六硝基六氮杂异伍兹烷的热分解反应动力学研究

在真空条件下 ,用高灵敏度布氏压力计研究了六硝基六氮杂异伍兹烷 (HNIW ,CL 2 0 )的热分解过程。在 110～ 14 0℃范围内 ,分解深度为 0 .1%时 ,所需分解温度与时间的关系式为 :lgτ=-2 4.3 3 0 0 + 9971.76/T。从关系式得到表观活化能和表观指前因子 ,据此推出在 70℃时 ,CL 2 0的有效储存寿命为 43 .

LLM-105基PBX炸药的热分解反应动力学

通过布氏压力计法获得了普通的和纳米化的LLM-105基PBX炸药在不同温度条件下热分解放气量随时间的变化曲线。基于Arrhenius公式计算了两种PBX炸药分解深度为0.1%时的表观活化能。采用TG-DSC研究了两种LLM-105基PBX炸药的非等温热分解反应动力学。结果表明,由Arrhenius公式得到的普通和纳米化的LLM-105基PBX炸药在分解深度为0.1%时的表观活化能分别为74.67和138.09kJ/mol。利用Kissinger法计算获得两种LLM-105基PBX炸药在最大分解速率(分解深度约50%)下的表观活化能分别为389.26和215.73kJ/mol,与Ozawa法计算结果相吻合。升温速率趋于零时的特征分解峰值温度分别为606.94和586.48K,热爆炸临界温度分别为615.0和600.4K。相对于普通LLM-105基PBX炸药,纳米化LLM-105基PBX炸药热分解具有更高的反应活性,热感度也有所提高。

布氏压力计法评估炸药寿命的判据研究

针对布氏压力计法评估炸药贮存寿命的判据问题,分别以0.05%和0.1%分解深度为终点指标,按照Berthelot方程进行线性回归,获得了32种炸药在不同温度(25~50℃)下的贮存寿命比对结果,发现存在两种情况:(1)对于大多数炸药,同一温度下,以0.05%分解深度为终点判据预估的贮存寿命小于以0.1%分解深度预估的贮存寿命,但却会出现以前者评估出的贮存寿命超短的现象;(2)对于极少数炸药,接近室温时,同一温度下以0.05%分解深度为终点判据预估的贮存寿命大于以0.1%分解深度预估的贮存寿命,但随着温度的升高,以0.05%分解深度预估的贮存寿命又重新小于以0.1%分解深度预估的贮存寿命。产生差异的原因在于,各温度下所选用的数据点是否均处于炸药等速分解期内。结果表明,以炸药处于等速分解期时的分解深度作为布氏压力计法评估炸药贮存寿命的终点判据更具有科学意义。

SPH-FEM耦合方法在弹丸膛内运动中的应用

大口径火炮弹丸膛内运动是个高度非线性冲击动力学过程,采用有限元(FEM)与光滑粒子(SPH)耦合方法,结合SPH方法处理大变形能力和FEM计算效率高的互补优势,对大变形的弹带采用光滑粒子离散,发射系统的其它结构采用有限元模拟,综合考虑弹带材料的动态力学性能及损伤行为,弹带与身管内膛摩擦界面特性及火药燃气的波尔登效应,建立了较为全面的火炮发射动力学模型,成功模拟出弹丸挤进过程和随后直膛运动。通过与任意的拉格朗日-欧拉自适应网格(ALE)仿真结果相比验证了该方法的优越性,通过对比仿真结果与试验数据验证了其有效性,获得了弹丸膛内运动过程中弹带温度、炮口振动和弹丸运动姿态的变化规律,为火炮弹炮匹配设计及精度设计提供了参考。

布氏压力计法炸药寿命评估实验温度的选择研究

开展了布氏压力计法评估炸药贮存寿命实验温度的选择研究。比较不同温度区间所获实验数据外推同一种炸药贮存寿命结果,发现低起始温度点预估寿命长于高起始温度点预估寿命,究其原因,与加速因子有关。增加实验温度点,则具有拉平效应。在保证分解机理相同的情况下,可以选择高起始温度点进行寿命评估实验,且选取4个温度点即可。

