CHINESE JOURNAL OF ENERGETIC MATERIALS
+高级检索

安全毁伤

    全 选
    显示方式: |
    • 侧向环形切缝装药爆破效应及其在硬岩掏槽中的应用

      2023, 31(12):1245-1254. DOI: 10.11943/CJEM2023208

      摘要 (302) HTML (164) PDF 2.49 M (1533) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对硬岩巷道掏槽效果差的问题,提出了侧向环形切缝装药以提高槽腔内侧的破岩能力,理论分析了该装药的爆破效应,通过模型实验讨论了该装药爆破以后爆炸应变和爆生裂隙的分布特征,并开展现场试验探究了该装药的应用效果。结果显示:侧向环形切缝装药在切缝位置会形成聚能效应,促使切缝位置处岩体承受更强爆炸载荷,从而具有更强的裂隙扩展能力。侧向环形切缝管的存在会降低非切缝方向爆炸应变和提高切缝方向爆炸应变,应变分布特征证明了侧向环形切缝装药在切缝方向的聚能现象;并且通过观测宏观裂隙扩展情况,侧向环形切缝装药在切缝方向的裂隙扩展能力得到了明显提高。与常规柱状装药掏槽爆破技术相比,在硬岩巷道采用侧向环形切缝装药掏槽爆破技术可以提高掘进效率和减少掘进成本,结果验证了侧向环形切缝装药在硬岩巷道掏槽爆破中具有良好适用性。

    • 纳米B/NC/F2602双层含能纤维的制备及其性能

      2023, 31(12):1214-1223. DOI: 10.11943/CJEM2023143

      摘要 (190) HTML (70) PDF 3.58 M (1145) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了改善纳米硼粉的分散性,提高纳米硼粉的能量输出,利用同轴静电纺丝法制备了n-B/NC/F2602核壳纳米纤维;利用扫描电子显微镜(SEM)对不同芯层溶液质量分数、壳层溶液质量分数、工作电压、针头到收集器之间的距离、注射速率制备的样品进行形貌分析,探索了最佳制备条件。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、红外光谱仪(IR)对最佳制备条件制得的样品进行了形貌分析;利用燃烧性能测试、热力学模拟、DSC-TG对其进行了性能分析。研究结果表明:最佳制备条件为芯层溶液质量分数15%、壳层溶液质量分数15%、工作电压16 kV、针头到收集器之间的距离12 cm、芯层流速3.6 mL·h-1、壳层流速6 mL·h-1;所得纺丝产物平均直径为1.32 μm;燃烧性能测试测得最高燃烧压力峰为0.51 MPa,平均升压速率0.61 MPa·s-1,表现出优异的燃烧性能;热力学模拟显示产物平均分子量为29 g·mol-1,燃烧较充分;DSC-TG显示硼在n-B/NC/F2602增重比原硼粉多43.43%,硼在n-B/NC/F2602中的放热峰温比原硼粉降低了41 ℃,同轴静电纺丝法可更好地优化纤维的纳米结构。

    • 造型颗粒统计特征参量CT量化表征方法

      2023, 31(12):1262-1268. DOI: 10.11943/CJEM2023142

      摘要 (195) HTML (127) PDF 1.25 M (1362) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了量化表征造型颗粒结构统计特征参量,基于显微CT、图像处理与统计分析技术开展了造型颗粒统计特征参量表征方法研究,利用该方法对TATB基造型颗粒统计特征参量进行表征并用筛网筛分实验对表征结果进行了验证,对表征结果的稳定性和重复性进行了评估。结果表明,该方法可实现对造型颗粒粒径、形貌、孔隙、密度、堆积特性的量化表征,TATB基造型颗粒的粒径与球形度分别近似服从指数高斯和韦伯分布,本征密度1.35 g·cm-3,可见孔隙率2.3%(空间分辨率14.3 μm),体积分数0.69。评估实验表明该方法具有较好准确性,表征结果具有较好的稳定性和重复性,粒径表征结果与筛网筛分结果相符,主要统计特征参量在不同时间段的测量结果相对偏差小于1%,形貌和孔隙特性表征结果受样品堆积状态影响相对较大。

