2016, 24(3):213-218. DOI: 10.11943/j.issn.1006-9941.2016.03.001
摘要:为得到聚能射流侵彻水夹层间隔靶规律,选取50 mm口径聚能装药对水夹层间隔靶(2 mm×4 mm钢靶板+100 mm水夹层)的侵彻过程进行了理论和实验研究。结合准定常侵彻理论和数学归纳法建立了射流侵彻水夹层间隔靶理论模型,得到了射流头部速度与侵彻距离之间的关系。为验证理论模型,用脉冲X光和计时仪获得了多个侵彻阶段的射流头部速度。通过模型分析了水夹层间隔靶结构对射流剩余头部速度的影响。结果表明:建立的理论模型正确,由其得到的射流穿过水夹层间隔靶后的剩余头部速度理论值与实验值平均误差为4.6%;当靶板厚度小于20 mm,且水夹层间隔小于150 mm时,水夹层间隔靶对射流头部速度的衰减效率较高。
2016, 24(3):219-225. DOI: 10.11943/j.issn.1006-9941.2016.03.002
摘要:研究了新型混合固化剂二聚脂肪酸二异氰酸酯(DDI)/异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)固化端羟基聚丁二烯(HTPB)基聚氨酯的力学性能及其在PBX炸药中的应用。结果表明,当混合固化剂中DDI与IPDI的异氰酸酯基(NCO)的摩尔比为1/3时,HTPB基聚氨酯的拉伸强度和延伸率达到最大值(0.427 MPa和579.9%)。当DDI与IPDI的NCO摩尔比为1/1时,聚氨酯的压缩失效载荷最高。DDI/IPDI固化的HTPB基聚氨酯的延伸率是甲苯二异氰酸酯(TDI)固化聚氨酯的2.51倍。DDI/IPDI固化的PBX炸药的压缩率比使用TDI提高57.3%。使用DDI/IPDI时,PBX药片撞击感度试验和药片剪切试验的反应阈值提高了0.25 m以上,PBX的撞击安全性得到改善。
2016, 24(3):226-230. DOI: 10.11943/j.issn.1006-9941.2016.03.003
摘要:为了研究温压装药的装填比对战斗部毁伤威力的影响,开展了以65%的奥克托今和35%的高活性级配铝粉为主要组份30 g温压装药爆炸后生成产物及输出能量特性的试验研究。依据试验结果,建立了表征温压战斗部毁伤威力的总能量和总比冲量的数学模型。借助一枚装填70 kg温压炸药的200 kg战斗部距地面1.5 m处的静爆试验的结果,利用数学模型计算了该温压战斗部起爆后距爆心不同距离处的冲击波超压和比冲量。结果表明,计算结果与静爆试验测量结果符合较好,验证了所建数学模型的正确性。应用该模型计算了200 kg温压战斗部爆炸后距爆心不同距离处的总比冲量随装填比的变化情况。表明装填比为40%左右时,有最大的总比冲量和毁伤威力。
2016, 24(3):231-237. DOI: 10.11943/j.issn.1006-9941.2016.03.004
摘要:为研究温压炸药爆炸冲击波在有限空间的传播特征,在爆炸堡中进行400 g RDX/Al/AP(高氯酸铵)/HTPB(端羟基聚丁二烯)温压炸药的爆炸实验,通过压力测试系统得到冲击波在地面和空中的超压时程曲线,以JWL-Miller方程作为爆炸产物状态方程,采用AUTODYN软件对爆炸过程进行了数值模拟,并用数值模拟结果研究冲击波在爆炸堡内发生正反射和斜反射。结果表明,数值模拟得到的冲击波形态、峰值及作用时间与实验测试结果吻合较好,Miller余项能够较为合理地描述含铝温压炸药的后燃特征。正反射发生在装药的地面投影点,反射波峰值达到入射波峰值的3.3倍;斜反射包括规则反射和马赫反射,冲击波入射角小于40°时,在地面形成规则反射,反射波峰值约为入射波峰值的2.5倍;冲击波入射角大于40°时形成马赫反射,马赫波峰值约为入射波峰值的1.2~1.6倍;在侧壁及穹顶发生规则反射。在几何对称轴上发生聚焦现象,聚焦点冲击波超压高于2200 kPa,达到该点入射冲击波超压的4.3倍,增强了爆炸堡内冲击波,提高了温压炸药的毁伤能力。
2016, 24(3):238-243. DOI: 10.11943/j.issn.1006-9941.2016.03.005
