压制过程中PBX炸药颗粒的破碎及损伤

用扫描电镜及激光粒度仪研究了PBX炸药在不同压制条件下的微观结构变化及粒度分布。结果表明,随着成型试件密度的增加,晶体的破碎、损伤情况加重;成型试件中HM X的平均粒径随着压力的增加而减小(压制前的33.05μm到250M Pa压制后的16.92μm);在相同压力条件下,热压(70℃)制品的密度更高,但晶体的破碎却更小,热压(70℃)制品中HM X的平均粒径要大于冷压(25℃)制品中HM X的平均粒径。

铝粉对温压炸药典型爆炸毁伤元的影响研究进展

温压炸药中铝粉含量与粒径直接影响爆炸能量输出结构,特别是对温压炸药特有的“后燃效应”产生重大影响,进而对“温压效应”的形成起到至关重要的作用。研究介绍了铝粉含量与粒径对温压炸药的爆炸能量、压力效应、热毁伤效应和窒息效应的影响作用,分析了铝粉对后燃反应的影响机理,指出了温压炸药中添加铝粉的最佳含量与粒径范围。展望了未来的研究方向:应重点关注铝粉能量释放过程的反应动力学机制,开发与之适配的测试方法,深入解析温压炸药的能量释放过程,为其配方设计和能量输出结构的精准调控提供依据。

NTO与黏结剂的界面作用

采用DCAT 21型动态接触角/表面张力仪测量了NTO、GAP、HTPB、聚氨酯的接触角,通过接触角计算出NTO、GAP、HTPB、聚氨酯的表面自由能,并计算了NTO与GAP、HTPB、聚氨酯之间的黏合功W和铺展系数S。NTO-GAP、NTO-HTPB和NTO-聚氨酯界面之间的黏合功分别为114.59、76.13和101.81N/m,铺展系数为63.57、33.14和53.27 N/m。结果表明,NTO与GAP、HTPB、聚氨酯界面之间的相互作用大小顺序为NTO-GAP>NTO-聚氨酯>NTO-HTPB。红外光谱研究结果也显示,NTO-聚氨酯的界面相互作用比NTO-HTPB的界面相互作用强。

内相粒径对现场混装乳化基质老化过程的影响

为研究内相粒径对现场混装乳化基质老化过程的影响,利用可程式高低温箱对乳化基质进行周期性储存来加速基质老化,使用激光粒度仪、光学显微镜、水溶法和数字黏度计测试乳化基质老化过程中的内相粒径、微观结构、硝酸铵析晶量及黏度的变化。测试结果表明:内相粒径为9.47μm的现场混装乳化基质在储存1个周期后就已严重析晶,在储存3个周期后硝酸铵析晶量为储存前的3.32倍,黏度增大45.72%。内相粒径为3.76μm的现场混装乳化炸药在储存2个周期后平均内相粒径增大为10.06μm,硝酸铵析晶量为储存前的1.43倍,黏度增大10.18%,储存3个周期后的硝酸铵析晶量为储存前的1.71倍,黏度增大14.48%,内相粒径越小,现场混装乳化基质的储存稳定性越好。在实际生产中,应根据混装车设备性能的实际情况,考虑基质泵送及其安全性,尽可能制备内相粒径约小于5μm、黏度合理的乳化基质,用以生产现场混装乳化炸药。

绿色硝解合成六硝基六氮杂异伍兹烷

以2,6,8,12-四乙酰基-2,4,6,8,10,12-六氮杂四环[5.5.0.03,11.05,9]十二烷(TA IW)为原料,利用绿色硝化剂五氧化二氮在硝酸介质中硝解制得CL-20。该方法通过改变硝化剂,不仅避免使用浓硫酸,而且原子经济性高,具有良好的环境效益。用元素分析、红外光谱、核磁共振、质谱等对其结构进行了检测和表征,并探讨了反应温度和反应时间对CL-20产率的影响。实验结果表明,当反应温度为0℃,反应时间为1 h时,CL-20的最佳产率达62%。