    • 基于析因设计的PTFE/Al/SiC力学响应多因素分析

      2023, 31(12):1224-1234. DOI: 10.11943/CJEM2023147

      摘要 (246) HTML (75) PDF 3.33 M (1236) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究SiC质量分数、SiC粒径和Al粒径及其交互作用对PTFE/Al/SiC(PAS)反应材料力学性能的影响,通过23析因准则设计并制备了8种不同配比的PTFE/Al/SiC反应材料,并进行了准静态压缩实验和分离式霍普金森压杆实验。通过t值排序法筛选显著因子,并分析显著因子贡献率及扰动趋势。通过响应面法分析显著的交互作用。结果显示,较高的SiC质量分数对PTFE/Al/SiC材料的力学性能具有积极影响。在应变率突变的情况下,SiC粒径对材料力学响应产生了相反的扰动趋势。Al颗粒对于PAS材料系统的力学响应作用有限。强烈的因子交互作用不容忽视。在低应变率加载下,SiC质量分数/SiC粒径交互作用显著,当SiC质量分数高且粒径较小时,可以双重优化颗粒分散状态和界面结合强度,从而提高材料的力学响应。在高应变率加载下,较高SiC质量分数的PAS材料动态力学响应较高,且SiC粒径/Al粒径交互作用显著。当SiC与Al颗粒的粒径尺寸接近时,材料的动态响应值能够得到有效提高。

    • 三种典型含能材料热分解特性调控研究进展

      2023, 31(11):1173-1196. DOI: 10.11943/CJEM2022250

      摘要 (438) HTML (195) PDF 1.50 M (1844) 评论 (0) 收藏

      摘要:含能材料在国防以及民用等领域均有重要的战略价值。其中,热分解特性是直接关系到含能材料能否有效应用的最主要特征之一,明确含能材料的热分解行为及机理对进一步提高其热分解效率或抑制其不稳定分解至关重要。以3种典型含能材料:环四亚甲基四硝胺(HMX)、六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)和3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)为研究对象,从关乎热分解特性的基础物化性质展开介绍,总结其相关热分解行为及机理,重点论述了影响其热分解特性的材料结构特征和添加剂类型。发现硝基脱除是热分解发生的关键步骤,而富含活性中心的金属元素材料和富含活泼基团的有机类材料易与硝基作用,能加快热分解过程。无机非金属材料则因其具有较大的比表面积和优异的气体扩散能力也可起到促进分解的作用。以共晶、包覆、加入钝感剂为主的3种方法被广泛用于提高这3种含能材料的热稳定性能。在热分解机理研究基础上,开展热分解促进剂和抑制剂的设计研发,这将有效推动含能材料热应用的创新发展,成为未来含能材料热分解特性的研究重点。

    • 纳秒脉冲激光辐射黑火药的光声信号快速检测方法及分析

      2023, 31(11):1141-1149. DOI: 10.11943/CJEM2022167

      摘要 (242) HTML (118) PDF 997.73 K (1274) 评论 (0) 收藏

      摘要:为深入了解激光与黑火药的相互作用机理,研究采用基于Michelson干涉的相位调制超快光声探测方法,对纳秒脉冲激光作用于硝酸钾、硫磺、石墨以及黑火药表面激发的光声信号进行了检测,分析讨论了光声信号中的物理和化学反应过程信息,建立了光致黑火药反应的速率模型。结果表明:在纳秒激光辐照下,黑火药未发生显著的热化学反应,但是存在其他形式的反应,并且该反应增强了光声信号;黑火药的光声信号强度与激光脉冲能量呈近似线性关系;黑火药的反应速率与激光脉冲能量呈近似正相关,在激光脉冲能量较强时呈下降趋势,当激光脉冲能量为10 mJ左右反应速率达到最大值为20 mmol·s-1