摘要:设计了一种8点环形同步起爆网络,网络结构采用典型的板式结构,传爆炸药为新型纳米颗粒炸药(黑索今(RDX)/奥克托今(HMX)=45%/45%,10%的含能粘结剂,炸药颗粒直径小于100 nm),试验和仿真确定了起爆网络的关键结构参数为:刻槽宽度为1.2 mm,基板厚度为3.8 mm。理论分析起爆网络的同步性,发现所设计的同步起爆网络八个输出端的同步性误差最大值不超过152.2 ns,实验验证表明,所设计的起爆网络同步起爆精度约为170 ns,满足聚能装药多模式战斗部形成外形良好的侵彻体的要求,实弹检验表明,刚性8点同步起爆网络可以形成成型良好,横向偏移较小的射流战斗部,满足聚能战斗部的使用要求。
2016, 24(3):244-248. DOI: 10.11943/j.issn.1006-9941.2016.03.006
摘要:为评价一种黑索今基压装含铝炸药(JHL-X)的环境适应性,利用-55~70 ℃热冲击试验,研究了JHL-X炸药热冲击前后炸药药柱的内部损伤、安全性能和力学性能。用JHL-X炸药药柱自发火温度和冲击波感度表征了炸药安全性能,用弹性模量、压缩强度和断裂应变表征了力学性能。结果表明,经热冲击后,JHL-X炸药药柱内部主要损伤为空穴和微裂纹。安全性能略有降低,自发火温度从211 ℃降低至208 ℃,冲击波感度从51.5 mm增加到53.5 mm。力学性能变化较为显著,弹性模量和压缩强度分别提高了85.3%和37.7%,断裂应变降低29.2%。
巨荣辉 , 李吉祯 , 樊学忠 , 蔚红建 , 罗一鸣 , 蒋秋黎
2016, 24(3):249-255. DOI: 10.11943/j.issn.1006-9941.2016.03.007
摘要:采用差示扫描量热法(DSC)和真空安定性实验(VST),对N-氧化3′3-偶氮双(6-氨基-1,2,4,5-四嗪) (DAATO3.5)与复合改性双基(CMDB)推进剂常用单组分之间的相互作用和相容性进行了研究。采用70 ℃推进剂固化实验,考察了DAATO3.5与CMDB推进剂药浆多组分混合体系的相容性。DSC研究结果表明,DAATO3.5与硝化棉(NC)、硝化甘油(NG)、奥克托今(HMX)、3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)、铝粉(Al)、吉纳(DINA)、炭黑(C.B)和1,3-二甲基-1,3-二苯基脲(C2)之间没有明显的相互作用,相容性较好。DAATO3.5与黑索今(RDX)和六硝基六氮杂异戊兹烷(CL-20)存在较为明显的相互作用; 与间苯二酚(Res)之间存在强烈的相互作用,Res对DAATO3.5的峰温没有影响但会显著改变DAATO3.5的分解峰型; 高氯酸铵(AP)对DAATO3.5的分解峰温没有明显的影响; DAATO3.5可使AP的起始分解温度从310 ℃降至275 ℃,并使AP的低温分解峰和高温分解峰合并成一个分解单峰,分解峰温较AP的高温分解峰温下降52.9 ℃。VST实验结果表明,DAATO3.5与AP相容,与RDX属于中等反应,与Res不相容。推进剂固化实验结果表明,DAATO3.5与CMDB推进剂多组分混合体系在70 ℃实际工艺条件下可以安全固化,形成的含DAATO3.5的CMDB推进剂均匀致密,表明DAATO3.5可应用于CMDB推进剂中。
2016, 24(3):256-260. DOI: 10.11943/j.issn.1006-9941.2016.03.008
摘要:采用水热法制备了四氧化三钴@碳化蝶翅(Co3O4@CW)纳米复合材料。利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、比表面及孔径分析仪表征了其结构和成分。采用同步热分析仪(DSC-TG)研究了该复合材料对高氯酸铵(AP)热分解的催化性能。结果表明,Co3O4@CW具有微孔-介孔-大孔的多级孔结构,Co3O4纳米粒子均匀紧密地负载于碳化蝶翅的骨架上,其中Co3O4的负载量约为72.0%。Co3O4@CW可显著降低AP的高温分解峰温度,当Co3O4@CW的添加量为3%时,AP的高温分解峰提前147 ℃,AP的热分解放热量从173.4 kJ·mol-1增加到369.3 kJ·mol-1,表现出了良好的催化性能。
吴飞 , 郭效德 , 焦宗平 , 李龙 , 林海勇 , 王志祥
