摘要:

摘要:混合炸药是含能材料在武器中实现毁伤作用的能量源。本文简要综述了近年来混合炸药设计的研究进展和发展趋势, 从新型高能炸药、含能粘结剂与增塑剂、高活性金属的应用三个方面阐述了混合炸药高能化设计的研究进展, 再从低感含能材料、高效降感技术和抗力热环境材料与微结构的应用三个方面介绍了混合炸药钝感化设计的研究进展。依据不同的功能化设计, 归纳了典型炸药配方组成、特点和应用情况, 提出了未来混合炸药将朝着高能量密度化、钝感化、环境适应性提升、绿色化、理论设计加强方向发展。

摘要:为了研究高速冲压推进动能弹在自点火过程中的工作特性, 数值模拟了基于聚乙烯为固体燃料的高速冲压推进动能弹自点火过程, 分析了自点火过程中的点火延迟时间, 喷管出口堵盖打开前燃烧室的流场变化规律, 以及堵盖打开火焰稳定后燃烧室流场变化规律和全弹性能。结果表明:高速冲压推进动能弹由于其初始的独特结构 (喷管出口堵塞), 点火延迟时间短, 自点火能够成功进行; 堵盖打开前, 燃烧室压力发生了剧烈的振荡, 并且燃烧室内化学反应增强了振荡效应; 堵盖打开并且燃烧室火焰稳定后, 高速冲压推进动能弹的额定推力为283 N, 净推力为83 N, 基于聚乙烯燃料的比冲为9129 m·s^-1。

摘要:为深入了解运输环境下火箭战斗部装药的结构可靠性, 利用频域方法对其随机振动特性及疲劳损伤情况进行了研究。建立了发射车简化动力学模型, 由传递函数及路面载荷求得装药基础激励功率谱; 根据装药有限元模型, 利用模态叠加法求出了结构随机振动响应, 并通过Steinberg 3-σ法则估算疲劳损伤量。计算结果表明:运输过程中装药会发生随机振动, 结构内部会产生动应力, 危险点位于顶部圆孔内侧, 应力峰值为4.86 MPa。当加载时间达到250 h时累积损伤量为1.12, 表明装药已经发生结构破坏。路面激励会引发装药疲劳损伤, 影响其结构可靠性。

摘要:为研究带电粒子 (H₃O⁺, OH^-, NO₂⁺ and NO⁺) 对1, 1-二氨基-2, 2-二硝基乙烯 (FOX-7) 裂解通道的影响, 采用密度泛函理论的B3LYP、B3PW91和PBE0泛函理论在6-31++G (d, p) 基组下优化出了H₃O⁺、OH^-、NO₂⁺和NO⁺分别与FOX-7的复合体, 从成键方式和静电势变化的角度分析了复合方式。在相同水平下, 计算了各复合体不同裂解通道的活化能, 并基于键长、键级、成键方式等电子结构参数的变化分析了活化能变化的本质。结果表明, 在B3LYP/6-31++G (d, p) 水平上, OH^-使两种构型C—NH₂键的离解能分别下降了260.7 kJ·mol^-1和74.3 kJ·mol^-1, H₃O⁺、NO₂⁺和NO⁺使C—NO₂键的离解能下降44~260 kJ·mol^-1, 带电粒子使大部分复合体C—C键的离解能提高, 但对硝基异构的活化能影响甚微, 由过渡态分析可知, 这源于硝基异构的过渡态具有的极其相似的几何构型。四种带电粒子都扰乱了单分子FOX-7相对稳定的结构, 降低了FOX-7后续裂解的能垒, 影响了FOX-7裂解中后期自加速反应的进程。

摘要:为了筛选与3, 3-二叠氮甲基氧丁环与四氢呋喃共聚物 (PBT) 粘合剂相容且与PBT混合物有低玻璃化转变温度的含能增塑剂, 用分子动力学 (MD) 方法, 模拟研究了PBT粘合剂与三缩三乙二醇二硝酸 (TEGDN)、1, 3-二叠氮基-2-乙基-2-硝基丙烷 (DAENP)、丁基硝氧乙基硝胺 (Bu-NENA)、1-烯丙基-3(5), 4-二硝基吡唑 (ADNP)、双2, 2-二硝基丙醇缩甲醛/双2, 2-二硝基丙醇缩乙醛混合物 (BDNPF/A, 或A3, 两者质量比为1:1) 5种含能增塑剂之间的相容性、PBT/增塑剂共混物的玻璃化转变温度。分析了PBT粘合剂与含能增塑剂相互作用的原因。结果表明, 含能增塑剂优劣次序为Bu-NENA>DAENP>A3>TEGDN>ADNP, TEGDN、ADNP与PBT不相容; PBT/含能增塑剂的玻璃化转变温度顺序为PBT/Bu-NENA < PBT/TEGDN < PBT/DAENP < PBT/ADNP < PBT/A3。与现用的PBT增塑剂A3相比, Bu-NENA、DAENP与PBT相容性更好, 且PBT/Bu-NENA和PBT/DAENP混合体系的玻璃化转变温度更低。

