废旧单基药爆轰性能的实验研究

采用简单易行的见证板试验研究了单基药的爆轰性能。实验结果表明,9/7单基药自由装填可正常起爆,经钝感后爆轰感度下降,自由装填后爆轰不完全,用硝酸铵胶液填充后可改变其爆轰性能;5/7粒状单基药包覆和填充前后的爆轰性能与9/7单基药相同,22/1单基管状药填充前后爆轰性能可以由不完全变为完全;得到单基药爆轰性能可控制的结论,并且装药药型和装药量对爆轰性能也有影响。

表面处理对单基药燃烧性能的影响

以5%多苯基烷基多异氰酸酯丙酮溶液为表面处理剂,对单基药的表面进行了化学和物理的综合处理方法。采用定容燃烧试验,考察了此方法对单基发射药燃烧性能的影响。结果表明,该方法处理后的单基药,燃烧中后期燃气生成猛度及活度增加,有利于提高发射药的能量利用率,燃气释放规律更符合内弹道理论的要求;该方法表面处理层的合适厚度约为45μm,过多的表面处理将降低调控发射药燃烧性能的效果。

退役单基药的冲击起爆特性

为了研究退役单基药的冲击起爆特性，参照GJB772A-97中卡片式隔板法实验方法，分别开展了退役单基药的连续爆速实验、冲击波感度实验及锰铜压力计实验，观测了其冲击起爆的爆轰建立过程，得到了临界隔板值以及临界起爆压力。在连续爆速实验中，隔板厚度为50mm时，观察到了退役单基药反应冲击波不断增长的过程，并在90mm处转变为爆轰；在冲击波感度以及锰铜压力计实验中，测得其临界隔板厚度为50～52mm，临界起爆压力为1．35～1．49GPa。对退役单基药的冲击起爆过程进行了数值模拟，结合三种实验的实验结果，标定了其点火增长模型反应速率方程参数。

退役单基药的热分解行为

采用TG-DSC-QMS-FITR联用仪、绝热加速量热仪(ARC)对退役单基药在线性升温和绝热状态下的热分解行为进行了研究。结果表明,线性升温状态下,DSCTG曲线上只有一个放热峰,和失重阶梯,用Kissinger法和Ozawa法计算的退役单基药分解反应的活化能分别为187和186kJ/mol,用Freidman法计算的活化能随反应深度而变化,其分解反应并非是简单的单步反应。退役单基药r热分解气相产物由C、CH2O、CO2、CH4、NO、N2O、NO2组成。绝热状态下,退役单基药的自加热速率与温度呈线性关系。基于零级反应动力学对ARC的数据进行计算,得到表观活化能为242.8kJ/mol。热惯性系数(φ)修正后的从开始放热的温度到达最大反应速率所需要的时间仅为4min,表明退役单基药的热稳定性较差。

用气相色谱法研究湿度对单基药中挥分的影响

应用气相色谱法，研究了单基药中水、乙醇、乙醇含量在不同贮存湿度下的变化情况。

单基药挥分测定方法探讨

叙述了单基药挥分三种测定方法的一些用法,同时指出了使用中应注意的问题。

单基药燃气生成的控制方法

用高分子单体G和引发剂Y涂覆在带有微孔的单基药表层,然后使其聚合,形成高分子涂覆层,能较好地控制单基药燃气生成。该方法制备的单基药具有较好的燃烧渐增性和明显的低温度效果。

水合肼处理退役单基药的研究

基于水合肼处理工艺操作简单、处理过程较安全的特点,探究其在处理退役单基药中的应用。通过实验初步研究了水合肼与硝化棉、单基药的反应,以积分法建立水合肼与硝化棉的动力学模型及水合肼与单基药的扩散模型。结果表明,水合肼与硝化棉的反应受温度的影响较大,反应时间的影响相对较小。处理退役单基药时,温度适合控制在50~70℃之间,提高反应温度可以提高水合肼处理退役单基药的效率。理论上通过提高水合肼浓度、加快搅拌速率也可以提高水合肼处理退役单基药的效率。

