摘要:

摘要:Al-5Li合金是一种理想的合金燃料，具有放热量高、燃烧时会产生微爆的特点，替代铝粉可显著提高推进剂的燃烧效率。然而Al-5Li合金粉体具有较高的反应活性，易与推进剂组分反应，致使推进剂内存在气孔裂纹等结构缺陷，无法直接应用于推进剂中。为了提高Al-5Li合金的稳定性及相容性，采用7%长链烷酸（PA）对Al-5Li合金粉末进行表面包覆，得到了具有高稳定性、高相容性的Al-5Li@7PA样品，表面致密无裂纹，PA分子通过化学键作用附着在合金表面，包覆后样品可稳定存在于70 ℃热水中30 min。与Al-5Li相比，包覆后样品的燃烧热提升了4.55%；相容性和装药性方面，Al-5Li@7PA样品与HTPB（端羟基聚丁二烯）的相容性等级由5级提升至1级，药柱内无任何气孔裂纹等缺陷，表明包覆后的Al-5Li合金满足了推进剂装药需求。推进剂燃烧性能测试表明，与Q3 Al粉相比，Al-5Li@7PA推进剂的燃速和燃温分别提升了10.28%和45.41%，燃烧产物残渣粒径更小。

摘要:为了提高铝粉燃烧效率，利用球磨法分别制备了质量含量为3%，5%，10%，15%的Al-LiH复合燃料。通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、粒度仪对样品结构、形貌和粒径进行表征；采用差热-热重量热仪对其热氧化性能进行表征，最后采用CO₂激光点火装置、高速摄像机及氧弹量热仪对其燃烧性能进行考察。结果表明：通过球磨法可以将LiH嵌入Al粉内部，LiH含量是影响其微观形貌及粒径、粒径分布的关键因素，LiH的加入使得燃料质量热值增加，同时随着LiH含量的增加Al-LiH复合燃料燃烧火焰强度增强，点火延迟时间大幅降低。其中由于Al-LiH复合燃料在高温下发生了微爆现象，Al-3LiH和Al-10LiH复合燃料在一次氧化后分别实现第二次氧化。

摘要:为阐明Al-W合金燃料氧化性能的提升机理，结合铝热还原与超高温气雾化法制备Al-20W与Al-30W合金燃料，并通过热重/差热热分析、X射线衍射仪、扫描电子显微镜/能量色散谱仪对其氧化过程进行研究。结果表明，Al-20W与Al-30W合金燃料均含有亚稳态Al/W合金相，随温度升高Al/W合金相的种类与形态发生转变。2种合金燃料具有优于单质Al燃料的氧化性能，分别在1300 ℃与1500 ℃完全氧化，氧化产物WO₃全部挥发。W的存在提升了Al-W合金燃料的氧化性能，机理为WO₃的挥发提供O₂扩散进入颗粒内部的通道；WO₃作为“氧运输船”向单质Al传输O，促进单质Al的氧化；WO₃发生进一步的化学反应，最终以气态形式挥发，促进含W相的氧化。

摘要:为了提高1，1-二氨基-2，2-二硝基乙烯（FOX-7）的热分解特性，在较低分解活化能下实现能量的快速释放，采用溶剂-反溶剂的方法制备了掺杂改性的FOX-7/MoS₂含能复合材料。采用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线粉末衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、热重-差示扫描量热仪（TG-DSC）等分析测试手段对复合材料的形貌结构、物相组成、热分解特性、分解活化能进行了表征和测试。结果表明，掺杂改性的FOX-7/MoS₂含能复合材料既可以提高低温阶段的分解温度，又可以催化高温下的分解放热。其中，与原料相比，FOX-7/MoS₂-5%的低温阶段的分解温度和分解活化能分别提高了6.8 ℃和78.6 kJ·mol^-1；高温阶段的分解温度和分解活化能分别降低了23.4 ℃和340.4 kJ·mol^-1。热重-质谱结果表明，高温阶段FOX-7/MoS₂-5%产物中CO₂的比例从7.3%增加到16.8%，表明MoS₂的掺杂改性又促进了高温阶段的分解，使分解更加完全和充分。