摘要:为了研究横切棒状和包覆粒状发射药混合装药的定容燃烧性能, 制备了9/19的横切棒状药和含有TiO₂的高分子阻燃太根7/19包覆粒状发射药，对不同混合配比的横切棒状药和包覆粒状发射药进行了密闭爆发器试验，测定了发射药在不同装填密度下的定容燃烧性能，研究了混合比对混合装药定容燃烧性能的影响规律，分析了横切棒状药和包覆粒状发射药共同燃烧相互作用。结果表明:装填密度对发射药混合装药定容燃烧性能产生影响，随着装填密度增加，侵蚀燃烧降低，燃烧渐增性增加。混合比例对混合装药燃烧渐增性产生影响，在装填密度为0.20 g·cm^-3和0.32 g·cm^-3条件下，横切棒状和包覆粒状发射药获得较佳燃烧渐增性的混合比例分别为4:6和3:7。横切棒状药和包覆粒状发射药混合装药燃烧的相互影响主要表现在燃烧前期, 横切棒状药改善了包覆粒状发射药的点火; 燃烧中后期，横切棒状药和包覆粒状发射药燃烧趋于独立。

摘要:3, 4-二硝基吡唑 (DNP) 替代TNT作为新型熔铸炸药载体的可行性, 采用光学显微镜、傅里叶红外变换光谱仪、紫外可见分光光度计及DTA/TG热分析仪器对其结构进行了表征, 利用氧弹量热仪、电测法分别测试了DNP爆热、爆速, 并应用VLW程序计算了TNT/CL-20, DNP/CL-20混合炸药的爆轰参数。结果表明, DNP热分解过程主要分为吡唑环断裂和硝基脱环、自催化加速反应两个阶段, 热分解表观活化能为131 kJ·mol^-1; DNP爆热、爆速分别为4326 kJ·Kg^-1、7633 m·s^-1, 计算得出DNP/CL-20混合炸药爆轰性能明显优于TNT/CL-20混合炸药, 当DNP/CL-20=2:3(质量比) 时, 计算爆压为39.4 GPa, 爆速为8961 m·s^-1。

摘要:针对聚缩水甘油醚硝酸酯 (PGN) 与异氰酸酯固化反应易受环境水分影响、固化稳定性较差等问题, 合成了端环氧基聚缩水甘油醚硝酸酯 (e-PGN)。采用红外 (IR)、核磁 (NMR) 和凝胶渗透色谱 (GPC) 进行了结构表征。测试了改性前后聚合物的主要物化性能。e-PGN的玻璃化转变温度、粘度、密度、热分解温度等主要物性与PGN的主要物性相近。研究了e-PGN与几种环氧固化剂[咪唑 (IMD)、邻苯二甲酸酐 (PA)、N-乙基乙二胺 (NEED)、异佛尔酮二胺 (IPDA) 等]的固化反应。结果表明, e-PGN可与IMD、PA、NEED、IPDA等在60 ℃/70 ℃下反应固化, 其中以PA为固化剂时, 固化物力学性能最好, 拉伸强度为0.912 MPa, 断裂伸长率为354%;室温贮存8个月的固化试样其力学性能基本不变。

摘要:为了提高硝基胍 (NQ) 的堆积密度和流散性, 以N-甲基吡咯烷酮作为NQ的溶剂, 无水乙醇作为非溶剂, 六水硝酸镍作为晶型控制剂, 采用喷雾结晶法制备了球形硝基胍晶体。单因素法确定制备高堆积密度球形NQ的最优工艺条件为:室温, 溶剂与非溶剂体积比为1:10, 晶型控制剂质量分数为0.5%, 喷雾压力为0.6 MPa, 超声频率为40 Hz, 搅拌速度为450 r·min^-1, 喷雾完毕继续超声震荡搅拌20 min。用标准容器法、扫描电子显微镜 (SEM)、差热扫描量热法 (DSC) 和X-射线衍射仪 (XRD) 对最优球形NQ进行分析。结果表明:制备的NQ呈球形, 堆积密度为1.232 g·cm^-3, 较原料NQ提高0.943 g·cm^-3, DSC测得分解温度为258.71 ℃, 较原料NQ提高8.03 ℃。

