明,精制中间体2,6-二乙酰氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物采用DMF作溶剂重结晶,氨气作胺化剂,50 ℃条件下所得ANPyO产物总收率为90.5%,纯度为99.5%,样品的粒度、微观结构和安全性能较理想。新精制工艺所得产物pH为6.3,熔点355 ℃,真空安定性0.01 mL·g-1,撞击感度257 cm,摩擦感度2%,性能显著优于三氟乙酸精制所得ANPyO产物。
摘要:以甲苯为溶剂,N,N-双(二甲基氨基亚甲基)肼二盐酸盐)(1),与4-氨基-1,2,4-三唑缩合制得4,4′-联-1,2,4-三唑(2,BTr), 产品经1H NMR,IR,MS和元素分析确证结构,并成功培养出BTr单晶。考察了反应中溶剂、投料比、时间及温度对BTr产率的影响。结果表明,缩合反应的最佳溶剂为甲苯,最优工艺条件为n(1):n(4-氨基-1,2,4-三唑)=1:1.2,时间为8 h,温度为110 ℃,所得收率可达86.4 %。经X射线单晶衍射仪测定,BTr单晶晶体为斜方晶系,属Pnma空间群,晶体学参数为: a=0.69712(14) nm,b=0.74045(15) nm,c=1.1156(2) nm,V=0.5759(2) nm3,Z=4,Dc=1.570 g·cm-3,F(000)=280,R1=0.043,ωR2=0.1222,BTr分子中两个单三唑环在空间相互垂直,该立体结构空间位阻小,利于分子稳定。
摘要:利用太赫兹时域光谱技术对三氨基三硝基苯(TATB)在0.2~2.5 THz频谱范围内的吸收光谱峰值进行了测量。采用密度泛函理论模拟计算了TATB的太赫兹频率特征吸收峰,结果表明,实测值TATB吸收光谱峰值位于1.65,2.22 THz处,计算值分别位于1.2,1.65 THz处。理论结果与实验结果对比发现,TATB在此波段有明显的特征吸收峰,并且理论与实验在某些特征吸收峰一致性好。
摘要:以丙烯酸偕二硝基丙酯(DNPA)和乙酸乙烯酯(VAc)为单体,偶氮二异丁腈为引发剂,乙酸乙酯为溶剂,合成了含能粘结剂DNPA-VAc共聚物。讨论了单体配比、引发剂用量和反应时间对共聚反应的影响。采用FT-IR、1H NMR、DSC、TG等方法研究了DNPA-VAc共聚物的结构和性能。研究结果表明,DNPA和VAc的投料摩尔比为3:1,在80 ℃下反应8 h,获得共聚物产率为72%。DNPA-VAc共聚物的玻璃化温度是59.7 ℃,热分解峰温为259.1 ℃, 放气量1.7 mL·g-1,真空安定性好,与RDX和HMX相容,是较稳定的聚合物。
毕福强 , 李吉祯 , 许诚 , 樊学忠 , 高红旭 , 康冰 , 葛忠学 , 刘庆
摘要:以N, N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,优化了4,5-二(1H-四唑-5-基)-1H-咪唑(H3BTI)的合成工艺:4,5-二氰基咪唑、叠氮化钠和氯化铵的摩尔比为1: 2.2: 2.2,反应温度90 ℃,反应时间8 h,收率为94.6%。通过红外光谱、1H NMR、13C NMR和元素分析对H3BTI的结构进行了表征,采用DSC和TG/DTG技术研究了H3BTI的热分解性能,用非等温DSC技术研究了热分解反应动力学。研究结果表明,H3BTI的活化能为197.62 kJ·mol-1,指前因子为16.16;H3BTI的临界爆炸温度为556.38 K,大于RDX的487.90 K,表明其热稳定性优于RDX;热分解反应的活化熵、活化焓和活化自由能分别为35.72 J·mol-1·K-1、193.66 kJ·mol-1和173.33 kJ·mol-1。
李亚南 , 王伯周 , 罗义芬 , 杨威 , 王友兵 , 李辉
摘要:研究了3,6-二硝基吡唑[4,3-c]并吡唑(DNPP)的百克量级合成工艺,总收率由9.3%提高到17.9%。采用IR、1H NMR、13C NMR、元素分析、质谱等方法对中间体及DNPP的结构进行了表征。探讨了环化、还原“一锅法”反应机理及反应安全性;改进了重氮盐中间体的后处理方法:采用冷冻结晶法代替萃取法,操作简单,避免大量使用有机溶剂,收率从77.0%提高到86.1%;培养了DNPP·H2O单晶,晶体结构分析表明,DNPP·H2O为单斜晶系,空间群为P2(1)/c,晶体学参数为:a=0.3480(4) nm,b=1.4134(16) nm,c=0.9027(11) nm,α=90°,β =94.327(16)°,γ=90°,V=0.4427(9)nm3, Z=4,Dc=1.756g·cm-3,μ =0.164 mm-1,F(000)=240,R1=0.0503,wR2=0.1391。
