摘要:

摘要:用溶液共混法制备了硝化纤维素/聚乙二醇(NC/PEG)共混物, 采用红外光谱和偏光显微镜表征了共混物两组分的相互作用和共混体系微观结构。结果表明, NC与PEG分子间存在较强的相互作用, PEG以碎晶的形式分布在共混体系中。用分子动力学模拟研究了NC和PEG分子间的相互作用机理, 通过介观动力学模拟得到共混体系微观结构及密度分布图，两种模拟结果与实验结果均保持较高的一致性。表明，分子动力学和介观动力学模拟能表征NC/PEG体系分子间相互作用和微观结构。

摘要:利用国军标方法GJB/Z84-1996及CAD系统软件, 在标准条件(p_c/p₀=70:1)下计算了含5, 5′-联四唑-1, 1′-二氧二羟铵(TKX-50)的复合改性双基(CMDB)推进剂、端羟聚丁二烯(HTPB)推进剂、硝酸酯增塑聚醚(NEPE)推进剂及聚叠氮缩水甘油醚(GAP)推进剂的能量特性。结果表明, TKX-50单元推进剂的理论比冲为2623.7 N·s·kg^-1, 比RDX单元推进剂的理论比冲高6.5 N·s·kg^-1。TKX-50是CMDB推进剂中RDX的较好替代物。当TKX-50取代HTPB推进剂中的AP和GAP推进剂中的HMX和AP时, TKX-50基HTPB推进剂和TKX-50基GAP推进剂的理论比冲均存在能量的最优值。当TKX-50取代NEPE推进剂中的AP和HMX时, TKX-50基NEPE推进剂的理论比冲先增后降再增, 最大增加20.4 N·s·kg^-1。

摘要:为了研究HTPB推进剂的老化机理, 采用量子化学方法, 计算了端羟基聚丁二烯-甲苯二异氰酸酯(HTPB-TDI)固化体系中化学键的键能, 搜索了HTPB推进剂老化过程中可能发生的四个氧化反应的过渡态。结果表明, 与CH₂基团相连的C—O键的键能最小, 为244.95 kJ·mol^-1, 在老化降解过程最容易发生断裂。老化过程中可能发生的四种氧化交联反应的活化能均较小, 小于HTPB-TDI固化分子降解断裂所需要的能量, 说明氧化交联反应是HTPB推进剂老化的主要原因, 其中生成三元环氧反应的活化能最小, 为12.59 kJ·mol^-1。

摘要:为研究弧厚尺寸偏差对发射药燃烧残渣形成的影响规律, 采用螺旋测微仪量取球扁形发射药弧厚值, 并经统计分析得到发射药的弧厚分布规律。利用混合装药形状函数的形式, 将弧厚分布规律转化为装药形状函数, 再结合经典内弹道模型, 模拟研究发射药弧厚偏差与燃烧残渣之间的关系。结果表明:发射药弧厚存在偏差, 弧厚值呈正态函数分布, 弧厚较大的发射药难以在膛内燃尽将形成燃烧残渣。其中, 研究采用的球扁形发射药弧厚偏差为0.10 mm, 射击时将有0.2%的发射药不能燃尽形成燃烧残渣; 弧厚偏差Δ＞0.02 mm或期望值μ≥0.29 mm时, 射击时会有部分发射药不能燃尽而形成燃烧残渣, 并且随着弧厚偏差的增大或期望值的提高, 燃烧残渣量增加。

摘要:为描述多层球形预制破片战斗部破片的初速分布, 针对典型的柱形装药的多层球形破片结构, 用AUTODYN软件对其爆炸驱动过程进行数值模拟, 发现每层破片的初速周向规律性波动; 每层破片的平均初速外层大于内层, 其差异随破片层数的增多和周向破片数的减少而增大; 基于Gurney假设和冲量定理进行理论推导, 结合数值模拟结果, 建立了破片初速场的计算模型。该模型通过给出各层破片的平均初速及初速场的速度极值来表征初速场, 其计算值与实验结果吻合较好。