    • 安全弹药的发展思路与技术途径

      2023, 31(10):1079-1087. DOI: 10.11943/CJEM2023165

      摘要 (857) HTML (266) PDF 1.02 M (3649) 评论 (0) 收藏

      摘要:武器弹药的安全问题十分重要,关乎装备的生存力和战斗力。弹药面对的复杂恶劣环境,对弹药安全性提出更高要求,发展安全弹药是必由之路。弹药安全性主要取决于固有安全性和安全性增强技术。不敏感炸药是提高弹药固有安全性的关键途径,装药和结构增强与防护是提高弹药安全性的重要手段。为满足弹药高毁伤威力和安全性要求,需要从炸药的分子、晶体、混合体系等多尺度结构上平衡协调炸药高能量与不敏感之间的突出矛盾;装药结构、弹体弱链结构和防护增强等安全性增强技术可有效控制弹药装药意外点火和反应烈度及其演化,进一步提高弹药在异常环境及事故条件下的安全性。为此,提出了安全弹药系统设计思路与技术方法:加强不敏感炸药多尺度材料设计与性能调控基础,补齐装药结构与防护增强及装药异外点火反应控制短板,探索发展材料—结构—功能一体化设计。

    • 药型罩形位偏差对聚能装药射流成型及其破甲过程影响

      2023, 31(10):1049-1058. DOI: 10.11943/CJEM2022292

      摘要 (218) HTML (111) PDF 2.58 M (1809) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究药型罩形位偏差对聚能装药射流成型及其破甲过程影响,采用经脉冲X光摄影试验和侵彻深度试验验证的数值模型,探究了药型罩偏移量在0~0.05Dk范围内时罩表面压力分布情况、射流成型参数及侵彻深度的演化规律,获得满足良好射流性能的药型罩偏移量允许范围,并揭示了药型罩偏移与偏斜耦合情形下射流形态及横向速度的变化规律。结果表明:药型罩偏移影响了t=10 μs和t=12 μs时刻(压垮过程中期和中后期)罩表面压力的旋转对称分布,而t=4 μs和t=14 μs(压垮过程早期和后期)几乎不受影响;药型罩偏移量为0.0125Dk时,射流保持着良好的准直性和连续性,侵彻深度较轴对称情况下降了6.6%;当药型罩偏移量超过0.0125Dk后,射流形态呈弓形状,弯曲严重时将会发生断裂,且侵彻深度下降百分比均超过10%;当药型罩偏斜角为-0.015α,偏移量由0向-0.0125Dk变化时,射流弯曲方向发生改变,弯曲程度呈先减后增的趋势变化。

    • 热刺激约束DNAN基不敏感熔铸炸药装药点火后反应演化调控模型

      2023, 31(10):1004-1012. DOI: 10.11943/CJEM2023160

      摘要 (307) HTML (193) PDF 1.63 M (2176) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对热刺激下熔铸炸药点火时基体炸药已处于熔融液化状态,反应产生的高温气体以气泡云形式在液态炸药中扩展和反应的物理特性,考虑燃烧气泡云尺度分布和激活发展机制,建立了熔铸炸药点火后燃烧气泡云反应演化调控模型,可较好地反映炸药本征燃烧速率、壳体约束强度、装药结构尺寸、预留空气隙体积、泄压孔面积等对装药反应演化过程和终态反应度的影响规律,并通过与实验结果对比验证了模型的适应性。结果表明:随着壳体约束强度和装药尺寸增加,装药自增强燃烧速度增长越快,装药反应烈度增大;通过泄压孔结构冲开阈值和泄压孔面积的匹配设计,实现装药反应烈度控制,在本研究装药条件下,泄压孔面积占壳体总面积达8.6‰时可控制装药反应烈度为燃烧,为装药热安全性设计和烈度评估提供理论依据。

    • 温湿双因素加载下超细LLM-105固相熟化行为

      2023, 31(10):994-1003. DOI: 10.11943/CJEM2023086

      摘要 (219) HTML (104) PDF 2.49 M (1909) 评论 (0) 收藏

      摘要:超细2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物(LLM-105)具有安全性好、冲击起爆阈值低等特点,在起爆传爆序列方面具有广阔应用前景。固相熟化是超细LLM-105贮存使役过程中的主要老化行为,会导致粒径长大、性能劣化。温度、湿度是影响固相熟化的重要环境因素,但影响机制尚不清晰。为此,研究采用原位小角X射线散射(SAXS)、扫描电子显微镜(SEM)和原位原子力显微镜(AFM)等方法,捕捉不同温湿度环境下超细LLM-105颗粒结构演化行为,分析其固相熟化机制。结果表明:超细LLM-105在120 ℃下老化30 d后发生了明显的固相熟化,比表面积(SSA)下降了41.6%,熟化机制以奥斯特瓦尔德熟化(Ostwald Ripening,OR)为主导,伴随斯莫鲁霍夫斯基熟化(Smoluchowski Ripening,SR)。湿度通过促进OR显著加速超细LLM-105固相熟化,在60 ℃、90%相对湿度下老化30 d,SSA下降35.8%。