基于互信息和MPCA的单基药塑化过程监测方法

针对现阶段单基药塑化过程缺乏可靠的渐变式故障检测和异常工况的报警及评价能力等问题,同时传统数据驱动方法难以处理过程中包含的多种线性与非线性关系混合特征,又无法突出变量间耦合相关性的差异,提出一种基于归一化互信息的多向主成分分析故障检测方法。该方法通过归一化互信息刻画过程中多维变量间的复杂耦合关系,并以此对不同维度变量之间的相关性特征进行权值修正,得到体现每个变量与其他维度变量之间耦合作用关系的数据集,并分别建立与其相应的监测模型。最后再利用贝叶斯推理将不同模型的监测结果融合成一组概率指标实现过程监测。实验结果表明了所提方法的有效性,可实现塑化过程多种故障的快速检测和异常工况的监测预警。

单基药溶棉比及药粒收缩率

本文仅述了单基药生产中所采用的溶棉比对药粒外径、弧厚及孔径收缩率计算的经验公式.讨论了硝化棉干量、脱水棉及酒精驱水棉的水分含量以及乙醚加入量对药粒收缩率的影响.

基于模糊数学改进的BZA-1法在单基药生产过程安全评价中的应用

单基发射药连续生产过程中易发生燃烧爆炸等危险事故。针对现有评价方法不能完全考虑到单基药生产过程系统内的复杂人、机、环境,或者敏感的系统内外危险性的情况,结合单基药生产过程特点,在传统BZA-1法的基础上,采用了模糊数学的方法评估和计算了可控危险度的未受控系数K、改进其中静态危险度V、工艺过程危险系数γ、事故概率指标P、人员密度或出现频次D等值。全面考虑生产过程中的复杂情况,改善了原方法中"简单粗暴"的K值确定方法。利用该评价方法对某单基药工厂进行综合评价。结果显示,更符合实际情况。

2/1樟单基发射药的真空与非真空环境安定性试验可替代性研究

基于深空探测用单基发射药在外太空中要经受长时间真空、温度交变等复杂的太空环境,而现有标准的安定性评估方法对其不适用的情况,设计了2/1樟单基发射药在75℃高温真空和非真空条件下的对比试验,测试双环境应力下药剂的安定剂含量、热分解性能及药剂成分等安定性敏感参量。结果表明:在试验周期10d内,药剂在75℃真空和非真空的试验环境下,其二苯胺含量、分解温度和氮含量等参数无显著性差异。本研究可为单基发射药在复杂多变环境下的安定性评估提供参考。

GAP基聚氨酯包覆单基发射药能量与燃烧性能

为改善单基药的燃烧性能,以聚叠氮基缩水甘油醚(GAP)基聚氨酯为包覆材料,采用"预混-喷涂-固化"工艺对4/7单基药进行包覆。采用三维视频显微镜观察了包覆效果。差示扫描量热法研究了GAP基聚氨酯与单基药相容性。通过理论计算和密闭爆发器试验研究了包覆单基药能量和燃烧性能。结果表明,GAP基聚氨酯包覆层厚度较为均一,与单基药粘结良好,且二者相容。GAP基聚氨酯的加入使得发射药火药力和爆温均下降,但火药力降幅明显低于惰性高分子。GAP基聚氨酯包覆单基药具有显著的燃烧渐增性,随着包覆量的增大,渐增性逐渐增强。与单基药相比,包覆量为7.05%、9.67%和11.88%时,包覆单基药的燃烧分裂点相对压力值由0.151分别后移至0.453、0.480和0.489,燃烧渐增因子由0.090分别增大至0.293、0.340和0.358。

高性能改性单基发射药的制备与性能

以高氮量单基发射药为原料,使用先吸收NG、后吸收聚酯钝感剂的两步法工艺,成功制备出高能钝感单基药(HEDS)。试验表明,对比单基发射药,HEDS发射药的能量更高,燃烧渐增性更强,吸湿性更小。随NG加入量增大,钝感剂加入量减小,HEDS发射药的爆热增大。HEDS发射药具有十分优异的燃烧渐增性能,且钝感剂含量对其燃烧渐增性有显著影响,这种特性与其特殊结构有关。HEDS发射药的点火性能有待改进。