复合钝感剂对梯黑铝炸药的钝感机理

为了降低梯黑铝类混合炸药的感度,采用微晶蜡、高分子预聚体、硝化纤维素等材料制成复合钝感剂,并将其加入到梯黑铝炸药中,测试了梯黑铝(THL 90%/钝感剂10%)炸药的机械感度和抗过载安全性,初步探讨了复合钝感剂的钝感机理。结果表明,高分子预聚体PE、硝化纤维素对微晶蜡有较强的乳化作用,高分子预聚体、梯恩梯对硝化纤维素有熔胀与熔解作用。复合钝感剂的乳化作用是使炸药钝感的根本所在。钝感的梯黑铝炸药的摩擦感度为0,撞击感度为24%。

改性铵油炸药连续爆速实验研究

采用连续速度探针研究改性铵油炸药在不同起爆条件下爆速和爆轰成长的连续变化。在起爆条件分别为雷管/160g起爆药柱、雷管/160g起爆药柱/有机玻璃隔板和仅采用雷管时,改性铵油炸药在稳定爆轰阶段的稳定爆速分别为4569m/s、4496m/s、4559m/s,爆轰成长距离分别为3.5、7.3和20cm,爆轰成长时间分别为0.01、0.025和0.06ms。结果表明,在相同的装药约束条件下,起爆能量越大,改性铵油炸药爆轰成长时间和爆轰成长距离越短,即越容易发展为稳定爆轰。

分子钙钛矿含能材料DAP-4对固体推进剂能量性能的影响

利用NASA–CEA2软件,在标准条件下,分别计算了含DAP–4((C_(6)H_(14)N_(2))[NH_(4)(ClO_(4))_(3)])的HTPB(端羟基聚丁二烯)推进剂、GAP(聚叠氮缩水甘油醚)推进剂、CMDB(复合改性双基)推进剂和NEPE(硝酸酯增塑聚醚)推进剂的能量性能;重点研究了以DAP–4分别替代RDX(黑索今)、HMX(奥克托今)、CL–20(六硝基六氮杂异伍兹烷)、TKX–50(5,5'–联四唑–1,1'–二氧二羟胺)后推进剂能量的变化趋势;对比了4种含DAP–4推进剂的能量性能。结果表明,当推进剂配方中添加DAP–4后,其标准比冲(I_(sp))和特征速度(C^(*))呈线性趋势增加。特别是当配方中只含DAP–4高能填料时,HTPB、GAP、CMDB、NEPE推进剂的I_(sp)分别达到了2617.5、2688.4、2679.4、2708.7N·s/kg,C^(*)分别达到了1604.1、1634.7、1639.1、1654.7m/s,高于目前已知固体推进剂的比冲和特征速度。同时给出了推进剂燃烧温度和燃烧产物平均分子量的数据,通过分析这2个参数的变化,部分解释了添加DAP–4后推进剂I_(sp)和C^(*)的变化机制,为DAP–4在固体推进剂中的应用提供参考。

静电组装低感度CL-20@GO核壳复合材料的制备及性能研究

为降低六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)的机械感度,提高其综合性能,以3-氨丙基三乙氧基硅烷(APS)为改性剂对CL-20改性,以氧化石墨烯(GO)为包覆材料,利用静电自组装方法对改性CL-20炸药进行表面包覆,制备得到CL-20@GO核壳复合材料;采用水接触角测试、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)等对样品进行形貌表征;利用差示扫描量热仪(DSC)测试其热性能,并测试了其机械感度。结果表明,经质量分数5%的APS溶液改性的CL-20成功引入氨基基团,亲水性效果最佳;GO层包覆改性CL-20完整,致密性强;与原料CL-20相比,CL-20@GO核壳复合材料的活化能提高了63.0kJ/mol,撞击感度(H 50)由13.0cm提升至23.5cm,摩擦感度由100%降至24%,表明采用静电自组装的GO涂层可以明显降低CL-20的感度。