摘要:针对杀伤增强器爆轰驱动活性杆条问题, 在AUTODYN-3D平台下采用数值模拟方法研究了杆条排布方式、杆条排布半径和缓冲材料对杀伤增强器爆轰驱动活性杆条行为的影响特性。结果表明, 内外层活性杆条径向排布夹角为11.25°, 内层杆条排布半径不小于37 mm, 外层杆条排布半径不大于85 mm时可以避免活性杆条间相互碰撞, 有效保护活性杆条结构和提高活性杆条稳定性; 随内层杆条排布半径增加, 内层杆条承载爆轰压力显著下降; 聚苯乙烯、聚乙烯和聚氨酯都具有良好的缓冲作用, 与聚苯乙烯和聚乙烯相比, 杀伤增强器采用聚氨酯作缓冲材料, 其杆条速度振荡幅度小、收敛快, 且杆条空间分布较好。

摘要:为克服目前普遍采用的钨合金壳体横向效应增强型侵彻体(PELE)侵彻能力不足、靶后破片形状与数量不可控、横向毁伤效果不理想等不足, 采用集束钨丝制作PELE壳体, 并对其穿甲过程进行了数值模拟。与钨合金壳体PELE的作用效果进行对比, 发现集束钨丝壳体PELE的侵彻能力和横向毁伤性能均优于钨合金壳体PELE; 在本研究所采用PELE结构条件下, 钨丝直径取0.5~1 mm、体积分数取40%~60%、粘结相选用镍铁合金时, 集束钨丝壳体PELE综合毁伤能力较好。

摘要:为了增强底排尾部流场中增压减阻的效果, 提出一种环状喷口模型。采用有限体积法编程求解二维轴对称Navier-Stokes方程, 对底排尾部流场进行数值模拟。数值模拟和底排实验进行对比验证, 结果较吻合。在此基础上, 数值研究环状喷口对底排尾部流场的影响。结果表明, 随排气参数增大, 环状喷口模型的底压始终高于圆孔喷口模型的底压。和圆孔喷口相比, 环状喷口能削弱环状回流区, 使底排气体更容易流入剪切层, 避免引射现象的发生。环状喷口越靠近底部边缘, 底排的增压减阻效果越好。

摘要:采用LS-DYNA显式非线动力有限元程序，数值模拟了内置柱壳/组簧和泡沫铝夹层的防爆罐在3 kg TNT爆炸载荷作用下的抗爆性能。结果表明:该防爆罐内壁面压力载荷呈现多次脉动特征。比冲量载荷经历数次阶跃上升。柱壳/组簧结构可以将爆炸能量更加均匀地传递给泡沫铝吸能夹层，在保证防爆罐内筒不发生塑性变形的前提下，可使泡沫铝的吸能效率显著提高。定量分析防爆罐内部各物质、各结构间的能量转化与吸收, 表明泡沫铝夹层可通过卸载动能和透射应力波的形式较好吸收、转移内层钢板所获得的冲击能量。

摘要:以二氯乙二肟、叠氮化钠和二甲基甲酰胺(DMF)为主要原材料, 通过两步反应先制备1, 1′-二羟基-5, 5′-联四唑(1, 1′-BTO), 再与盐酸羟胺反应合成目标化合物5, 5′-联四唑-1, 1′-二氧二羟铵(TKX-50), 收率73.2%。用Gaussian软件在B3LYP/6-31++G水平下对该离子盐的结构进行模拟, 发现其晶体中存在较强的分子间和分子内的氢键作用。这种氢键作用有效提高了TKX-50的密度, 达到1.918 g·cm^-3。基于该密度, 计算出该含能盐爆速9698 m·s^-1, 爆压42.4 GPa, 摩擦感度和撞击感度分别为120 N和20 J, 性能优于奥克托今(HMX)和六硝基六氮杂异戊兹烷(CL-20)。

