绿色起爆药5-硝基四唑亚铜(DBX-1)研究进展

5-硝基四唑亚铜(DBX-1)是一种不含有毒重金属的绿色起爆药,从发现至今一直备受关注,合适的发火感度、优异的起爆能力和输出能力、良好的相容性和耐温性能使DBX-1被认为是最有可能代替叠氮化铅(LA)的绿色起爆药。5-硝基四唑钠(5-NaNT)是制备DBX-1的原材料,本研究针对5-NaNT在合成过程中存在的问题,对DBX-1的研究进展进行了综述,详细介绍了DBX-1从实验室合成到百克量制备的发展历程和5-NaNT合成路径演变过程,指出DBX-1后续研究应以提高合成过程安全性、掌握工艺参数对晶体形貌的影响规律、调控发火感度以及完善性能评估体系等为重点,为工程化应用奠定技术基础。

叠氮化铅驱动飞片起爆下级装药的试验研究

为了研究叠氮化铅驱动飞片的影响因素,采用钢凹法、锰铜压阻测爆压法研究了序列的发火能量、起爆药药量、隔爆元件的材料和厚度、点火药药量对序列传爆、隔爆能力的影响。结果表明:序列需同时满足最低发火能量和起爆药药量条件才能正常传爆,起爆所需的最低发火能量为3.4 mJ,叠氮化铅最小装药量4.7 mg;隔爆元件镍、硅材料的厚度在0.32~0.80 mm时,导爆药不发生爆轰反应,但产生了凹坑和烧蚀现象;点火药高度在0.25~1.25 mm时,起爆元件的爆压变化不显著。

硅烷的危险特性及安全操作

硅烷作为一种提供硅组分的气体源 ,广泛应用于微电子、光电器件以及高纯度多晶硅生产 ,潜在应用前景更为广阔。随着硅烷应用领域的扩大 ,硅烷安全使用和处理已成为首要的问题。通过对硅烷着火的研究和事故分析表明 ,硅烷的危险特性在于它与氧反应的极强活性 :自燃 ,着火下限低 ,燃烧能量大。由于硅烷的自燃特性 ,对它的安全防范 ,与一般的易燃易爆物质相比 ,除一些共同点之外 ,还有显著的不同之处。在操作中必须预防高浓度硅烷与氧接触发生自燃着火。同时还必须防止硅烷泄漏在有限的空间内与氧混合 ,形成不稳定爆炸性气团。笔者综合分析和研讨了硅烷着火和爆炸的最新进展和成果 ,在实践经验和分析典型硅烷事故的基础上 ,提出了处理和使用硅烷的安全操作要点。

起爆药等离子体感度研究

半导体桥产生的等离子体起爆火工药剂时,存在起爆难易问题,即不同起爆药对等离子体的感度不同。通过研究示波器采集半导体桥引爆起爆药时的信号,获取了半导体桥释放能量、电压-时间曲线中二次峰持续时间、光信号出现时间以及电压断开时间等数据,并利用D最优化法程序对数据进行了处理。结果表明:斯蒂芬酸铅、叠氮肼镍、硼/铅丹由半导体桥产生的焦耳热引燃;苦味酸铅,叠氮化铅,硝酸肼镍,斯蒂芬酸钡由等离子体引燃,其感度顺序是:苦味酸铅>叠氮化铅>斯蒂芬酸钡>硝酸肼镍。

乙炔银-硝酸银合成工艺优化及其性能测试

以硝酸银和乙炔为原料合成了光敏炸药乙炔银-硝酸银(SASN),分析了反应温度、硝酸银质量浓度和添加剂等对合成工艺的影响,得到了最佳合成工艺条件;用扫描电镜、XRD和DSC分别研究了SASN晶体颗粒、成分和热分解性能,用Kissinger法得到了SASN的热分解反应动力学参数;测试了其撞击感度、摩擦感度、火焰感度和静电火花感度等。结果表明,SASN颗粒形态、大小易受合成条件的影响,主要以长针状晶体为主,晶体长度在10～60μm之间;最佳合成工艺条件为:硝酸银25 g、去离子水150 m L和硝酸29 m L时,得到SASN的产率较高,为86. 1%;在升温速率10℃/min下,SASN的分解峰温为232. 9℃,Kissinger法得到的热分解表观活化能为121. 0 k J/mol;其特性落高、火焰感度及静电火花感度分别为23. 9 cm、23. 9 cm和0. 49 J,均比纯叠氮化铅(LA)钝感;其摩擦感度为80%,比纯叠氮化铅敏感。