TATB基高聚物粘结炸药的蠕变特性研究

研究了一种含TATB的高聚物粘结炸药(PBX)的蠕变性能及其蠕变柔量函数形式。不同温度下的压缩破坏实验表明,其力学性能与温度强烈相关,实验中得到一个明显的转变温度区间(40～60℃)。多个温度条件下的压缩蠕变实验表明,高聚物粘结炸药可以视为简单热流变材料,符合时温等效原理。选取55℃作为参考温度,获得长时蠕变主曲线和柔量曲线。利用7级Prony级数模拟的蠕变柔量函数与试验叠合主曲线能很好地吻合。

3,3′-二氨基-4,4′-偶氮呋咱及其氧化偶氮呋咱的研究进展

高氮呋咱化合物3,3′二氨基4,4′偶氮呋咱(DAAzF)和3,3′二氨基4,4′氧化偶氮呋咱(DAAF)具有耐热性能好,标准生成热高、感度低、临界直径小、爆轰性能优良等优点。介绍了这两个化合物的合成方法、工艺条件和合成规模对产品收率的影响,并对其物化性能、热安定性、爆轰性能、安全性等方面的研究进展进行了概述。两化合物有望作为新一代钝感炸药使用。

2，6-二氨基-3，5-二硝基吡啶-1-氧化物的合成新方法

研究了2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物(ANPyO)的合成新方法.以2,6-二氨基吡啶为起始原料,经酰基化、N-氧化、硝化三步反应得到ANPyO,总收率为75%.测试了ANPyO的爆速、爆压、DSC,以及电火花感度和落锤感度,同1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯(TATB)的性能进行了对比,结果表明ANPyO综合性能和TATB基本相当.用1HNMR,MS和红外光谱对ANPyO及其中间体结构进行了表征.

共混GAP基含能热塑性弹性体的氢键行为与力学性能

为了改善GAP热塑性弹性体的力学性能,采用了DSC、低场核磁测试、静态力学测试和动态力学测试的方法对两种异氰酸酯固化的弹性体共混体系的氢键行为和力学性能进行分析,建立微观结构与宏观性能的关系。结果表明,由于分子结构原因,HMDI固化的GAP热塑性弹性体和IPDI固化的弹性体显示出不同的氢键行为和力学性能,通过物理共混得到了兼具抗拉强度及断裂延伸率的弹性体,50℃下抗拉强度高于1.5MPa,-40℃下延伸率不低于300%,相较于纯HMDI固化的弹性体,低温延伸率提升了约150%,IPDI固化的弹性体高温抗拉强度提升了约1.4MPa,说明通过共混可得到性能更为均衡的含能热塑性弹性体。

抗生素AGPM摇瓶发酵条件的正交实验

采用正交实验设计考察了培养基组成对新型抗生素AGPM发酵的影响,改进后在培养基组成为(g/L):葡萄糖5, 玉米淀粉40, 黄豆饼粉16, 玉米浆2 ml, K2HPO4 1.0, MgSO47H2O 0.5, NaCl 0.5, 淀粉酶0.05及pH 5.5的条件下,单位发酵液的活性提高了18.9倍;同时表明较高的碳氮比对抗生素AGPM的合成有利.

煤化学链燃烧Fe_2O_3载氧体的反应性研究

利用流化床反应器并以水蒸气作为气化-流化介质,研究了温度、反应时间、循环数对Fe2O3载氧体反应性的影响。实验表明,载氧体与煤气化产物的反应性随温度升高而增强,且温度越高,反应受化学反应控制时间越短。当温度高于900℃时,煤中碳转化为CO2的比率大于90%,载氧体体现了很好的反应性,但反应温度低于850℃时,比率小于75%。反应温度900℃时,CO2干基浓度随循环数而逐渐降低,CO、CH4浓度增加,且CH4浓度值大于CO。利用XRD、SEM分析了固体反应产物成分与微观形态结构。分析表明,Fe2O3的还原产物为Fe3O4,载氧体颗粒随循环数增加而逐渐烧结。