摘要:为分析新型高能钝感炸药2, 6-二氨基-3, 5-二硝基吡啶-1-氧化物(ANPyO)的射流冲击感度, 在口径为56 mm的聚能装药和炸高为80 mm条件下, 进行了45#钢隔板覆盖下无围压炸药冲击起爆感度实验。用“Langlie法”获得了ANPyO临界起爆隔板厚度, 用AUTODYN计算了临界头部速度和射流直径, 标定了ANPyO的临界起爆阈值, 并与8701炸药的试验结果作了比较。结果表明:临界爆轰时, 8701炸药覆盖的45#钢隔板临界厚度约160 mm, ANPyO炸药的临界隔板厚度约为68 mm, 比8701降低了约57.5%。ANPyO炸药的临界速度为3.7 mm·μs^-1, 射流头部直径为4.8 mm, 临界冲击起爆阈值约为32.3 mm³·μs^-2, 8701为7.16 mm³·μs^-2, ANPyO为8701炸药的4.5倍, 可见ANPyO钝感于8701, 是一种低射流起爆感度炸药。

摘要:用X-射线单晶衍射仪和超导核磁共振仪研究了六苄基六氮杂异伍兹烷(HBIW)的晶体结构和分子结构特征。分别在氘代氯仿、氘代丙酮及氘代二甲基亚砜溶液中研究了HBIW的核磁谱图特征。用一维(¹H NMR, ¹³C NMR and ¹⁵N NMR)及二维(gHSQC and gHMBC) NMR技术进行了HBIW NMR信号的全归属。结果表明, HBIW的晶体属于正交晶系, 空间群为Pca2(1), 晶胞参数为: a = 0.10724(2) nm, b=0.37001(7) nm, c=0.20476(4) nm, α=β=γ=90°, V=8.125(3)×10³ nm³, Z=4, D_c=1.159 g·cm^-3, F(000)＝3024。由高场到低场, HBIW的¹H NMR化学位移依次归属为桥头CH、六元环相连的CH₂、五元环相连的CH₂、六元环内CH和苯环CH。¹³C NMR化学位移依次归属为五元环相连的CH₂、六元环相连的CH₂、六元环内CH、桥头CH和苯环C。五元环和六元环中N的化学位移分别为-317.0和-297.1。

摘要:以N₂O₅/HNO₃代替硝硫混酸作硝化剂进行甲苯硝化。研究了反应温度、N₂O₅浓度、反应时间对硝化反应的影响。用气相色谱、红外光谱、质谱分析了甲苯的硝化产物。结果表明，硝化产物主要为二硝基甲苯(DNT)。获得的最佳硝化反应条件为:反应温度10 ℃、N₂O₅浓度3 mol·L^-1、反应时间1 h。二硝基甲苯的产率100%。异构体2, 4-DNT与2, 6-DNT的摩尔比为4.44:1。

摘要:中心装药对燃料空气炸药(FAE)装置有重要的影响。利用高速相机测定得到采用耦合装药的FAE装置的抛散速度的最大值为408.5 m·s^-1, 利用LS-DYNA软件计算得到采用耦合装药的FAE装置的抛散速度的最大值为412.5 m·s^-1, 误差不足1%, 计算方法精确可靠。采用相同的方法对采用不同中心装药方式的FAE装置的燃料抛散速度、中心装药爆炸空腔、空腔内温度进行了计算。结果表明, 采用不耦合装药的FAE装置不同位置的抛散速度相差小, 约100 m·s^-1, 速度分布均匀, 燃料利用率高; 爆炸空腔半径在端部处缩小1/3左右, 呈现出中间大, 两端小的分布, 使二次起爆药包的安装位置有更多选择。同时, 与采用耦合中心装药的FAE装置相比, 不耦合中心装药的FAE装置爆炸空腔内的温度衰减较快, 安全性更好。