SCB等离子体能量作用形式的分析及验证

针对SCB等离子体与药剂间的能量转移机理,分析了SCB点火的整个过程中可能存在的能量作用形式。为了验证可能的能量作用形式,包括桥体和药剂之间是否存在热传导,等离子体对药剂的冲击作用和热渗透作用,设计并进行了不同等离子体参数测量实验和LTNR,NHA,NHN3种药剂点火实验。结果表明,等离子体的渗透热作用为主要能量作用形式。

不同点火条件下无起爆药雷管实验

使用外径6.0mm、内径3.5mm,长度分别为30,25,20,15mm的钢内管,装填结晶PETN(太安)作为起爆元件代替起爆药,分别使用桥丝电引火头、塑料导爆管、半导体桥(SCB)点火。实验表明:在桥丝电引火头作用下,30,25mm钢内管装药密度分别为0.90~1.47g/cm^3、1.21~1.40g/cm^3;高能HGL点火药作用下,20mm钢内管装药密度为0.87~1.42g/cm^3,钢内管中结晶PETN能够实现燃烧转爆轰(DDT)。半导体桥点火使用RDX(黑索今)和PETN作为点火端装药可以使雷管发生爆轰。

SCB传热模型及点火能量验证

以电容放电的方式研究了半导体桥(SCB)点火过程与药剂之间可能存在的能量作用形式。设计了不同的点火实验,有针对性地验证了等离子体对药剂的冲击作用和渗透热作用。从等离子体存在形式出发,利用等离子体传热理论,初步建立了等离子体传热模型。对斯蒂芬酸铅(LTNR)、叠氮肼镍(NHA)和硝酸肼镍(NHN)进行单颗粒球形传热模型的Fourier分析和数值模拟,并对三种药剂进行了SCB点火实验。LTNR、NHA、NHN三种药剂的最低点火电压分别为11,15,39 V。点火实验结果表明,药剂的导热系数影响SCB点火属性,导热系数小的药剂对应的最低点火电压也小。结合模拟的结果得到了SCB等离子体点火中,渗透热作用为主要能量作用形式的结论。

起爆药等离子体点火能量与一些化学特性的关系

以氮化铅(LA)、斯蒂芬酸铅(LTNR)、叠氮肼镍(NHA)、硝酸肼镍(NHN)、四氮烯(Tz)和苦味酸铅(LP)为对象,研究了起爆药SCB等离子体点火能量和药剂特性之间的关系。结果表明,等离子体点火能量和药剂表观活化能之间没有直接的相关性;当药剂反应转化率为5%时,LTNR、NHA、Tz和LP的温度与其相应的等离子体点火能量之间的相关系数为0.81,但综合考虑6种起爆药时,其相关性则显著下降;经过修正,LA、LTNR、NHA、NHN、Tz和LP的临界温度Tc和等离子体点火能量的相关系数为0.82,表明等离子体点火能量和起爆药性能(特别是临界温度)之间有一定关系。

叠氮化铅的等离子体电子作用机理初探

本文分析了装有不同药剂的半导体桥(Semiconductor Bridge,SCB)火工品的电流信号,结合叠氮化铅(Lead Azide,LA)的铅核反应机理,探索性地分析了等离子体中电子对药剂分解反应的影响.表明SCB等离子体中的电子可能直接参与铅核的生成反应,使Pb^(2+)/Pb^0转化变得容易,实现6.89μs的发火.

引信球转子力学特性参数分析

引信球转子的运动特性主要取决于其力学参数。利用三维建模软件求解了12种引信球转子的力学参数,并对结果进行了分析和讨论。结果表明绝大多数引信球转子质心与其形心是不重合的,且不在球转子雷管轴线上,而雷管轴也并非极惯性轴。除了个别球转子质心位于形心、雷管轴为极惯性轴之外,其余11种球转子质心偏离形心0.019～0.509 mm,雷管轴与极惯性轴之间夹角为0.01°～0.60°。两个赤道转动惯量不相等,且垂直于引信轴线赤道轴的转动惯量小于另一赤道转动惯量。

新型碳基导电药无桥火工品研究

为开发抗静电能力强、制作工艺简单的新型火工品,利用碳纤维独特形状及特殊电热转换特性,将其分别与叠氮化铅(LA)、斯蒂芬酸铅(LS)和叠氮肼镍(NHA)混合制备了碳基含能复合起爆药(CEC),并用于陶瓷塞火工品和M100独脚电雷管。通过改变碳纤维含量,研究了CEC火工品发火性能及静电感度等性能。发火特性及安全性实验结果表明:当碳纤维添加量为30%时,火工品发火电压最低,3种火工品50%发火电压由低到高依次为NHA-CEC火工品(14.1V)、LS-CEC火工品(17.6V)和LA-CEC火工品(27.8V),安全电流分别为280mA、250mA和180mA,其对应的脚-脚间50%发火静电电压分别为28.9kV、27.3kV和30kV,脚-壳间抗静电能力大于25kV.高速摄影和雷管铅板实验结果表明:3种火工品均具有可靠的点火能力,其中LA-CEC和NHA-CEC能可靠起爆黑索今炸药并将铅板炸穿。相比于桥丝火工品和半导体桥火工品,该碳基含能复合物装配的无桥火工品具有抗静电能力好、制备方法简便、成本低廉的优点。