2016, 24(3):261-268. DOI: 10.11943/j.issn.1006-9941.2016.03.009
摘要:为降低超细高氯酸铵(AP)的机械感度,以纳米石墨粉、普通石墨粉和炭黑为钝感改性剂,采用气流冲击粉碎法对超细AP进行表面改性,制备了超细AP/纳米石墨(AP-1)、超细AP/石墨(AP-2)、超细AP/炭黑(AP-3)复合粒子以及空白超细AP对比样(AP-C)。采用场发射扫描电子显微镜(SEM)、微米粒度仪、X射线粉末衍射仪(XRD)及傅里叶红外光谱仪(FTIR),表征了复合粒子的形貌和结构;用撞击感度仪和摩擦感度仪,测试对比了复合前后超细AP粒子的机械感度;采用差示扫描量热仪(DSC),测试了复合粒子的热分解性能。结果表明,相比于AP-C,AP-1、AP-2和AP-3的撞击感度分别降低了18.2%、21.2%和8.9%,AP-1、AP-2和AP-3的摩擦感度分别降低了12.5%、12.5%和8.3%,10 ℃·min-1的升温速率下,AP-1、AP-2和AP-3的高温分解峰分别提前了75.4,64.2 ℃和44.4 ℃。
2016, 24(3):269-273. DOI: 10.11943/j.issn.1006-9941.2016.03.010
摘要:用动态流变实验和扫描电子显微镜观察对比研究了1,5-二叠氮-3-硝基氮杂戊烷(DIANP)和硝化甘油(NG)溶塑硝化纤维素(NC)的速率和效果,用分子动力学模拟方法对DIANP、NG、NC的溶度参数和DIANP、NG在NC中的扩散系数进行了模拟计算,采用介观动力学模拟方法得到了NC/DIANP和NC/NG共混体系的介观形貌。结果表明,与NG相比,DIANP溶塑NC速率较快,二者在NC中的扩散系数分别为1.39×10-10 m2·s-1和2.24×10-10 m2·s-1。相对于NG,DIANP溶塑效果更好,两种共混体系的显微形貌特征与介观动力学模拟结果具有很高的一致性。溶度参数计算结果表明,DIANP的分子间作用力大小与NC较为相似,而NG溶度参数的范德华力和静电力分量所占的比例与NC接近。
2016, 24(3):274-278. DOI: 10.11943/j.issn.1006-9941.2016.03.011
摘要:以十氢十硼酸双四乙基铵为原料,经离子交换反应合成了十氢十硼酸,再与芳香性氮杂环化合物及乌洛托品反应,合成了六种新十氢十硼酸盐,双(3-氨基-1,2,4-三唑鎓)十氢十硼酸盐、双(4-氨基-1,2,4-三唑鎓)十氢十硼酸盐、双(1-H-1,2,3-三唑鎓)十氢十硼酸盐、双(苯并三氮唑鎓)十氢十硼酸盐、双(1-甲基-咪唑鎓)十氢十硼酸盐及双乌洛托品十氢十硼酸盐,收率均达到90%以上。通过IR、1H NMR、13C NMR及元素分析对产物结构进行了表征。采用DSC及TG研究了六种目标化合物的热性能。初步探讨了氮杂环阳离子对十氢十硼酸盐热稳定性的影响。结果表明,阳离子前体氮杂环化合物碱性较强、电子云密度较高有利于提高目标化合物的热分解温度。六种目标化合物的热分解温度分别为232.6,274.6,176.1,211.0,219.4,164.9 ℃。其中,双(4-氨基-1,2,4-三唑)十氢十硼酸盐的熔点为72.8 ℃,是一种热稳定性较好的含能离子液体。
李杰 , 朱朋 , 胡博 , 沈瑞琪 , 叶迎华 , 吴立志
2016, 24(3):279-283. DOI: 10.11943/j.issn.1006-9941.2016.03.012
摘要:依据肖特基势垒理论,设计并制备了Al/CuO肖特基结换能元芯片。用击穿电压仪研究了换能元芯片的电击穿性能,用电容放电的激发方式研究了芯片的电爆特性。结果表明,对前者,芯片存在发火阈值,具有整流特性,击穿电压与肖特基结的个数无关,击穿电压为8 V; 对后者,芯片也存在发火阈值,发火阈值与肖特基结数呈正相关,芯片还具有发火延迟特性。延迟时间的长短与肖特基结数也呈正相关。同时芯片还具有多次激发而连续发火的特性。显示Al/CuO肖特基结换能元芯片是一种具有非线性电爆换能特性的新型电爆换能元。
王凯 , 刘大斌 , 徐森 , 蔡高文 , 史良煜 , 卜令涛
2016, 24(3):284-288. DOI: 10.11943/j.issn.1006-9941.2016.03.013
