硼-硝酸钾(BPN)点火药的制备及其性能研究

基于硼-硝酸钾点火药的典型配方,采用手工混合、造粒的方法,制备了不同黏合剂造粒的硼-硝酸钾点火药,并对其感度及相关性能进行了研究。结果表明,以氟橡胶造粒的硼-硝酸钾点火药火焰感度最高;以不饱和聚酯树脂造粒的硼-硝酸钾点火药抗压强度最好;氟橡胶和不饱聚酯树脂可以降低硼-硝酸钾点火药的静电感度,而硝化棉对硼-硝酸钾点火药的静电感度有增强作用。

储存时间对硼-硝酸钾点火药性能的影响

为确定储存时间对硼-硝酸钾点火药点火性能的影响,进行了不同时间的加速老化试验,对加速老化试验后样品进行了吸湿增重、外观形貌、爆热、成分、稳定性等各项理化性能检测分析,并装配5发点火具进行性能测试。研究表明:与硼-硝酸钾点火药原样品相比较,经加速老化试验后药剂吸湿严重,药剂中活性物质随加速老化时间的增长有缓慢氧化现象;点火具点火时间变长,峰值压力降低,点火能力有降低趋势,建议自然储存时间自生产制造日起不应超过5a。

不同氧/燃比的硼-硝酸钾的激光点火特性

硼-硝酸钾是一种重要的含能材料,其氧/燃比与药剂的点火和燃烧性能有密切关系。为了掌握氧/燃比与激光点火性能的关系,对不同配比的硼-硝酸钾及其酚醛树脂掺杂物进行激光点火特性实验研究、热力学参数计算分析和热分析。结果表明,硼-硝酸钾的激光点火过程由激光烧蚀、热化学反应和自持燃烧等阶段构成;随着硼质量分数从30%增加到70%,50%发火的激光点火阈值存在一个最小值,分别为7.6 mJ(m(B):m(KNO_3):50:50)和4.05 mJ(m(B):m(KNO_3):m(酚醛树脂):40:50:5);激光点火延迟时间与激光点火能量密度的关系近似为线性递减关系,并且具有较低激光点火能量阈值的配比也具有较短的激光点火延迟时间;酚醛树脂将B-KNO_3的化学反应起始温度从556℃降低到548℃,化学反应放热量从1.86 kJ/g增大到2.21 kJ/g,提高了激光点火感度和缩短了点火延迟时间。

激光烧蚀硼-硝酸钾的等离子体特性

为了掌握激光点火中烧蚀和等离子体的特性,采用平行电极板法研究了脉冲Nd∶YAG激光对硼-硝酸钾点火时的激光烧蚀等离子体导电特性和特征参数值。实验获得了B-KNO3(m(B)∶m(KNO3)=40∶60)和B-KNO3-酚醛树脂(m(B)∶m(KNO3)∶m(phenolic resin)=40∶60∶0.5)的等离子体形成的临界能量密度值分别为34.07±8.06 J/cm2和28.56±2.62 J/cm2,电荷通量值和平均动能值分别为1.82×10-5C/(mm2.s),10.85×103eV(62.05 J/cm2)和2.29×10-5C/(mm2.s),13.61×103eV(60.80 J/cm2)。激光形成等离子体的点火延迟时间随着激光能量密度的增大而呈指数衰减,在较低能量密度下掺杂酚醛树脂的B-KNO3的点火延迟时间比无酚醛树脂的B-KNO3长,但是当能量密度达到35 J/cm2时两者相同。研究表明,酚醛树脂有助于B-KNO3的烧蚀,并且形成的可反应性烧蚀产物具有较高离子浓度和动能。

直列式爆炸箔点火及相关技术研究进展

从直列式点火系统构成、许用点火药硼-硝酸钾(Boron-Potassium Nitrate,BPN)的燃烧机理和新制备工艺以及国内外直列式爆炸箔点火相关标准三个方面,综述了直列式爆炸箔点火及相关技术的发展现状及应用。直列式点火系统有多功能多任务需求,因此作为控制模块的电子安全与解除安保装置呈现出编程寻址、多点协同的发展趋势,系统中各元件通过小型化和低能化减少系统装置所占空间。BPN通过新制备工艺进行组分粒度微纳米化,生成核壳结构,优化BPN燃烧性能、吸湿性和安定性等。总结并对比了国内外直列式爆炸箔点火相关标准。分析了直列式爆炸箔点火尚需研究的问题:冲击片直接点火BPN机理和BPN组分粒度对冲击点火感度的影响;BPN隔板点火的影响因素和规律;多种隔板点火结构的性能比较;BPN新制备方法及其对性能的优化。