    • 初始自由空腔体积对PBX-3炸药慢烤反应烈度的影响

      2023, 31(10):1035-1040. DOI: 10.11943/CJEM2023007

      摘要 (243) HTML (149) PDF 2.51 M (2207) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了认识初始自由空腔对约束奥克托今(HMX)基PBX-3炸药慢烤反应烈度的影响,以圣地亚热点火(SITI)实验装置为参考,设计了初始自由空腔体积率分别为1.0%和7.4%的弱约束慢烤实验装置。在相同的温升速率下开展了约束HMX基PBX-3炸药慢烤实验,通过小尺寸K型热电偶测量炸药中心平面不同位置以及壳体表面的温度变化历程,采用耐高温光子多普勒测速探头测量炸药热爆炸后壳体的运动速度,并在慢烤箱中回收实验装置残骸。结果表明:在相同的壳体约束强度和加温条件下,2种不同初始自由空腔体积率的约束PBX-3炸药均在中心区域首先发生点火反应;初始自由空腔体积率为1.0%时,热爆炸时刻壳体表面的温度更高,炸药整体温度更高,炸药点火反应后壳体加速更快、速度更高,实验装置残骸碎片更小,反应烈度更高。分析认为:初始自由空腔体积率为1.0%时,热爆炸前炸药受到的应力更大,炸药损伤更严重;炸药中心点火反应后,更大的热应力使得炸药点火反应产生的气体在中心聚集形成更高的压力,炸药燃烧速率更大,燃烧产生的高温气体更容易进入微裂纹,形成更强的对流燃烧,导致压力增长速率更快,炸药反应更剧烈。

    • DNTF基层状复合温压装药爆炸过程及能量释放特性

      2023, 31(10):1041-1048. DOI: 10.11943/CJEM2023038

      摘要 (208) HTML (120) PDF 1.94 M (1897) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)对层状复合温压装药爆炸释能过程的影响,制备了外层装药具有不同铝粉含量(60%~94%)和不同DNTF含量(0~40%)的多种双层复合装药,采用密闭罐体进行了氮气与空气环境下的爆炸试验,并基于准静态压力与有效机械能的关联性,获得了装药在不同反应阶段的输出能量,同时结合爆炸火球的演变,分析了不同装药的铝粉后燃烧过程。结果表明,当外层装药的DNTF为40%时,其被冲击分散后,散布的DNTF颗粒极易点火并迅速增长,提升了铝粉无氧燃烧速率与云团边缘铝粉有氧燃烧速率,爆轰及无氧燃烧释放的机械能之和比同组分均匀装药提升12%;当外层装药中的DNTF由同比例的聚四氟乙烯(PTFE)替代时,铝粉抛撒后的燃烧速率大幅降低,与外层装药含DNTF的复合装药相比,释放的总机械能下降约22%,冲击波超压、温度也下降显著;当外层装药全部为铝粉时,高浓度的铝粉云团发生持续时间长且剧烈的有氧燃烧,释放的总机械能下降仅为5%,但爆轰及无氧燃烧释放的机械能之和却下降32%,冲击波超压峰值下降幅度较大。可见,复合装药外层中的DNTF组分对于提升铝粉云团的燃烧速率及爆炸早期的能量释放速率具有重要作用。