摘要:利用动态差示扫描量热(DSC)实验初步研究了硝基胍的热分解特性,采用Kissinger和Ozawa法计算了其热分解活化能。运用中断回归实验研究了热履历对硝基胍热分解安全性的影响,并用等温DSC实验进行了验证。利用绝热量热仪(ARC)研究了硝基胍的绝热安全性,得到了其初始分解温度,温升速率。结果表明,硝基胍是熔融分解型含能材料,其热分解为自催化反应。热履历显著影响了硝基胍的热分解安全性,降低了其起始分解温度和峰温,使其在固态时就达到较高的热分解速率。在动态DSC实验中,其起始反应温度213.8~249.9 ℃,峰温215.0~255.2 ℃,表观活化能为111.6 kJ·mol-1和114.2 kJ·mol-1。在绝热实验中,其起始反应温度为170.6 ℃,最大温升速率为1.414 ℃·min-1。
2016, 24(3):289-294. DOI: 10.11943/j.issn.1006-9941.2016.03.014
摘要:采用循环伏安法研究了苯酚在Ti/IrO2-Ta2O5电极上的电化学反应行为,通过高效液相色谱(HPLC)、总有机碳(TOC)测定仪、化学需氧量(COD)消解装置研究了该电极降解苯酚的效能。结果表明:苯酚在Ti/IrO2-Ta2O5电极上的电化学反应主要发生在析氧反应区,而较高浓度苯酚可发生少量的不可逆的直接电化学氧化反应。在支持电解质浓度为5 g·L-1、苯酚初始浓度100 mg·L-1时,可获得较大的氧化峰电流和较高的电荷利用率。在苯酚初始浓度100 mg·L-1,电解质浓度5 g·L-1,反应时间120 min,电流40 mA的适宜操作条件下,苯酚、COD、TOC去除率和平均电流效率(ACE)可分别达82%、49%、39%和24.5%。
2016, 24(3):295-299. DOI: 10.11943/j.issn.1006-9941.2016.03.015
摘要:采用悬浮喷雾干燥法将偏氟乙烯和六氟丙烯共聚物(F2602)包覆于HMX颗粒表面,制备了HMX/F2602核壳复合微球。采用共混溶液喷雾干燥法制备了HMX/F2602复合微球。探讨了进口温度、进料速率和料液浓度等悬浮喷雾干燥工艺条件对HMX/F2602核壳复合微球粒度的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、激光粒度分析仪和撞击感度仪表征了两个样品的形貌、粒度和撞击感度。结果表明,悬浮喷雾干燥法的优化工艺条件为:入口温度85 ℃,进料速率3 mL·min-1,料液浓度2%。HMX/F2602复合微球有内部缺陷,中值粒径为4.75 μm。HMX/F2602核壳复合微球为实心球状,中值粒径1.23 μm。HMX/F2602复合微球和HMX/F2602核壳复合微球的撞击特性落高分别为31.23 cm和41.37 cm,显示HMX/F2602核壳复合微球有更好的性能。
刘杰 , 王延飞 , 王广军 , 张蓉 , 钟斌 , 赵锋 , 张旭
2016, 24(3):300-305. DOI: 10.11943/j.issn.1006-9941.2016.03.016
摘要:为了精确测量奥克托今(HMX)基高聚物粘结炸药(PBX)冲击起爆过程的Lagrange粒子速度随时间的变化, 采用与炸药阻抗匹配的铝基组合电磁粒子速度计实验技术, 测量了3.07, 4.14, 7.81, 8.12 GPa入射压力下某HMX基PBX炸药样品中的Lagrange粒子速度随时间的变化。结果表明:铝基组合电磁粒子速度计时间响应快, 感应单元冲击响应上升时间为20 ns。不同起爆压力下获得HMX基PBX炸药样品中1~8 mm深度处的Lagrange粒子速度随时间变化响应快、干扰小。
2016, 24(3):306-314. DOI: 10.11943/j.issn.1006-9941.2016.03.017
摘要:对近年来提高和改善TATB基高聚物粘结炸药(PBX)界面粘结的方法进行了综述,从TATB特殊的分子结构出发,讨论了粘结剂的选择以及界面之间相互作用的评估,从理论模拟的角度分析了氟聚合物与TATB间的相互作用。重点阐述了炸药表面改性、偶联剂对界面改善的影响。指出了重点发展的三个方向:粘结剂结构设计、偶联剂加入、新型包覆方法。
技术支持:北京勤云科技发展有限公司 ICP:蜀ICP备10207813号-5
今日访问量: 总访问量: