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摘要:To meet the intrinsic requirement for nuclear weapons safety, the insensitive high explosive (IHE) was proposed by US military and 11 kinds of identification tests for IHEs and 5 kinds for IHE components were established further. However, with the development of HEs, the simplified classification of explosives into HE and IHE has limited the innovation of new explosives. Meanwhile, there are not strict definitions and assessment standards for low-sensitive, insensitive and sensitive explosives. In this article a more detailed classification with four classes for the main charges regarding the sensitivity is proposed. That is, the class A means insensitive and complies all the 11 requirements of IHE, e.g. LX-17, PBX-9502. The class B means they are quasi-insensitive and complie 9-10 the requirements of IHE, e.g. LLM-105 based PBX. The class C means low-sensitive, e.g. PBX-9501. And the class D means sensitive, e.g. PBX-9404. It is also proposed that the concepts of insensitive initiators, primary and booster explosives.

摘要:纳米铝热剂可用作基于微机电系统(MEMS)的固体化学微推进器的装药。添加含能粘结剂可以增强纳米铝热剂的推进性能表现。选择硝化棉(NC)和聚偏二氟乙烯(PVDF)作为含能粘结剂, 利用静电喷射的方式制备纳米铝热剂, 从理论和实验系统地研究了燃料/氧化剂的平衡配比、粘结剂含量对推进性能的影响, 并与相同条件下机械混合纳米铝热剂的推进性能比较。结果表明:静电喷射较机械混合纳米铝热剂的固体颗粒分布均匀; Al/CuO的计算最佳平衡配比为0.9, 最佳实验平衡配比为1.8;当NC含量为2.5%时, 比冲可以达到250.2 m·s^-1, 与无粘结剂的Al/CuO相比增加比例为8.0%; PVDF的加入降低了实验比冲值。粘结剂的分解产物将纳米颗粒分开, 增加了凝聚相反应的特征传质长度, 导致燃烧持续时间从2.9 ms显著地增加到87.8 ms。

摘要:为分析某航天型号镁铝贫氧推进剂失效机理, 利用显微形貌分析、X射线衍射(XRD)、热分析和高速摄影等测试了贫氧推进剂的成分、热分解规律以及常压点火性能。结果表明, 吸湿后推进剂中的高氯酸铵(AP)发生结块, Mg被氧化后与水作用生成Mg(OH)₂。未吸湿的推进剂在420 ℃前仅有AP的晶型转变及热分解失重, 而吸湿后推进剂热稳定性变差, 90 ℃下即开始失重, 420 ℃前有四个分解步骤:水分挥发、Mg(ClO₄)₂热分解及AP与Mg(OH)₂分解。采用电点火头在常压下点燃后, 未吸湿推进剂可以稳定燃烧, 而吸湿后的推进剂无法被引燃。分析认为, 导致推进剂点火失效的原因是AP结块和活性镁含量降低, 因此镁铝贫氧推进剂在潮湿环境下的贮存应给予重点关注和定期抽样监测。

摘要:以草酸二乙酯和水合肼为原料, 经取代、中和反应合成草酰肼二硝酸盐(OHDN), 总收率为97%, 并通过红外光谱、核磁共振、元素分析等进行了结构表征; 研究了草酰肼在稀硝酸中的水解反应, 确定了水解产物为草酸和硝酸肼; 优化了OHDN合成条件, 确定适宜的反应条件:温度为40 ℃, 时间为2 h; 同时研究了OHDN在高温和室温水溶液中的稳定性, 结果表明, OHDN在高温水溶液中化学稳定性差, 而在室温水溶液中较为稳定; 培养获得了OHDN·2H₂O单晶, 结构分析表明: OHDN·2H₂O晶体结构属单斜晶系, 空间群为P2(1)/n, a＝0.4639(13) nm, b＝1.0992(3)nm, c＝1.0570(3) nm, V＝0.5301(2) nm³, Z＝2, D_c＝1.755 g·cm^-3, F(000)＝292, R₁=0.0855, wR₂=0.0895。