    • ANTA/TNA二元低共熔物的热分解及其熔融结晶动力学

      2023, 31(10):970-978. DOI: 10.11943/CJEM2023058

      摘要 (317) HTML (127) PDF 1005.36 K (1944) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了获得3-氨基-2,4,6-三硝基苯甲醚(ANTA)/N-甲基-2,4,6-三硝基苯甲胺(TNA)低共熔物的热分解性能及其熔融结晶动力学参数,采用差示扫描量热法(DSC)研究了ANTA/TNA低共熔物的热分解性能,计算了热分解动力学参数;采用微热量热法研究了添加剂奥克托今(HMX)和黑索今(RDX)对ANTA/TNA低共熔物熔融结晶过程的影响,并分别利用Šatava-Šesták法和Avrami法分析了低共熔物非等温熔融和结晶行为。结果表明:低共熔物的热稳定性较好,热分解动力学参数与ANTA和TNA接近;低共熔物熔融过程符合一级反应动力学,升温速率对熔融动力学参数影响较大,添加剂能够一定程度减弱熔融动力学参数对升温速率的依赖程度;低共熔物的结晶过程随降温速率的增大而逐渐向低温区转移,其结晶速率随结晶度的增大而减小,在HMX介质中,结晶速率受结晶度的影响较小,在RDX中的结晶速率随结晶度的增大而增大。

    • 热刺激作用下FOX-7颗粒形貌演化对其力学特性及感度的影响

      2023, 31(10):986-993. DOI: 10.11943/CJEM2023052

      摘要 (228) HTML (84) PDF 4.20 M (1893) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯(FOX-7) 颗粒在热刺激作用下的形貌演化过程及其对力学特性及机械感度的影响规律,选取4种具有典型粒径及形貌差异的FOX-7颗粒,通过控制加热时间及温度,并采用扫描电子显微镜、压缩刚度实验、机械感度测试等手段研究了FOX-7颗粒在受热后的形貌、力学特性及机械感度演化历程。结果表明,受热并恢复室温后,FOX-7颗粒表面会出现裂纹,随着加热温度升高或加热时间延长,大粒径颗粒(>100 μm)的表面裂纹进一步扩展生长并形成贯穿,颗粒层状开裂、发生片状剥离;小粒径颗粒(<100 μm)的表面裂纹不会随着加热温度升高或加热时间延长而进一步扩展生长。采用Kawakita方程对加热前后的FOX-7颗粒压制曲线进行拟合,发现受热后颗粒模量均增大,而小粒径颗粒的增幅更大。在颗粒粒径较大的情况下,FOX-7机械感度相对较低,在受热并恢复室温后仍可维持较低的机械感度;当颗粒粒径较小,FOX-7机械感度相对较高,在受热并恢复室温后,机械感度显著上升,可能与其模量增幅更大有关。

    • 基于端羟基含氟黏合剂的含铝浇注PBX炸药性能

      2023, 31(10):979-985. DOI: 10.11943/CJEM2022282

      摘要 (289) HTML (131) PDF 1.32 M (1865) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高炸药密度及爆轰能量,将端羟基含氟黏合剂(密度1.40 g·cm-3)应用于浇注PBX(polymer bonded explosive)炸药配方中。研究了甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、六亚甲基二异氰酸酯三聚体(3HDI)四种异氰酸酯固化剂对端羟基含氟黏合剂体系粘度、固化过程的影响,同时考察了固化剂对固化成型和力学性能的影响。结果表明,固化剂可显著降低黏合剂体系粘度。在25~70 ℃考察温度范围内,温度越高,黏合剂体系粘度越低。60 ℃以上端羟基含氟黏合剂体系粘度变化平缓且各体系相差较小。三官能度异氰酸酯作为固化剂,粘度、开放期及凝胶时间更适用于浇注PBX炸药制备工艺。基于88%固含量的含铝浇注炸药配方和捏合-真空吸注-固化制备工艺,以HTPB作为对比,研究端羟基含氟黏合剂对炸药制备工艺及性能的影响。端羟基含氟黏合剂基PBX炸药浇注流变性能和固化成型质量均较好,密度和爆热分别为1.96 g·cm-3和7790 J∙g-1,较HTPB基PBX炸药分别提升6.52%和6.55%。

    • AlH3配合物研究进展

      2023, 31(9):917-930. DOI: 10.11943/CJEM2023008

      摘要 (286) HTML (120) PDF 2.11 M (3042) 评论 (0) 收藏

      摘要:AlH3是一种新兴的含能材料,与Al粉相比,具有更高的能量密度。同时AlH3燃烧释放大量的氢气,能显著降低燃气平均分子量,可以用作火炸药的含能组分。但AlH3转晶过程极为危险,不稳定杂相分离困难,难以获得纯净的稳定相α-AlH3。制备AlH3配合物则可规避转晶的危险性,同时配合物保持了AlH3的结构单元,可以通过重结晶方法进行纯化,具有广阔的应用前景。本文综述了AlH3配合物的合成方法、AlH3配合物的配位模式以及AlH3配合物的种类及应用,重点分析了叔胺、叔膦、醚和卡宾配体及不同配位结构对AlH3配合物的热化学性能的影响,展望了AlH3配合物的研究方向。