摘要:为了解添加剂对B炸药力学性能的影响, 分别添加2%的热塑性弹性体(VP-401和VP-501)、1%或3%的季戊四醇和丙稀醛缩合的热固树脂/硫酸二乙酯(123树脂/DES)、5%固化系数0.6和0.8的端羟基聚丁二烯/二苯甲烷-4, 4′-二异氰酸酯(HTPB/MDI), 制备了相应6个改性B炸药配方(B-1、B-2、B-3、B-4、B-5和B-6)。进行了静态压缩试验、巴西试验和分离式霍普金森压杆试验, 获得了改性B炸药在静力压缩、间接拉伸和低速冲击作用下的应力-应变曲线。对比分析了改性B炸药的强度和韧性变化。结果表明, 与B炸药相比, B-1和B-2的压缩弹性模量分别增加了1.49 GPa和2.28 GPa, 压缩强度分别增加了6.7 MPa和6.3 MPa, 其压缩弹性和韧性均好于B炸药。应变率500 s^-1时, 与B炸药相比, B-3和B-4的动态压缩强度分别增加了1.99 MPa和7.61 MPa, 而B-5和B-6的动态压缩强度分别降低了8.33 MPa和19.47 MPa。这说明, B-3和B-4的抗低速冲击能力提高, B-5和B-6炸药的抗低速冲击能力降低。

摘要:以铝(Al)为可燃物质, 聚四氟乙烯(PTFE)为氧化剂, 利用射频磁控溅射法制备了不同厚度, 交替沉积的PTFE/Al反应多层膜。采用原子力显微镜(AFM)、X-射线衍射仪(XRD)研究了溅射功率对薄膜表面形貌的影响规律, 得到了PTFE/Al反应多层膜适宜的制备工艺, 利用纳米压痕仪研究了PTFE/Al反应多层膜的力学性能。结果表明, 当射频溅射功率分别为50 W和150 W时, 制得的PTFE薄膜和Al薄膜的平均粗糙度与均方根粗糙度均较低。当PTFE/Al反应多层膜总厚度约为300 nm时, 与相同厚度的纯PTFE膜和纯Al膜相比, PTFE/Al反应多层膜具有较高的硬度和弹性模量, 分别为5.8 GPa和120.0 GPa。

摘要:为改进固化工艺, 确保浇注高聚物粘结炸药(PBX)的发射安全性, 采用自制的间接应力感应器测试了浇注PBX药浆从液态到固态转变过程中应力的变化。研究了固化温度对浇注PBX固化应力的影响。结果表明:热固性浇注PBX固化过程包括从常温到固化温度的快速热膨胀, 恒温固化阶段的热膨胀与交联收缩及固化降温时的冷缩变形三个阶段。研究了恒温固化过程中测试瓶的变形。根据变形情况计算了浇注PBX的固化应力。固化温度对PBX变形影响明显。当固化温度为100, 90, 80，60 ℃时, 浇注PBX在固化过程中的最大热应力分别为2.14, 0.72, 0.56，0.29 MPa; 固化过程的收缩应力分别为0.29, 0.25, 0.24，0.21 MPa, 显示固化温度对恒温阶段固化热应力及收缩应力影响较大, 固化温度越高, 固化热应力及收缩应力越大。可以根据固化过程的应变-时间曲线, 采取前期低温固化以减小固化应力, 在固化应力变化平稳的后期升高温度以提高效率的变温固化工艺。

摘要:利用X射线微层析成像技术获得了水悬浮法湍流驱动TATB造粒结构的全三维信息, 涡旋通过湍流和粘结剂凝结硬化保存下来, 其结构排列及涡旋致密层的三维可视化解决了分析涡旋特征的难题。颗粒内部典型涡旋有单涡旋、双涡旋、多涡旋、涡中涡等, 涡旋形态揭示了湍流发展的模式, 致密层密度则揭示了湍流对TATB晶粒的传质作用。X射线微层析成像提供了无损侵入材料内部的分析方法, 可实现探测很小尺寸范围的凝结涡旋及洞察湍动过程的涡旋凝结。