摘要:同分异构现象在含能化合物中普遍存在，同分异构体在能量和安全性能上可存在差异，研究其机制有助于深化含能化合物结构-性能关系。本研究基于电荷自洽的密度泛函紧束缚方法探究了2，6-二氨基-3，5-二硝基-1-氧化吡嗪（LLM-105）、3，5-二氨基-4，6-二硝基-1-氧化哒嗪和1，4-二硝基呋咱并［3，4-b］哌嗪（DNFP）3种同分异构体含能化合物在程序升温和恒温加热条件下的热分解机理。结果表明，LLM-105晶体中存在较强的氢键网络，在分解初期能够发生占比达68.75%的分子间氢转移反应，对其高热稳定性起到了重要作用；3，5-二氨基-4，6-二硝基-1-氧化哒嗪的骨架结构在加热下容易通过N─N键断裂发生开环，其热稳定性比LLM-105更低；DNFP发生硝基断裂的键解离能为172.3 kJ·mol^-1，显著低于其它两种同分异构体，同时其并环骨架也容易通过C─C键和N─O键断裂发生开环，其热稳定性最低。可见，分子最弱键的解离能、环骨架结构的稳定性、晶体的氢键网络都是决定含能化合物热稳定性的重要结构因素。

摘要:共晶技术是降低六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）感度的有效方法之一，研究冲击作用下CL-20共晶的化学反应，有助于理解CL-20共晶的冲击反应机制，对炸药安全评价分析具有重要意义。本研究采用ReaxFF-lg反应力场的分子动力学方法，同时结合非平衡加载方法，对CL-20/2，5-二硝基甲苯（DNT）、CL-20/1，3-二硝基苯（DNB）和CL-20/1-甲基-3，5-二硝基-1，2，4-三唑（MDNT）三种共晶在2~5 km·s^-1冲击速度下的冲击压缩过程进行了分子动力学模拟，获得了含能共晶在冲击作用后的热力学演化特征、初始化学反应路径和产物信息，并与CL-20的情况进行了对比分析。研究发现：CL-20/DNT、CL-20/DNB和CL-20/MDNT 3种共晶都有一定程度的降低冲击感度作用，3种共晶的冲击感度顺序依次为CL-20/MDNT＞CL-20/DNB＞CL-20/DNT。3种共晶的分解反应均是从CL-20分解开始，且CL-20的分解速度比DNT、DNB和MDNT快。在2 km·s^-1冲击速度下，CL-20共晶首先发生聚合反应，CL-20与共晶配体分子间的聚合反应早于CL-20分子间的聚合，且反应频次远高于CL-20分子之间聚合。在3 km·s^-1的冲击条件下，CL-20首先发生了N—N以及C—N键断裂，笼型结构被破坏，同时生成NO₂，CL-20初步断键后的结构及产物NO₂会进一步与共晶配体分子DNT、DNB、MDNT结合，降低CL-20反应中间产物的浓度，达到降感作用。在4，5 km·s^-1冲击条件下，CL-20中的环状骨架结构会直接遭到破坏，发生C—N键断裂，产生小分子碎片，直接生成N₂，同时有NO₂、H₂、CO₂、H₂O等产物生成。