    • HTa填充改性Al/PTFE反应材料的力学响应与侵彻毁伤

      2023, 31(8):753-762. DOI: 10.11943/CJEM2023033

      摘要 (224) HTML (98) PDF 6.57 M (2439) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究储氢钽粉(HTa)对铝/聚四氟乙烯(Al/PTFE)反应材料的材料密度和能量密度的影响,制备了4种不同HTa含量(5%,10%,20%,30%)的Al/HTa/PTFE和不含HTa的Al/PTFE圆柱体试件,通过霍普金森压杆实验和弹道枪撞靶侵彻实验,对材料的动态力学性能、点火阈值、撞击毁伤与释能特性进行了对比研究。结果表明,Al/PTFE和Al/HTa/PTFE均为弹塑性材料,应力-应变变化趋势一致。4种Al/HTa/PTFE材料点火阈值分别为4470,5620,5135 s-1和3948 s-1,点火延迟时间随HTa填料的增加呈先降后升的变化。与Al/PTFE反应材料相比,Al/HTa/PTFE弹丸在间隔靶之间的反应区显著扩大,对靶板造成严重黑色烧灼痕迹,产生积碳效果,侵彻能力与二次破片毁伤得到提升,能进一步增强材料的撞靶毁伤水平。

    • 双模战斗部结构优化设计及侵彻性能的数值模拟

      2023, 31(8):808-819. DOI: 10.11943/CJEM2023092

      摘要 (232) HTML (168) PDF 2.49 M (2224) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对双模战斗部结构设计及侵彻性能适用性等问题,设计一种采用变壁厚弧锥结合形药型罩的双模战斗部,利用ANSYS/LS-DYNA仿真软件,开展成型装药结构参数对双模毁伤元特征参数影响的规律性研究,基于优化结构,研究不同毁伤元对混凝土目标的毁伤情况。通过极差分析得到了双模战斗部最优结构参数匹配组合:药型罩锥角80°,弧度半径8 mm,药型罩上壁厚2.22 mm,下壁厚5.44 mm,装药长径比0.88,壳体厚度5 mm,对优化结果进行了X光成像试验验证,结果表明:仿真结果与X光试验结果吻合良好。杆式射流(JPC)相比聚能射流(JET)对混凝土靶侵彻时表面崩落及开孔性能具有明显的优势,而JET对混凝土靶的侵彻深度相比JPC则有显著提升。研究结果可为战斗部结构设计及应用提供参考。

    • 球形Al-25W合金燃料粉末的氧化行为与能量性能

      2023, 31(8):743-752. DOI: 10.11943/CJEM2022294

      摘要 (230) HTML (87) PDF 4.21 M (2244) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了获得热氧化与能量释放性能优异的新型合金燃料,采用铝热还原与超高温气雾化结合的方法,制备了球形铝钨合金燃料粉末(Al-25W),对其物相结构、氧化行为及能量性能进行了研究。结果表明,球形Al-25W合金粉末颗粒内部的亚稳态Al/W合金相均匀分布在单质Al基体中,且通过稳定化处理后亚稳态Al/W合金相转变为Al12W相,并对外释放能量。球形Al-25W合金粉末具有比单质Al粉更高的氧化放热量与氧化增重,能在1400 ℃空气中完全氧化,且W原子全部氧化为WO3并以气态形式挥发,残留氧化产物仅为Al2O3。球形Al-25W合金粉末的实测体积燃烧焓超过单质Al粉的理论体积燃烧焓(83000 J·cm-3),可达(83132.1±608.5) J·cm-3,且剧烈燃烧时生成气态燃烧产物WO3