2，6-二氨基-3，5-二硝基吡啶-1-氧化物的合成与性能

以2,6-二氨基吡啶为起始原料,经硝化、氮氧化两步反应得到2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物(ANPyO)。硝化反应和氮氧化反应收率分别为90%、84%,ANPyO总收率为75%,高于Ritter-Licht公开的方法(45%)。测试了ANPyO的爆速(7000m.s-1,1.50g.cm-3)、DSC放热峰(365℃),以及5s延滞期爆发点(400℃)、摩擦感度(360N)和落锤感度(250cm)。结果表明:ANPyO爆轰性能和安全性能与1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯(TATB)接近,是一种在含能材料领域有应用前景的新型高能钝感炸药。

TATB原位包覆HMX的研究

为提高TATB对HMX的钝化效果,利用声化学合成方法,在HMX颗粒表面原位生成了TATB,制备了HMX/TATB复合物。并与混合法制备的样品进行了比较。SEM观察表明,原位包覆法TATB对HMX的包覆效果比混合法的包覆效果更好。DSC分析表明,原位包覆法样品中HMX的热分解温度更高。机械感度测试结果表明,在TATB含量相当的情况下,原位包覆法样品具有更低的机械感度,在TATB含量为10%时,撞击感度为24%,摩擦感度为0%。

TNT基熔铸炸药:增韧增弹的途径及作用

综述了含能材料中TNT为基熔铸炸药(MeltCastExplosives)在增韧增弹上的实验研究,介绍了可用于熔铸炸药增韧增弹的新途径,以及熔铸炸药组分间作用的相关理论研究。熔铸炸药长期以来存在的感度高、脆性易裂等问题限制了其在高性能武器系统中的应用。目前,国内外关于熔铸炸药增韧增弹的研究较少,早期的文献大都针对熔铸炸药的改性研究。因此,解决现今熔铸炸药的问题,实现对其增韧增弹具有重要的科学意义和应用前景。文献表明:(1)国内外在"熔铸炸药增韧增弹"概念上未进行系统总结,也未见任何文献中提出;熔铸炸药改性剂(聚酯纤维、聚氨酯弹性体、HNS晶形控制剂)的研究主要针对的是熔铸炸药的渗油、降感研究,尚未解决熔铸炸药脆性、易裂的根本问题;(2)其它复合材料的增韧增弹技术对熔铸炸药有所借鉴,尤其是纳米粒子以及高分子材料的增韧增弹技术;(3)通过设计和制备与熔铸炸药相容的增韧增弹剂,再将其与熔铸炸药进行物理共混或颗粒级配等技术完成浇铸后进行力学性能、微观性能研究等,可以初步建立熔铸炸药增韧增弹的模型并总结出有关增韧增弹的机理。

2,4-DNI的研究进展

综述了高能不敏感单质炸药———2,4-二硝基咪唑的两种合成方法:2-硝基咪唑硝化法、1,4-二硝基咪唑(1,4-DNI)的热重排法;详细介绍了其热分解性能、晶体结构特征、爆炸性能、摩擦感度、撞击感度等方面的性能;简述了其在合成和含能材料方面的应用前景。

FOX-7合成过程中硝化反应的热危险性

利用全自动反应量热器(RC1e)测定了1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯(FOX-7)合成过程中的硝化反应热释放速率及传热系数、比热容。结果表明硝化反应加料过程中的平均放热速率约为80 W,保温反应过程中的平均放热速率约为40 W,物料放热量为375.22 kJ·mol-1,理论绝热温升为483.8 K。采用差示扫描量热法(DSC)和热重-微商热重(TG-DTG)法分析了中间体2-(二硝基亚甲基)-5,5-二硝基嘧啶-4,6-二酮的热稳定性,其分解分为两个阶段,起始分解温度为30℃,第一阶段分解峰温为67.01℃,放热量为201.2 J·g-1;第二阶段分解峰温为87.15℃,放热量为1046.6 J·g-1,表明中间体的热稳定性较差。