模糊综合评价在单基发射药生产安全评价中的应用

单基发射药属于易燃、易爆危险品,生产过程中极易发生燃烧和爆炸。近年来,随着单基发射药生产规模不断向大型化、连续化发展,形成事故的原因更加复杂。结合单基发射药生产过程中事故发生的特点,提出对这个多因素,多变量,多层次的发射药生产系统运用模糊综合评价法进行安全评价。从四个方面分析了影响发射药生产安全的因素,建立了较合理的安全评价指标体系,并运用层次分析法给出各因素权重,从而建立了单基发射药的生产安全评价模型,并且提出了具体的安全整改措施及建议,为预防及避免事故发生,提高生产效益,提供了更加准确的科学依据。

近红外光谱法快速检测单基发射药中的二苯胺含量

采用近红外光谱法快速测定了单基发射药中二苯胺（DPA）的含量。评价了多个光谱预处理方法的优化效果,采用反向偏最小二乘法（biPLS）优选了建模波段（4 698~4 991、6 464~6 761和9 414~9 708cm-1）,并根据光谱分析结果和回归系数图解释了波段的选择。基于建模参数优化结果建立了二苯胺定量模型,并对模型进行了重复性验证。研究了环境温度对模型预测结果的影响。结果表明,确定的最佳光谱预处理方法是标准正态变换（SNV）、一阶导数和平滑的组合;模型校正相关系数（Rc）和验证相关系数（Rp）分别为0.995 3和0.988 5,预测均方根误差RMSEP为0.163 5;重复性极差和标准偏差均低于0.1%;环境温度的变化对模型预测的影响不显著。该方法可用于快速检测单基发射药中的二苯胺含量。

GAP改性单基球形药的表征

采用内溶法制备了由聚叠氮缩水甘油醚(GAP)改性的单基球形药,用扫描电子显微镜(SEM)、假密度测定器、激光粒度仪和傅里叶变换红外(FT-IR)对GAP改性单基球形药进行表征。结果表明,所制得的GAP改性单基球形药圆球率较高,颗粒间无粘结,流散性好;在驱溶时采取缓慢升高真空度和温度的方法可制得较好的GAP改性单基球形药,驱溶时间从10min增长至60min时,假密度从0.5467g/cm3增大至0.8315g/cm3,适宜的驱溶时间为40～50min;搅拌速度从700r/min提高至1 500r/min时,GAP改性单基球形药的中位粒径d50从134.53μm减小至59.80μm,适宜的搅拌速度为1 000～1 500r/min。

退役单基发射药临界起爆特性的研究

为研究退役单基药的临界起爆特性,采用显式动力学有限元程序——AUTODYN软件对退役单基药在冲击波作用下的临界起爆特性进行数值模拟。结合隔板实验和临界起爆压力实验验证了数值模拟的可靠性。数值模拟中,通过改变隔板材料、试件壳体厚度及起爆方式3种途径研究其临界隔板值及临界起爆压力,利用理论计算得到其临界能量通量。结果表明,随着隔板材料冲击阻抗的增大,试样临界隔板值逐渐减小;随着试件壳体厚度的增加,试样的临界隔板值逐渐增大、临界起爆压力逐渐减小,但当壳体厚度增至5mm后,两者不再变化;3种起爆方式中,面起爆的临界隔板值和临界能量通量最大。

黑火药和单基发射药的电热丝点火实验研究

用实验方法研究了黑火药和单基发射药在电热丝作用下的点火问题 ,测出了实验条件下两种药剂的临界点火电流及点火延滞期 ,并推算出了点火的电热丝温度。

微热量热法测定单基发射药的化学动力学参数

用微热量热法系统测试了单基发射药的动力学参数 ,摸索了测试条件 ,其测定结果对今后发射药分解机理和安全性研究具有一定的参考价值。