    • 氟聚物基活性材料释能及毁伤特性研究进展

      2023, 31(8):844-856. DOI: 10.11943/CJEM2023127

      摘要 (417) HTML (212) PDF 2.83 M (3985) 评论 (0) 收藏

      摘要:氟聚物基活性材料是一种具有冲击反应释能特性的新型材料,在军事领域具有广泛的应用前景。为掌握氟聚物基活性材料的释能与毁伤特性,推进其在高效毁伤战斗部中的应用,研究梳理了氟聚物基活性材料冲击释能反应行为以及引燃引爆、侵爆耦合毁伤效应的研究现状,着重介绍了分离式霍普金森压杆实验、准密闭弹道实验和爆炸加载实验等在释能特性方面的研究进展;毁伤特性方面整理了反应弹丸、破片及反应射流的相关研究进展,重点说明了氟聚物基活性材料在聚能装药中的应用设计和反应射流成型的研究成果,及相关的反应模型和数值仿真的研究。在此基础上,讨论了未来研究方向:建立系统性反应模型与仿真方法;通过配方、工艺等参数对其性能进行调控;释能反应观测表征技术的创新与探索以及工程应用设计等。

    • 近域爆炸瞬态温度场作用下聚脲涂层灼烧损伤特性

      2023, 31(8):832-843. DOI: 10.11943/CJEM2023083

      摘要 (254) HTML (116) PDF 3.06 M (2205) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究爆炸瞬态温度场作用下聚脲抗爆涂层的灼烧损伤特性,针对不同厚度(1 mm、4 mm和6 mm)的聚脲材料涂覆胶囊式储液容器进行近距爆炸条件下的实验测试。通过爆炸实验获得了聚脲涂层遭受爆炸瞬态高温灼烧后的宏-微观损伤特性,并结合比色测温技术及数值模拟方法分析了爆炸温度场对聚脲材料的灼伤机制。研究结果表明:本研究实验条件下,钝化黑索今(RDX)爆炸温度最大值约为3792 K,大于聚脲材料的初始分解温度(231.2 ℃)。灼烧现象主要发生在聚脲材料表层,当表层与内部孔洞之间薄层被贯穿破坏时,爆轰产物进入材料内部孔洞导致聚脲的灼烧深度明显增加,并形成斑点状的灼烧外层。聚脲的灼烧程度与爆轰产物密度、爆轰产物沿聚脲层厚度方向传播速度正相关,爆轰产物作用于聚脲层的单位面积质量达到0.0195 g·cm-2时发生灼烧,且热传导是造成聚脲发生热分解的主要原因。研究方法及结论可为工程防护评估及抗爆聚脲改性提供参考。

    • 吸能边界条件下水下爆炸离心试验中冲击波传播特性数值模拟

      2023, 31(8):820-831. DOI: 10.11943/CJEM2023125

      摘要 (342) HTML (236) PDF 2.05 M (3174) 评论 (0) 收藏

      摘要:受限于模型试验箱尺寸,水下爆炸离心模型试验中爆炸荷载在试验箱边界产生的反射波必然会影响试验的预期效果,因此减小模型箱边界效应将会大幅度还原试验实际情况并提高试验精度。基于耦合欧拉-拉格朗日(CEL)方法对水下爆炸离心模型试验进行数值模拟,通过试验和理论结果对比及1、2、4、6、8 mm和10 mm尺寸网格分析,验证了数值模型的可靠性,在此基础上对比研究了5、10、15 mm和20 mm厚度橡胶和泡沫作为边界消能材料时水下爆炸离心试验中冲击波荷载的传播特性,分析了各边界材料的吸波耗能机理。结果表明:2 mm欧拉网格尺寸能够兼顾计算效率和计算结果准确性;在模型箱内壁敷设橡胶或泡沫材料能有效降低水下爆炸冲击波的反射效应;在5 mm厚度条件下,橡胶材料较泡沫材料对冲击波吸收效果更为明显,但随着材料厚度的增加,泡沫材料吸波效果更加优越;橡胶材料和泡沫材料对冲击波低频信号均有一定的抑制效果,而对高频段信号抑制效果较弱。

