仿生聚多巴胺对HMX、TATB和铝粉的界面性能改性

为了研究表面改性方法及表面包覆均匀性、浸润性等性状对含能材料的机械感度、界面力学性能以及工艺性能的影响,仿生贻贝黏附蛋白的作用原理,以多巴胺为前驱体,采用一步法使其在含能材料表面聚合形成一层致密牢固的包覆薄膜聚多巴胺(PDA),制备了改性单质炸药(HMX@PDA、TATB@PDA)和改性铝粉(Al@PDA)。通过扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和接触角测试仪对改性含能材料的表面形貌、药柱断裂处微观形貌、元素含量以及表面浸润性能进行了表征,采用国军标(GJB?772A?1997)、巴西实验等标准测试方法对改性含能材料的机械感度、拉伸应力?应变曲线等进行了测试,并将实测性能与未改性含能材料进行了对比分析。结果表明,与HMX晶体比较,HMX@PDA晶体的摩擦感度下降30%,特性落高数值增加一倍;与TATB基药柱比较,TATB@PDA基药柱的拉伸强度提高约15%;与Al粉比较,Al@PDA在HTPB液相中24h后可有效减缓沉降。聚多巴胺对晶体完整致密的包覆性能以及含有丰富活性基团的特性,对含能材料的包覆降感、界面力学性能提升和工艺稳定性提升等方面具有显著的界面改性作用。

HMX基PBX炸药热损伤的数值计算与实验研究

基于二维平面轴对称模型,采用有限元软件ANSYS,对HMX基PBX在温度冲击载荷作用下的温度场和应力场进行数值计算,为了验证有限元模拟分析的可靠性,对HMX基PBX药柱进行了温度冲击试验,用热电偶和声发射技术测量药柱表面的温度及热损伤。数值计算结果表明,在降温阶段,药柱侧面中部受到较大轴向拉应力作用而产生热损伤。实验结果与计算结果吻合较好,说明HMX基PBX热损伤破坏方式为拉应力破坏,抗拉强度可以较好地反映材料的耐热损伤能力。