摘要:动载荷下炸药晶体缺陷与热点形成的关联是当前含能材料领域的研究热点之一，理解热点形成机制及其对炸药起爆和感度的影响对于炸药安全性评估和研制安全弹药至关重要。本研究采用ReaxFF反应力场和分子动力学方法，对含圆柱形孔洞的炸药单晶奥克托金（HMX）在冲击载荷下的动态响应进行了研究，并探究了孔洞尺寸和双孔洞的影响。结果表明，冲击载荷下孔洞的塌缩过程分为3个阶段，即孔洞上游的塑性变形、上游原子向孔洞中心和下游运动形成流动原子、流动原子与下游碰撞。热点形成的主要机制是流动原子与下游碰撞使得动能转换为热能导致温度快速升高。热点的高温诱发了局部化学反应，HMX分子中N─NO₂键断裂生成NO₂是主要的初始反应机制。圆柱形孔洞的塌缩过程和热点形成机制与球形孔洞是相似的，但圆柱形孔洞的汇聚效应更弱、形成的流动原子速度更低，导致热点温度显著降低、化学反应更弱。此外，圆柱形孔洞在塌缩过程中在其周围形成了剪切带，这在球形孔洞中没有出现。随着孔洞尺寸的增大，流动原子的速度提高、剪切带变宽、热点温度升高且面积增大，进而引发了更剧烈的化学反应。对于沿冲击方向排布相距一个孔洞半径的双孔洞，孔洞塌缩过程与单孔洞是类似的，但由于冲击波在传过上游孔洞后压力有所降低，导致下游孔洞在塌缩过程中形成的流动原子速度更小、热点温度更低。本研究有助于深入理解晶体缺陷对炸药热点形成与起爆机理的作用，为宏观理论建模提供物理机制与规律认识。

摘要:为探索电火工品电磁场安全阈值，为电火工品电磁兼容和电磁环境效应研究提供敏感度评价基准，以电火工品电磁-热耦合模型为基础，采用白光干涉法测试了14号电火工品电磁场响应特征，研究了电火工品电磁场耦合、自身敏感性以及电磁响应三者之间的效应关系，形成了电火工品电磁场安全阈值的试验方法和计算方法，获得了10 kHz~18 GHz频率范围内14号电火工品电磁场安全阈值。结果表明14号电火工品的敏感频率范围为40 MHz~1 GHz。

摘要:复杂场景下火工品微安保机构需具有可恢复与抗过载特性，为此，研究设计了基于激光加工的金属材质电热驱动微安保机构，采用有限元模拟分析了镍基微电热执行器动作特性，通过调整双热臂U型电热执行器热臂和冷臂的长度、宽度以及各臂之间的间隙，探究它们对输出位移的影响；通过正交实验得到优化的超快激光加工工艺参数分别为频率100 kHz、能量113 μJ、切割速度100 mm·s^-1，实现了镍基电热微安保机构的超快脉冲激光精确制造；最后，搭建了安保机构性能验证平台，验证了该机构在不同电流激励下的驱动位移与隔爆性能。结果表明，在8 A激励电流下，加工的镍基微安保机构驱动位移可达1084 µm，所组装的火工品微安保机构在传爆序列中能够有效隔爆。

摘要:为研究舱体边界约束及分离面宽度对铅切割索分离性能的影响，采用数值模拟的方法，对铅切割索爆炸后射流分离靶板的影响因素进行分析，得到了自由边界约束、固定边界约束和分离面削弱槽宽度对铅切割索分离性能的影响规律。结果表明，铅切割索分离铸铝等脆性材料是切割索射流侵彻和高压爆轰产物共同作用结果，边界约束对射流侵彻的影响较小，固定边界约束和自由边界约束对相同切割索射流侵彻深度的偏差小于5%；不同的边界约束对靶板的崩裂过程影响较大，固定边界约束会在切割索分离时限制材料的形变位移，进而限制高压爆轰产物对铸铝等脆性材料的崩裂作用，导致后续分离难度加大。增加分离界面削弱槽宽度，可有效降低分离装置边界约束对切割索分离性能的影响，提高切割索的分离可靠性，当削弱槽宽度≥12 mm时，2.7 g·m^-1铅切割索能够可靠分离4.5 mm厚的ZL114A材料。

摘要:综述了爆炸网络多点起爆技术和直列式多点起爆技术的发展，介绍了爆炸网络多点起爆技术的多点同步爆炸网络和多点逻辑爆炸网络的应用现状，分析了两者的优势及不足；对比了直列式多点起爆技术的国内外研究现状，讨论了多点起爆点数、起爆方位参数对多点起爆系统性能的影响，指出了多点起爆技术未来研究方向：多点起爆精确控制方法研究，多点起爆装置模块化与集成化研究，低成本多点起爆技术研究，复杂环境下多点起爆系统安全性与可靠性研究。