    • 聚能杆式射流侵彻混凝土和岩石靶体试验与数值模拟

      2023, 31(8):773-785. DOI: 10.11943/CJEM2023071

      摘要 (453) HTML (180) PDF 5.37 M (3422) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究聚能杆式射流成型及其对混凝土和岩石靶体的侵彻破坏特性,分别开展了大隔板聚能装药射流成型X光试验及侵彻混凝土和岩石靶试验。同时,利用ANSYS/AUTODYN有限元软件,针对大隔板聚能装药爆轰波演化过程、杆式射流成型及侵彻混凝土和岩石过程进行了数值模拟,结合试验结果分析了聚能杆式射流对混凝土和岩石靶体的侵彻毁伤特性。研究结果表明:大隔板聚能装药炸药采用Lee-Tarver状态方程能够较为准确的描述爆轰波的传播过程,射流参数(侵彻体长度、射流长度、射流头部速度和射流直径)与试验相比最大误差为12.8%。大隔板聚能装药起爆后可形成大长径比的杆式射流,侵彻后的混凝土和岩石靶中均有明显的开坑区,但侵彻混凝土过程中扩孔作用不明显。其中,侵彻试验中混凝土靶形成的侵彻深度和侵彻孔径相较于岩石靶分别提高了46.7%和48.1%,而岩石靶表面破坏程度和开坑区域均大于混凝土靶。与混凝土靶相比,由于射流侵彻岩石靶过程中裂纹的不断扩展,形成的裂纹长度和宽度均大于混凝土靶,因此靶体损伤范围较大,内部破坏严重。

    • 高能液固混合燃料配方优化及毁伤分析

      2023, 31(8):763-772. DOI: 10.11943/CJEM2023054

      摘要 (290) HTML (113) PDF 1.72 M (2308) 评论 (0) 收藏

      摘要:为筛选优化高能燃料空气炸药(FAE)的配方组分,以石油醚、环氧丙烷和乙醚作为液体燃料,硝酸异丙酯和硝基甲烷作为液体敏化剂,金属铝粉作为固体组分,通过EXPLO5计算软件比较了不同配比FAE的爆炸压力和爆炸温度,并在无约束条件下进行了液体和液固FAE配方的云雾爆轰实验,对爆炸场、温度场等参数进行了毁伤效果分析,并量化评估了各体系的热毁伤、超压毁伤的效果。结果表明,石油醚、环氧丙烷与硝酸异丙酯混合的混合液体FAE,在石油醚质量占比55%~70%条件下,爆轰性能上表现较优。液固混合FAE中液固比例为1∶1条件下具有较良好的爆轰性能,并在无约束云雾分散实验中表现出最佳的云雾分散状态。两种体系的FAE配方在1 kg的二次起爆药量下云雾爆轰可以稳定反应,能达到爆轰状态,且在毁伤能力均具有较优效果。

    • 球形含能结构材料弹体超高速撞击多层薄钢靶的毁伤特性

      2023, 31(8):786-796. DOI: 10.11943/CJEM2023131

      摘要 (334) HTML (266) PDF 4.83 M (3218) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究含能结构材料对多层薄钢靶的超高速毁伤特性,利用二级轻气炮开展了PTFE/Al基和Al基全金属两种含能结构材料超高速撞击多层钢靶的典型毁伤模式研究,得到了材料类型和侵彻速度对毁伤效应的影响。研究结果表明,相比于惰性金属材料,两种含能结构材料对多层薄钢靶均具有明显的靶后横向毁伤增强效应,能够对第二层靶板产生大破孔的毁伤效果,破孔孔径可达弹径的4倍以上。基于AUTODYN数值仿真软件开展了含能结构材料参数有效性验证和含能弹体不同侵彻速度下毁伤效果的数值仿真,结果显示J-C强度模型联合Lee-Tarver三项式点火反应模型和J-C强度模型联合Shock状态方程分别能够较好地描述PTFE/Al基和Al基全金属含能结构材料对多层薄钢靶的破孔毁伤特性。此外,材料释能机制的差异使得提高侵彻速度对提升PTFE/Al基含能结构材料的毁伤效果的作用有限,但能够明显提升Al基全金属含能结构材料对多层钢靶板的毁伤效果。

富氮杂环含能化合物的创制

年第卷第

当期目录


文章目录

过刊浏览

刊期浏览
本期排行

PDF下载排行

HTML阅读排行

摘要点击排行

引用排行