摘要:采用微波强化Fenton工艺处理了偏二甲肼废水,考察了微波功率、H2O2投加量、pH值、Fe2+与H2O2摩尔比等因素对废水处理效果的影响,通过正交实验确定了该工艺的最佳条件。结果表明,在微波功率280 W,H2O2(68.5 g·L-1)投加量4.0 mL、水样pH=4.0、Fe2+与H2O2摩尔比1:16、反应时间8.0 min的条件下,偏二甲肼废水COD去除率可达98.4%。
摘要:为研究烟火药水下燃烧高温粒子与水作用的声辐射特性,基于传热传质理论,推导了单个Al2O3高温粒子与水作用的气泡动力学模型,计算得到了气泡半径和半径增长速度随时间变化的关系曲线,并将气泡半径计算结果与文献结果进行比较。结果表明,随着时间的增加,Al2O3高温粒子不断冷却,气泡半径不断增加,但增长速度越来越缓慢,计算结果与文献结果吻合较好。
摘要:针对底排弹出炮口泄压瞬间燃烧失稳问题,建立了AP/HTPB底排推进剂燃烧流场的二维轴对称非稳态模型,通过数值模拟获取了底排模拟装置在瞬态泄压工况下的流场特性。结果表明:在泄压过程中,燃烧室内压力、密度和温度沿轴向迅速下降,速度沿轴线迅速升高,且各流动参数的变化梯度逐渐减小;底排推进剂燃气的加入导致燃烧室内密度沿径向降低,而温度沿径向升高;燃烧室内压力随时间变化的计算值与实测值吻合较好。
摘要:采用ANSYS程序APDL参数化设计语言,建立了炸药力学性能细观尺度仿真模型,选取B炸药作为验证对象,计算了其弹性模量和泊松比,结果与文献相吻合。在此基础上,进一步研究了炸药颗粒的粒径变化对于其有效弹性性能的影响。结果表明:即使不考虑炸药颗粒的详细粒径分布,也能得到满足工程精度的计算结果。
王民昌 , 毕福强 , 张皋 , 栾洁玉 , 徐敏 , 宁艳利 , 樊学忠
摘要:为了完善3, 4-双(4′-硝基呋咱-3′-基)氧化呋咱(DNTF)的核磁表征,采用NMR实验与GIAO-NMR理论计算相结合的方法区分并归属13C和15N的化学位移。采用二甲基亚砜(DMSO-d6)、丙酮(Acetone-d6)和氯仿(CDCl3)为溶剂,进行了DNTF的一维13C NMR和15N NMR实验,并在DMSO-d6中获得DNTF的所有核磁信号。采用二维INADEQUATE实验完成了13C NMR的归属。采用高斯09程序,在DFT-B3LYP/6-311+G(2d, p)水平上优化了DNTF结构,用GIAO方法在不同基组上计算了13C NMR和15N NMR的化学位移,计算结果与实验值一致性较好。结果表明,受氧化呋咱环上氧原子O(22)吸电子作用的影响,C(9)与C(13)的化学位移出现较大的差别,与C(13)相比,C(9)出现在高场。
来蔚鹏 , 廉鹏 , 尉涛 , 陈晓芳 , 邱少君 , 常海波
摘要:采用B3LYP、QCISD、MP2方法在6-311+G*基组水平上对HN3+NH2CN→5-AT的环加成反应进行了研究,用气相条件下的计算方法结合SCRF/PCM模型对四氯化碳、丙酮、二甲亚砜、水四种不同溶剂下的反应性能进行计算,探讨了溶剂对反应的影响。结果表明,溶剂的极性对反应的影响不明显,从热力学角度考虑:反应在二甲亚砜溶剂中的平衡常数最大,说明反应在二甲亚砜溶剂中最容易自发进行;从动力学角度考虑:反应在各种溶剂中的速率常数均小于其在气相条件下的速率常数,说明反应在气相条件下更具有动力学优势。300~350 K是该反应的适宜温度。
摘要:采用圆弧压头与差动变压器引伸计相结合的巴西试验方法测试脆性炸药力学性能,并将其与单轴拉伸试验测试结果进行了显著性差异分析。以脆性显著的HMX基PBX(PBX-HMX)为对象,研究了不同压头形式对巴西试验结果影响,试验结果表明当试样半径与圆弧压头半径之比为1:1.35时,圆弧压头巴西试验的破坏应力和破坏应变与单轴拉伸试验的破坏应力和破坏应变基本相等;采用1:1.35圆弧压头巴西试验测试了3种脆性熔铸炸药的力学性能,与单轴拉伸试验结果比较分析表明两种方法测试数据比较接近而且变化趋势是一致的,圆弧压头巴西试验可用于脆性炸药拉伸性能的间接定量表征,但显著性差异检验分析表明这两种方法测试结果还是存在一定差异而不能完全等同。
肖玮 , 李亮亮 , 王江宁 , 苏健军 , 王世英 , 董树南 , 屈可朋