摘要:为了探索粗高氯酸铵(AP)晶体表面缺陷对丁羟推进剂(HTPB)燃烧和力学性能的影响, 用扫描电镜(SEM)观察了40~60目(Ⅰ型)、100~140目(Ⅲ型)两种粗AP的晶体形貌, 分析了粗AP形貌缺陷对HTPB推进剂燃速、压强指数以及力学性能的影响。结果表明, 粗AP晶体形貌对HTPB推进剂低压强段(3~12 MPa)的燃速和压强指数影响较小, 对HTPB推进剂高压强段(12~20 MPa)燃速和压强指数影响显著。当粗AP晶体表面形貌存在缺陷时, 高压强段燃速从11.27~13.93 mm·s^-1变化范围扩大到11.28~16.35 mm·s^-1, 其压强指数也从0.40提高至0.70。结果显示, 粗AP形貌缺陷对HTPB推进剂力学性能影响较小。

摘要:为提高2, 6-二氨基-3, 5-二硝基吡啶-1-氧化物(ANPyO)Pb(Ⅱ)(Pb-ANPyO)含能配合物能量水平, 获得安全性能和热分解特性参数。以ANPyO和醋酸铅为原料, N, N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂, 合成了ANPyOPb(Ⅱ)含能配合物。采用红外光谱(FTIR), 元素分析和X射线光电子能谱分析(XPS)表征其结构, 测试了其撞击感度和摩擦感度, 采用差热分析-热重法(DSC-TG)研究其在不同升温速率下的热分解行为, 利用Kissinger公式, Ozawa公式, 热力学关系式和Zhang-Hu-Xie-Li公式分别计算了配合物热分解反应的表观活化能和热力学参数, 以及配合物的热安全性参数。结果表明, 配合物分子式为Pb(C₅H₃N₅O₅), 特性落高和摩擦感度分别为238 cm和0。配合物在25~500 ℃范围内的热分解过程由一个吸热熔融峰和一个分解放热峰组成, 相应峰温分别为265.0 ℃和332.6 ℃。用Kissinger法和Ozawa法所得配合物放热分解反应的活化能分别为202.42 kJ·mol^-1和197.40 kJ·mol^-1, 放热分解反应的活化熵, 活化焓和活化自由能分别为149.5 J·mol^-1·K^-1, 197.7 kJ·mol^-1, 112.1 kJ·mol^-1, 热爆炸临界温度和自加速分解温度分别为586.6 K和572.4 K。

摘要:建立了氧化偏二甲肼(UDMH)废水的H₂O₂-UV-O₃氧化体系。以偏二甲肼和化学需氧量(COD)的去除率为检测指标, 用正交实验确定了反应的主要影响因素和最佳工艺组合。比较了O₃、UV-O₃、UV-H₂O₂、H₂O₂-UV-O₃四种反应体系的降解情况。初步探讨了中间产物的变化规律。结果表明:在pH=9.0, 鼓气处理24 h, 臭氧投加速率19.6 mg·(L·min)^-1, 过氧化氢与偏二甲肼的物质的量之比为5:1, 紫外线类型VUV+UV-C, 反应时间1.5 h的条件下, 偏二甲肼废水(质量分数1%)中偏二甲肼去除率和COD去除率可分别达到99.99%和99.30%。

摘要:以1, 1′-二羟基-5, 5′-联四唑(BTO)为起始原料合成了新型绿色起爆药—1, 1′-二羟基-5, 5′-联四唑钾(BTOK)。用缓慢蒸发法首次培养了目标化合物的单晶, 并通过X-射线单晶衍射测定了其晶体结构。通过差示扫描量热分析技术(DSC)和热重分析技术(TG-DTG)研究其热分解行为。测定了其5 s延滞期爆发点, 摩擦感度, 撞击感度和50%发火能量。结果表明, K⁺与BTO形成7配位不对称结构, 不同片层的BTO与K⁺交替排列相互连接, 构成三维网状结构。BTOK的热分解起始温度为307 ℃, 表明其热稳定性良好, 且放热过程具有明显起爆药特征。5 s延滞期爆发点为321 ℃, 70°摆角、1.23 MPa条件下BTOK的摩擦感度爆炸百分数为56%, 800 g落锤下, 撞击感度H₅₀为22.5 cm, 静电火花感度50%的发火能量为0.21 J。