非线性等转化率的微、积分法及其在含能材料物理化学研究中的应用—Ⅱ.TNMA、BTNEDA和TNETB的热分解

采用高灵敏布鲁顿玻璃薄膜压力计研究了真空、高温低装填和低温高装填密度条件下2,2,2-三硝基乙基-N-硝基-甲烷(TNMA)、二(2,2,2-三硝基乙基-N-硝基)乙二胺(BTNEDA)、4,4,4-三硝基丁酸-2,2,2-三硝基乙酯(TNETB)的热分解过程。由热分解气体的标准体积(VH)和分解速度(dVH/dt)对时间(t)的关系曲线,得到了TNMA、BTNEDA和TNETB在不同温度下热分解反应的诱导期(tin)、半分解期(t1/2)、初速(W0)、极大速度(WM)和极大速度到达时间(tM)。用非线性等转化率微、积分法所得的表观活化能Ea用于校验由lgx(x=tin、t1/2、W0、WM、tM)-1/T关系得到的表观活化能Ea。结果表明,Ea与各特征值所得的对应Ea间的相对误差在±10%以内。

非线性等转化率的微、积分法及其在含能材料物理化学研究中的应用Ⅶ. HHTDD的热分解

目的揭示2,4,6,8,10,12-六硝基-2,4,6,8,10,12-六氮杂三环[7.3.0.0^(3.7)]十二烷二酮-5,11(HHTDD)的放热分解动力学行为和对热抵抗能力。方法用高灵敏布鲁顿玻璃薄膜压力计研究空、高温低装填密度条件下HHTDD的熟分解过程。由热分解气体的标准体积(V_H)对时间(t)的关系曲线,得到HHTDD在不同温度下热分解反应的初速(W_0)、极大速度(W_(max))、诱导期(t_(in))、半分解期(t_(1/2))、极大速度到达时间(t_(max))、极大速度常数(k_(max))和平均叠合系数(k_(dh))。用非线性等转化率微、积分法所得的表观活化能E_α校验由lgx(x=W_0,W_(max),t_(in),t_(1/2),t_(max),k_0,k_(max),k_(dh))-1/T关系得到的表观活化能E_a。借助不同加热速率(β)下非等温DSC曲线离开基线的初始温度(T_0),onset温度(T_e),峰顶温度(T_p),Kissinger法和Ozawa法求得的热分解反应的表观活化能E_K和E_O)和指前因子(A_K),微量热法确定的比热容(C_p),以及密度(ρ),热导率(λ)和分解热(Q_d,取爆热之半)数据,Zhang-Hu--ie-Li公式,Hu-Yang-Liang-Xie公式,Hu-Zhao-Gao公式,Zhao-Hu-Gao公式,Smith方程,Friedman公式和Bruckman-Guillet公式,计算HHTDD在β→0时的T_0,T_e和T_p值(T_(00),T_(e0)和T_(p0))、热爆炸临界温度(T_(be)和T_(bp))、绝热至爆时间(t_(TIad))、撞击感度50%落高(H_(50))和热点起爆临界温度(T_(cr))。结果 E_α与各特征值所得的对应E_a间的相对误差在±5%以内。得到了评价HHTDD热安全性的结果:T_(SADT)=T_(e0)=456.91K,T_(SADT)=T_(p0)=460.30K,T_(be0)=467.58K,T_(bp0)=470.03K,t_(TIad)=10.7s,H_(50)=20.40cm,T_(cr)=441.30K。结论 HHTDD有好的对热抵抗能力。

含能材料热分解研究中的几个重要问题

综述了改进的布氏压力计、加热板线性热解装置和化学弧方法在炸药热分解研究中的应用。介绍了化学弧方法研究固相炸药的多阶段气化过程,相变对炸药热分解的影响和研究炸药热分解动力学的量子化学方法。指出了含能材料热分解中的几个重要问题。附参考文献31篇。

称重法在弹簧管生产中的应用

特殊用途压力表所用关键零件弹簧管的一致性问题一直困扰着某公司SF6密度控制器的生产。该文将称重法引入弹簧管生产中,从根本上解决了一致性的问题,同时降低了对管坯壁厚较为苛刻的采购技术要求,从而提高了弹簧管制造效率和产品合格率。