摘要:用变温傅里叶变换红外光谱法研究了二月桂酸二丁基锡(T12)存在下GAP/HMDI、GAP/TDI和GAP/IPDI(此处GAP, HMDI, TDI和IPDI分别为聚叠氮缩水甘油醚, 4, 4′-二环己基甲烷基二异氰酸酯, 甲苯二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯)体系的反应动力学。结果表明, GAP与三种异氰酸酯(HMDI, TDI和IPDI)的反应为二级反应。它们的反应速率均随温度的升高而加快。GAP/HMDI、GAP/TDI和GAP/IPDI体系的反应活化能分别为15.49, 12.27和22.46 kJ·mol^-1, 显示三个体系的反应活性递减次序为GAP/TDI>GAP/HMDI>GAP/IPDI。

摘要:碳是硼一次燃烧产物的主要成分, 对硼的二次点火燃烧有重要的影响。采用热重差示量热扫描(TG-DSC)、X射线衍射(XRD)和激光点火试验系统研究了不同配比的碳对无定形硼颗粒点火燃烧特性的影响。试验采用的硼、碳混合样品碳含量分别为0%、10%、20%、50%和100%, 结果表明, 碳的添加降低了样品加热过程中的增重量。碳含量对加热过程的影响是复杂的。当样品的碳含量不大于10%, 样品的氧化反应推迟, 放热量增加。当样品的碳含量进一步升高, 又会使样品的氧化反应提前, 放热量减少。在氧气气氛下, 随碳含量的增加, 样品的燃烧峰值强度减弱, 燃烧时间从2436 ms增加到2909 ms, 但碳对样品的点火时间的延迟较小, 最多不超过3 ms。样品燃烧产物呈黑色块状固体, 主要成分有氧化硼和单质碳等。对样品燃烧产物的分析表明, 样品的点火燃烧反应并不充分。

摘要:为研究影响发射药烧蚀性的关键因素及其影响规律, 制备了8种三基发射药样品, 采用半密闭爆发器烧蚀管实验测定了烧蚀率, 对比分析了爆热、爆温和燃气组分三因素与发射药烧蚀性之间的规律。结果表明, 发射药的爆温是影响烧蚀性的关键因素, 在3100~3700 K范围内烧蚀率随着爆温的升高明显线性增加; 发射药的爆热对烧蚀性的影响不明显, 烧蚀时间或压力冲量对烧蚀性的影响更大; 发射药燃气组分中H₂O对烧蚀率的影响最大, 但燃气组分对烧蚀性的影响关系复杂, 难以进行单独的定量描述。

摘要:为满足非能动型压水堆核电站爆破阀对耐高温产气做功药剂的需求, 研制了炭黑/硝酸钾(CPN)推进剂, 对其性能进行了测试与评估并与6号黑火药(HY6)和6号无硫黑火药(WHY6)进行了对比。结果表明, CPN推进剂的自动点火温度＞321 ℃, 显示CPN推进剂有好的热安定性和耐高温能力。CPN推进剂具有一定的产气做功能力。燃速的排序为CPN推进剂＜WHY6＜HY6。CPN推进剂摩擦感度和静电感度均为0, 安全性优于HY6和WHY6。

摘要:为了减小柔性同步起爆网络设计时分束转换接头的尺寸，保证爆轰波输出同步性和导爆索与转换接头之间的连接强度，提出了一种导爆索分束方法，设计加工了外观尺寸为Φ5 mm×6 mm的转换接头，加工了“一入二出”和“一入四出“线同步起爆网络原理样机，进行了爆轰波输出时间同步性测试和同步性偏差分析。研究结果表明，小尺寸转换接头作用可靠；“一入二出”和“一入四出”线同步起爆网络的爆轰波输出同步性偏差分别为不超过34 ns和不超过73 ns；分束转换接头间的传爆药柱-导爆索界面差异影响爆轰波输出同步性。