摘要:以1, 1′-二氨基-2, 2′-二硝基乙烯(FOX-7)为原料, 经浓硝酸硝化及有机溶剂萃取得到高氧平衡化合物—四硝基乙酰胺酸(TNAA)。对比了四种有机萃取溶剂(二氯甲烷、氯仿、四氯化碳和乙酸乙酯)所得TNAA的收率及纯度。采用DSC和TG研究了TNAA的热行为。结果表明, 确定二氯甲烷为最佳萃取溶剂, 其收率为95.0%, 纯度为99.4%。升温速率10 K·min^-1下, TNAA熔化吸热峰的初始温度、峰值温度分别为84.8 ℃和87.8 ℃, 熔融焓为61.7 J·g^-1; 分解放热峰的初始温度、峰值温度分别为117.7 ℃和131.4 ℃, 分解热为934.8 J·g^-1。采用Kissinger方法得到的TNAA的热分解反应活化能E为124.7 kJ·mol^-1, 指前因子A为10^16.1 s^-1。自加速分解温度T_SADT为102.3 ℃、热爆炸临界温度T_b为112.2 ℃、T=T_p时TNAA热分解反应的热力学参数ΔH^≠、ΔS^≠以及ΔG^≠, 分别为121.5 kJ·mol^-1、61.2 J·K^-1·mol^-1和98.0 kJ·mol^-1。

摘要:采用TG-DTG和DSC研究了3, 3′-二氨基-4, 4′-氧化偶氮呋咱(DAOAF)的热分解行为，运用Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法计算了DAOAF的热分解动力学参数; 利用DSC仪的连续比热容测定模式测定了DAOAF的比热容; 根据比热容与热力学函数关系，计算了DAOAF以298.15 K为基准的热力学函数在253~373 K温区的焓、熵和吉布斯自由能函数值。结果表明，DAOAF是一种熔融分解型含能材料，DAOAF热分解的平均活化能和指前因子分别为152.23 kJ·mol^-1和10^12.53 s^-1。得到比热容随温度变化的关系式c_p(J·g^-1·K^-1)=0.00303T+0.17235(253 K＜T＜373 K)，298.15 K时DAOAF的标准摩尔热容为228.05 J·mol^-1·K^-1。

摘要:为细化六硝基茋(HNS), 采用高能球磨法制备出了平均粒径为94.8 nm的纳米HNS炸药。用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外(IR)、X光电子能谱(XPS)、DSC-IR和5 s爆发点, 进行了HNS样品的表征和分析。结果表明, 球磨后炸药的微观形貌呈类球形, 粒度呈正态分布。机械球磨作用并未改变HNS原有的晶型、分子结构、及表面元素, 说明该制备纳米HNS方法十分可靠。纳米HNS热分解的表观活化能较原料HNS高12.4 kJ·mol^-1, 说明纳米HNS分子的活化需要更高的能量。纳米HNS被加热后分解成了大量的CO₂和少量H₂O, 而N元素以非极性的N₂分子存在。纳米HNS的5s爆发点(T_5s)较原料高12.2 ℃, 说明纳米HNS具有更低的热感度。

摘要:为了提高高聚物粘结炸药(PBX)的力学性能, 降低其机械感度, 采用溶液-水悬浮法, 制备了含微纳米RDX不同颗粒级配(100/0, 95/5, 90/10, 80/20)的PBXs。用光学显微镜观测其表观形貌, 并测试了机械感度、力学性能以及爆速等性能。结果表明, 微纳米RDX颗粒级配的PBX造型粉颗粒偏小、形貌规则、呈类球形。纳微米RDX颗粒级配为5/95的PBX性能最佳, 撞击感度由44%降低到12%, 摩擦感度由24%降低到4%;抗压强度从5.55 MPa提高到6.57 MPa, 抗拉强度由0.66 MPa提高到0.77 MPa, 抗剪强度由1.76 MPa提高到1.96 MPa; 爆速从8033 m·s^-1增加到8186 m·s^-1。

摘要:为了研究浇注型醇醛高聚物粘结炸药的触变性能, 采用触变环法探索了黑索今(RDX)级配及颗粒含量对料浆触变性的影响。触变环面积用于表征料浆的触变程度。结果表明, 该料浆体系是假塑性流体, 不同RDX级配的料浆具有不同程度的触变性。RDX级配数越高、颗粒越大的料浆触变性越小。小颗粒含量越高, 大颗粒和中颗粒的级配对降低料浆触变性的影响越大。料浆的触变程度与小颗粒RDX含量呈正相关关系, 与大颗粒RDX含量呈负相关关系。

