装药密度小幅变化对三氨基三硝基苯基聚合物粘结炸药短脉冲冲击起爆特性的影响

为了研究炸药密度的小幅差异对其短脉冲冲击起爆特性的影响程度和规律,利用爆炸桥箔加载技术(电炮)结合激光干涉测速技术对不同密度的某三氨基三硝基苯(TATB)基聚合物粘结炸药(PBX)开展了短脉冲冲击起爆实验研究。结果表明:TATB基PBX炸药的密度在其正常值1.895 g/cm^3上下变化0.01 g/cm^3,即从1.885 g/cm^3变化到1.905 g/cm^3,其起爆的能量阈值相应从5.38 GPa^2·μs增大到8.20 GPa^2·μs,炸药对短脉冲冲击变得更钝感。由此可见,在实际应用中将炸药密度的一致性至少保持到百分位十分必要。

对用XPS技术评价塑料粘结炸药造型粉包覆度的几点看法

目前有些文献常采用通过PBX造型粉有关元素的XPS峰强度 (或峰面积 )数据来评估PBX造型粉的包覆度。本文通过对该评估方法的理论简析及用于评估TATB/氟聚物造型粉包覆度的XPS实验数据分析后 ,发现用该法评估PBX造型粉包覆度在理论上存在局限性 ;用此方法得到的TATB/氟聚物造型粉包覆度无法令人信服。

TATB基高聚物粘结炸药及其粘结剂的玻璃化温度与DMA测量频率关系的研究

用动态力学分析 (DMA)方法 ,研究了四种TATB基PBX及其粘结剂 (氟聚物 )的测量频率与玻璃化温度的关系。结果显示 :在这四种氟聚物F2 314 、F2 311、F2 4 63 和F2 60 3中 ,只有F2 314 存在明显的二次转变 ,这是由于F2 314 分子中具有较多的C—Cl键所引起的。从测量频率与玻璃化温度之间的关系 ,得到PBX及其粘结剂的活化能数据。经比较发现 :TATB基PBX中 ,极高填充量的TATB颗粒的存在会对粘结剂链段的构象运动产生明显的限制作用。

氟聚合物溶液对TATB的润湿效果研究

用TY - 82接触角测定仪 ,测试了几种氟聚合物溶液与三氨基三硝基苯 (TATB)药片的接触角。结果表明 :偏二氟乙烯与六氟丙烯的共聚物F2 60 2 、F2 60 3溶液对TATB接触角较小 ;偏二氟乙烯与三氟氯乙烯的共聚物F2 31 4 溶液浓度为 8%时 ,由于批次不同 ,润湿效果不同 ;随着浓度的降低 ,接触角变小 ;乙酸丁酯作溶剂时 ,F2 31 4 溶液对TATB表面具有较好的润湿作用。

粘结剂含量对热压TATB基PBX残余应力的影响

为了掌握粘结剂含量对高聚物粘结炸药(PBX)残余应力和宏观力学性能的影响规律,采用基于VKα靶的X射线衍射方法测试了F2314粘结剂含量为0~11%热压成型的TATB基PBX残余应力,采用巴西试验方法测试其宏观力学性能,并采用了TATB晶体-粘结剂包裹结构简化模型进行温度单一因素条件的残余应力数值模拟验证。实验结果表明:不含粘结剂的PBX,其残余应力为拉应力;随着PBX中粘结剂含量增加,残余应力逐渐减小,当粘结剂含量超过5%,其拉伸残余应力递减趋势增强;当粘结剂含量由7%增加到9%时,残余应力由拉应力转变为压应力;PBX力学强度随粘结剂含量增加而增强。残余应力模拟结果与实验结果具有相同变化趋势。

F2314/AS复合粘结剂与TATB界面作用的相关参数研究

为分析复合粘结剂的组成和配比对高聚物粘结炸药(PBX)界面作用的影响,基于不同理论模型,采用多个参数(参数A、β和有效体积分数φe)评估了氟树脂F2314/丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS)复合材料与1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯(TATB)的界面作用。结果表明,F2314/AS复合粘结剂与TATB的界面作用与F2314和AS的相转变有关,随着温度升高呈现较大波动。TATB/F2314和TATB/AS复合材料的界面作用参数β值分别为0.969和0.840。20℃时炸药颗粒的有效体积分数φe和单个颗粒有效体积的相对值B随F2314含量增加而增加。随着F2314含量增加,PBX中TATB炸药颗粒和粘结剂的界面作用增强。

MD模拟温度对TATB和TATB/F_(2311) PBX力学性能的影响

为探讨高聚物粘结炸药(polymer-bonded explosive,PBX)的力学性能和结合能随温度变化的规律,该文用分子动力学(MD)方法和compass力场,在NPT系综下对钝感炸药TATB(1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯)及其与氟橡胶F2311所构成的PBX,进行不同温度下的周期性模拟。结果表明:与TATB单体炸药相比,PBX的力学性能显著改善,拉伸模量、体积模量和剪切模量均有所下降;随温度升高,PBX的刚性减小,弹性增强;结合能随温度升高呈先降后升再降的复杂变化趋势。

两种TATB的热膨胀研究

为了优化三氨基三硝基苯(TATB)为基的混合炸药配方,研究了碳酸铵法所得细颗粒TATB(F-TATB)和氨气法所得粗颗粒TATB(L-TATB)在热循环作用下产生的膨胀。对比测试了F-TATB和L-TATB的物化性能,采用室温→-40℃→75℃→室温的高、低温度热循环试验方法,获得了两种TATB压制药柱(30 mm×5 mm)经过热循环试验后的膨胀参数,结果表明:热循环作用下两种TATB均产生了不可逆尺寸长大且随着循环次数增加药柱尺寸趋向恒定,首次热循环试验后L-TATB的膨胀率大于F-TATB;试验还发现L-TATB的总膨胀率小于F-TATB,这表明L-TATB较F-TATB更快趋于尺寸稳定。

中子衍射法测量TATB基PBX单轴压缩的内应力研究

1,3,5-三氨基-2,4,6三硝基苯(TATB)基高聚物粘结炸药(PBX)的内应力是造成其贮存开裂和低应力破坏的重要原因。为了验证用中子衍射分析TATB基PBX内部应力的可行性,在中子残余应力谱仪(RSND)上水平安装2 kN双丝杆拉伸台,用原位中子应力测量技术测量了不同负荷状态下的内部应力的变化。结果表明,TATB晶体的(002)晶面(29°衍射角)和(412)晶面(75°衍射角)可作为中子应力观测晶面。中子衍射测量晶格间距的变化(点阵应变)与对其施加的应力呈近似线性增加的关系,随着应力的增加,点阵应变随之增加。在较为复杂的原位压缩加载/卸载过程中,晶格应变结果与复杂的应力变化过程基本保持一致。中子衍射信号强度随路径指数衰减,中子衍射深度6 mm。

TATB/氟聚物PBX沿不同晶面力学性能的分子动力学模拟

用分子动力学(MD)方法,模拟计算了著名钝感炸药TATB(1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯)与四种氟聚合物[聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、氟橡胶(F2311)、氟树脂(F2314)]构成的高聚物粘结炸药(PBX)的力学性能.结果表明,在TATB中添加少量氟聚物能有效改善其力学性能;沿TATB不同晶面与氟聚物“粘结”,构成PBX的力学性能有所不同,改善力学性能的整体效应为(010)≈(100)>(001).