摘要:为降低α-AlH₃静电感度, 选用硬脂酸 (SA) 作为包覆材料, 采用溶剂-非溶剂法对α-AlH₃进行表面包覆。通过傅里叶变换红外光谱 (FT-IR)、X射线衍射仪 (XRD)、X光电子能谱 (XPS)、元素分析和扫描电子显微镜 (SEM) 对包覆前后α-AlH₃的结构和形貌进行表征。按GJB5891.27-2006采用静电火花感度仪JGY-50Ⅲ对包覆前后样品的静电感度进行测试。结果表明:硬脂酸在α-AlH₃表面形成均匀完整包覆层, 包覆后的α-AlH₃样品晶体结构和形貌均未发生变化, E₅₀由未包覆前的367 mJ降低至测试上限5390 mJ时未见发火, 包覆使其静电感度降低。

摘要:为了研究起爆方式对棱柱形定向战斗部破片飞散规律的影响, 采用LS-DYNA软件模拟研究了六棱柱定向战斗部分别用面偏心一线、面偏心两线、面偏心三线、棱偏心一线及棱偏心两线起爆时的破片飞散速度、破片方向角, 结果表明, 偏心起爆可以明显提高定向区域内的破片飞散速度, 且破片束基本分布在25°左右的径向范围内, 棱偏心两线同步起爆时, 对目标方位破片最大飞散速度增益可达29.73%, 采用棱偏心两线序贯延时起爆可使轴向方向角改变量达6.77°。

摘要:为了得到单质炸药在等离子体作用下的起爆响应规律, 以镍-铬 (Ni-Cr) 丝和钨丝电爆炸作为等离子体产生源, 进行了单质炸药的等离子体起爆实验, 采用示波器测定等离子体的电压和电流, 以见证板判定炸药是否爆轰。结果表明, Ni-Cr丝等离子体对奥克托今 (HMX) 的起爆能力强于钨丝等离子体。选用粒度21 μm和140 μm, 装药密度相差10%的HMX起爆, 粒度较小和装药密度较小时, HMX的等离子体起爆响应更剧烈。单质炸药奥克托今 (HMX), 2, 6-二氨基-3, 5-二硝基吡嗪-1-氧化物 (LLM-105), 1, 1-二氨基-2, 2-二硝基乙烯 (FOX-7), N-脒基脲二硝酰胺盐 (FOX-12), 三氨基三硝基苯 (TATB) 可被等离子体起爆。2, 4-二硝基苯甲醚 (DNAN) 由电爆炸产生的热作用引燃。炸药的Ni-Cr丝等离子体感度顺序为: HMX>LLM-105≈FOX-7>FOX-12>TATB。推断等离子体起爆炸药的机理为混合起爆。提出了基于等离子体的颗粒燃烧模型。

摘要:卤代金刚烷衍生物作为重要的有机中间体, 在医药、高分子、含能材料等领域中有着广泛的应用。综述了卤代金刚烷衍生物的合成方法及应用前景, 主要包括1-氟金刚烷、1, 3, 5, 7-四氟金刚烷、1-氯金刚烷、1, 3, 5, 7-四氯金刚烷、3-氯金刚烷甲酸、3, 5-二氯金刚烷甲酸、八氯代金刚烷甲酸、1-溴金刚烷、1, 3-二溴金刚烷、1, 3, 5, 7-四溴金刚烷、1-碘金刚烷、1, 3, 5, 7-四碘金刚烷等。认为多卤代金刚烷衍生物的分离提纯工艺、金刚烷结构上引入8个以上卤原子的工艺路线及寻找卤代金刚烷衍生物合成中需要的绿色试剂和催化剂等是今后的研究重点。

摘要:采用溶液共结晶法制得2, 4, 6-三硝基甲苯/2, 4, 6-三硝基氯苯 (TNT/TNCB) 共晶炸药, 采用X射线单晶衍射表征了其结构, 该晶体属于单斜晶系, P2₁/c空间群, 晶胞参数: a=2.1148(5) nm, b=0.60974(14) nm, c=1.4968(4) nm, α=90°, β=110.374(4)°, γ=90°, V=1.8093(7) nm³, Z=4。采用差示扫描量热法分析了共晶炸药的热性能, 并测定了其撞击感度, 结果表明, 该共晶炸药熔点为72.7 ℃, H₅₀=92.9 cm, 均低于TNT与TNCB。运用密度泛函理论方法及Kamlet-Jacobs方程计算得到TNT/TNCB共晶炸药的爆速为7508 m/s, 爆压为24.52 GPa。

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