摘要:为提高硝酸酯炸药的爆炸能量, 将含硼储氢合金(Mg(BH_x)_y)添加到硝酸酯炸药中，用水下爆炸试验和空中爆炸试验研究了含Mg(BH_x)_y的硝酸酯炸药的能量和后燃效应。结果表明, Mg(BH_x)_y能显著提高硝酸酯炸药的能量。空中爆炸试验中, Mg(BH_x)_y发生分解, 分解产物参与爆轰反应。水下爆炸试验中, 添加Mg(BH_x)_y后硝酸酯炸药的爆炸能量提高17.56%, 且含Mg(BH_x)_y硝酸酯炸药具有明显的后燃效应。

摘要:为确定烧结温度、材料配比及粒径对铝-特氟龙(Al-Teflon)准静压反应现象的影响, 利用万能实验机对Al-Teflon进行了准静态压缩试验。得到了烧结温度、配比及粒径影响下试件的应力应变曲线及反应率数据。利用扫描电子显微镜(SEM)进行了微观形貌分析。结果表明, 烧结温度、材料配比及粒径均影响材料的力学特性, 改变了材料的形变及裂纹形成模式, 进而影响准静压起始反应的激发; 同时, 材料配比影响反应完全度, 当材料配比偏离化学平衡配比时, 出现不完全反应现象; 而随粒径减小, 反应烈度及反应速率增加。Al-Teflon能够发生准静压反应的材料-工艺范围为:烧结温度320~370 ℃, Al质量分数16%~36%, Al粉粒径小于12~14 μm。

摘要:为了研究高温炮孔对水浴防护下乳化炸药爆炸威力的影响, 采用100 ℃水浴加热模拟高温炮孔中防护下乳化炸药的环境温度, 通过水下爆炸实验计算得到水下爆炸参数。结果表明:乳化炸药的爆速、冲击波冲量、比冲击波能、比气泡能以及总能量随着水浴加热时间的增加而下降, 其中乳化炸药比气泡能与总能量随着水浴加热时间增加呈近似线性降低, 水浴加热时间增加对比气泡能占总能量的比例变化影响较小，其比例保持在65%左右。

摘要:为了研究短切碳纤维云团对毫米波/红外的复合干扰性能, 构建了实验测试平台。在静风条件下进行了1.5 mm/4 mm碳纤维爆炸分散实验。研究了爆炸分散云团形成过程。测试并分析了云团对3 mm波、8 mm波和8~14 μm红外的干扰性能。结果表明, 爆炸方式能够有效分散短切碳纤维。在实验的弹体结构和装填参数条件下能够形成稳定的烟幕云团, 呈现优良的毫米波/红外复合干扰性能。对毫米波和红外的最大衰减大于95%。对3 mm波的有效作用时间(单程衰减分贝数≥5.2 dB)不小于1 min, 对8 mm波能达到30 s以上, 对红外靶标的有效遮蔽时间(衰减率≥85%)大于20 s, 碳纤维长度的变化对毫米波干扰性能影响较大。

摘要:新材料是固体推进剂发展的基础。其中，新型含能材料以及燃烧催化剂的研发对于改善固体推进剂的性能具有重要的意义。系统介绍了金属有机框架化合物(MOFs)在多相催化以及高能化方面的进展。指出MOFs在催化烷烃、烯烃、醇等有机物以及CO的氧化反应方面具有较高的活性，具备催化推进剂燃烧反应的能力。MOFs在推进剂燃烧过程中原位生成的金属氧化物也可促进推进剂燃烧。引入高含氮量的配体可获得优异能量性能和安全性能的MOFs，改变含能配体的成分、结构及与金属离子的配位方式可调节其能量性能。认为，设计并合成可用于固体推进剂燃烧的高效MOFs催化剂，探讨其在推进剂燃烧过程中的反应机理，揭示其含能基团的成分、结构及与金属离子的配位方式对含能MOFs能量性能的影响等是今后研究重点。

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