摘要:用单轴抗拉实验、动态力学分析仪和简支梁抗冲实验研究了不同3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)/ RDX配比对DNTF/RDX改性双基(CMDB)推进剂(DNTF/RDX-CMDB,DFR推进剂)力学性能的影响。获得了-40 ℃下DFR推进剂的抗拉强度(σm)、断裂延伸率(εm)及抗冲强度(aK)。根据“时间-温度”等效原理的WLF方程获得了DFR推进剂β松弛阶段的动态特征量黏弹系数(C1g)。分析了组分含量对各力学性能的影响和σm、εm的变化规律。结果表明:低温下的σm、εm和aK均与增塑剂含量间存在相关性。增塑剂含量减小,粘弹系数增加,NC分子侧基的“自由体积”下降,导致抗拉强度、断裂延伸率等力学性能降低。
摘要:等离子体换能起爆技术是一种具有高安全性和高可靠性的先进起爆技术,微桥箔是高能等离子体换能元的重要组成部分。本研究采用有限元方法对短脉冲电流作用下铜微桥的电热过程进行了模拟,模拟结果表明在桥区的四个拐点处升温速率最高,热量从这四个区域向整个桥区扩散;在同一脉冲刺激下,桥区尺寸越小,达到融化温度所需时间越短。当输入脉冲电流周期不变时,随着充电电压的降低,桥区中心处温度达到融化温度所需的时间逐渐增加,当电压降低至一定值后(临界电压),桥区将不能完全融化;在临界电压附近,达到融化温度所需的时间随电压变化的趋势越明显。
林聪妹 , 刘世俊 , 涂小珍 , 黄忠 , 李玉斌 , 潘丽萍 , 张建虎
摘要:为探讨粘结剂组成对TATB基高聚物粘结炸药(PBX)蠕变性能的影响,用电子万能试验机和动态力学分析仪分别研究了TATB基PBX及其改性配方的拉伸、压缩和三点弯曲蠕变行为。结果表明,加入高玻璃化转变温度和高力学强度的增强剂苯乙烯共聚物可改善TATB基PBX的抗蠕变性能。改性配方的蠕变应变降低,蠕变破坏时间延长。由50 ℃/3 MPa下拉伸蠕变、70 ℃/10 MPa下压缩蠕变以及70 ℃/6 MPa下三点弯曲蠕变试验所得原配方的破坏时间分别为14, 12.7, 12 min,而同样条件下,改性配方未发生蠕变破坏。根据时温等效原理,获得TATB基PBX及其改性配方在参考温度60 ℃下的蠕变柔量主曲线。与原配方相比,TATB基PBX改性配方的蠕变柔量主曲线向下偏移,抗蠕变性能提高。
摘要:为提高周向多爆炸线性成型弹丸的毁伤性能,用ANSYS/LS-DYNA有限元软件计算了药型罩曲率半径对周向MLEFP成型的影响。通过对成型后LEFP性能的统计分析,得出了药型罩曲率半径对周向MLEFP成型性能的影响规律。结果表明:在爆炸载荷作用下,新型周向式MLEFP战斗部结构能够在四个方向上形成具有一定速度和长度的线性爆炸成型弹丸,可以实现从四周进行近距离拦截和引爆来袭弹药、毁伤轻型装甲目标的目的;而且当药型罩曲率半径与装药直径比率取0.6~0.8时,形成的LEFP速度高,密实度好,集群毁伤效能好。
摘要:为研究环境湿度对可燃药筒定容燃烧特性的影响,用称重法研究了某绕丝型可燃药筒的吸湿特性,对在不同环境湿度下吸湿饱和的药筒试样进行了密闭爆发器实验。结果表明,绕丝可燃药筒具有较强吸湿能力,且随相对湿度增加而增加。当相对湿度为89.0%时,其平衡吸湿量为2.89%。在装填密度为0.20 g·cm-3时,随相对湿度增加,药筒燃速大幅降低,燃烧结束时间由2.40ms延长至3.30ms,最大压力由189.75MPa下降到174.32 Mpa;火药力由756.62 kJ·kg-1下降至649.33 kJ·kg-1,余容由1.01 L·kg-1上升至1.30 L·kg-1。
摘要:激光冲击起爆炸药系统具有时间控制精确,快速响应,抗电磁干扰的特点,满足现代火工品的应用需求,但是由于激光传输效率和利用效率较低,目前难以实现真正的实用化和工程化。分析了激光驱动飞片起爆炸药的临界飞片速度的估算方法,提出需要提高系统能量利用率的必要性,总结了利用光纤传能和激光驱动复合飞片提高系统能量利用率这两项关键技术的研究进展。指出,选用适宜的光纤,改善光纤抗损伤能力,设计合理的光纤传输光路,优化激光参数,改进复合靶膜结构,合理选取复合靶膜各层厚度等是实现激光冲击片雷管小型化、实用化、工程化必须解决的问题。
摘要:分析了有限空间内爆炸的能量释放特点和毁伤方式, 从冲击波特性、热效应、准静态压力、结构动态响应、数值模拟、炸药综合威力评估6方面综述了有限空间内爆炸作用的研究,认为应建立表征内爆威力的屋顶举起实验装置,加强多毁伤元耦合作用对目标破坏的研究,将屋顶举起作功能力和准静态压力纳入内爆炸威力评估体系,建立科学、有效的内爆炸威力评估方法。
摘要:
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