摘要:为了提高弹药侵彻目标时火工品的抗过载冲击能力, 采用在雷管底部和外壁衬垫一定厚度聚四氟乙烯材料的方法减缓冲击应力波和惯性过载的强度。以制式桥丝式独角电雷管为加固对象。采用空气炮实验和数值模拟研究了这一加固方法的机理和有效性。实验与模拟结果表明, 衬垫缓冲层隔离了冲击应力波和缓冲了雷管质量惯性。随着衬垫厚度增加, 雷管承受的过载加速度和受到的过载损伤逐渐减小。当缓冲层厚度大于0.9 mm时, 雷管无显著损伤发生。聚四氟乙烯材料的加入对雷管有明显的保护作用。

摘要:为优化爆炸箔起爆器性能, 采用光子多普勒速度测量技术(PDV)获得了电爆炸驱动小飞片的速度历程。设计了一种电爆炸驱动小飞片测试装置, 可以产生Φ0.35 mm×25 μm尺寸的小飞片, 试验中未对飞片进行任何处理。对两发电爆炸驱动小飞片进行了PDV测速试验, 获得了小飞片的速度历程, 测得的有效时长约为160 ns。两发飞片的最大速度分别为4520 m·s^-1和4330 m·s^-1, 速度差约为4%, 一致性较好。飞片速度剖面有明显拐点。在拐点之前速度上升较快, 在60 ns(0.1 mm位移)内达到了最终速度的75%。在拐点之后, 速度上升相对变缓, 在100 ns内完成了剩余25%速度的增加。

摘要:针对扁球状火药颗粒1%~3%的含水量和0.1%的检测精度要求, 采用变介质电容式传感器和自平衡交流电桥测量电路, 研制了电容式火药水分检测系统。在分析影响含水量的温度、湿度、重量和电压幅值等因素的基础上, 建立了偏最小二乘法多参数多元线性回归模型。经实验验证, 该模型下的水分检测系统测量最大误差为0.12%, 且最大误差出现在含水量为0.3%~1%之间, 在含水量1%~3%之间误差均小于0.087%, 满足0.1%的测量精度要求。

摘要:全氮化合物是推进剂和炸药等高能密度材料(HEDM)有应用前景的候选物。在全氮化合物中, 聚合氮特别是立方偏转结构聚合氮(cg-N)的能量最高, 理论计算显示cg-N的密度为3.9 g·cm^-3, 比冲为500 s, 爆压是HMX的十倍有余。cg-N已于2004年通过在金刚石对顶砧中在2000 K高温、140 GPa高压下压缩氮气实验制得, 但是在常温常压下还无法稳定保存; 如果在常温环境下能够得到稳定的聚合氮, 这将是含能材料领域的一次里程牌式的飞跃。本文就这种立方偏转晶体结构的聚合氮和之前发现的无定形聚合氮进行了综述, 并详细地阐述了以N₂/H₂(2/1，体积比)混合物在室温下约85 GPa条件下制得的N₂/H₂聚合氮合金的性质。

摘要:以3, 6-双(3, 5-二甲基吡唑)-1, 2, 4, 5-四嗪为原料通过肼基取代反应合成了3, 6-双肼基-1, 2, 4, 5-四嗪, 以十氢十硼酸双四乙基铵盐为原料通过离子交换法制备了十氢十硼酸, 再经过成盐反应合成了双肼基均四嗪十氢十硼酸盐化合物, 产率为80%。通过IR、¹H NMR、元素分析等方法对产物的结构进行了表征。采用氧弹燃烧法, 测试其燃烧热值为37.5 kJ·g^-1。

摘要:用溶剂蒸发法制备了厘米级TNT大单晶。用X-射线衍射(XRD)、差示扫描量热(DSC)方法表征了其晶型结构。结果表明, 其晶体为单斜晶系, 最大显露晶面为(100)。用纳米压痕仪获得TNT(100)晶面上的压入模量、压入硬度分别为(17.40±0.35) GPa和(0.81±0.05) GPa, 该模量显著高于熔铸TNT炸药的压缩模量。

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