GTG型火雷管技术研究

文章介绍了 GTG型火雷管技术 ,对该雷管的装药结构、GTG起爆药和 KG点火药的极限装药量、耐压性、相容性和可靠性等方面的结果进行了全面的介绍。研究结果表明 ,用 KG作点火药、GTG起爆药作为普通纸壳火雷管的装药是可行的。 GTG型火雷管比 DDNP起爆药雷管性能可靠 ,消除了污染 ,比非起爆药火雷管装配工艺简单 ,安全性、可靠性、环保性都有所提高 。

新型起爆药BNCP的应用研究

为了进一步推广新型安全钝感起爆药BNCP的军事应用,开展了BNCP的性能分析及其在起爆器和点火器中的应用研究。通过对BNCP的热性能、热安定性、相容性及感度进行测试,得到了BNCP的基础性能数据;对装填BNCP的两种火工品的输出性能进行测试,结果表明:在某起爆器中用BNCP代替CMC-LA,装药量减少了25mg,输出压力平均值提高了2.1MPa;在某电点火器中用BNCP代替b-LTNR,装药量减少了5mg,输出压力平均值提高了约2.5MPa。采用BNCP的两种火工品均能够正常作用,且做功能力增强,说明BNCP可以代替叠氮化铅和斯蒂芬酸铅在部分火工品中进行应用。

起爆药半导体桥等离子体点火特性研究进展

基于半导体桥(Semiconductor Bridge,SCB)火工品换能元SCB作用对象绝大部分是起爆药的现状,为探究半导体桥与起爆药间的响应规律和作用机理,系统地介绍了半导体桥等离子体的特性参数及变化规律,论述了半导体桥等离子体点火机理的研究进展,并归纳总结了等离子体与药剂相互作用规律,以期为新型药剂的设计和等离子体起爆技术的发展提供参考。

4,6-二硝基-7-氧-苯并氧化呋咱钾一水合物(KDNP·H_2O)的性能及应用研究

为推进新型单质起爆药4,6-二硝基-7-氧-苯并氧化呋咱钾一水合物(KDNP·H_2O)的军事应用,开展了KDNP·H_2O的性能特征分析及应用基础研究。测试并分析了其晶体结构、相容性、吸湿性以及热性能,按照国军标测试与评估了其感度性能与爆炸性能,并与斯蒂芬酸铅(LTNR)的性能进行对比。此外,研究了KDNP·H_2O和LTNR在半导体桥(SCB)中发火时间,以及KDNP·H_2O作为始发装药的3种半导体桥点火器的作用时间。结果表明KDNP·H_2O是一种可以替代斯蒂芬酸铅的新型起爆药,以其优于LTNR的感度性能和较快的作用时间有望应用于火工品中。

一种非起爆药电雷管

介绍了一种只采用猛炸药的非起爆药电雷管。通过对影响DDT关键因素的优化试验,得出了最佳装药条件。该雷管制造工艺简单,点火可靠,起爆性能稳定,生产和使用安全。

一种无起爆药撞击火帽的输出特性

用50%50 nm Ti和50%5μm KClO4组成的非起爆药装药设计了一种无起爆药撞击火帽。采用模拟实验和高速摄影技术对该种无起爆药撞击火帽的输出特性进行了研究。实验结果显示,当Φ1.0 mm的击针撞击火帽时,其火帽中药剂的反应形式为缓慢燃烧;当Φ1.7 mm的击针撞击火帽时,火帽中药剂的反应形式为爆燃;当Φ3.0 mm的击针撞击火帽时,火帽中药剂的反应形式为爆炸。当以缓慢燃烧形式反应时,火帽输出的火焰强度很弱,炽热残渣为0,50%,特性点火距离为0。当以爆燃形式反应时,火帽输出的火焰持续时间约为250μs,炽热残渣为12.9 mg,50%特性点火距离为94 mm。当以爆炸形式反应时,火帽输出的火焰持续时间约为50μs,炽热残渣为7.7 mg,50%特性点火距离为52 mm。而同配方系列中的含叠氮化铅、50 nm Ti和5μm KClO4组成的起爆药装药撞击火帽,只有一种反应形式--爆炸,其火帽输出的火焰持续时间约为50μs,炽热残渣为6.5 mg,50%特性点火距离为32 mm。无起爆药撞击火帽以爆燃形式发火时,其点火性能优于其同配方系列中的含起爆药撞击火帽。

安全电起爆系统的研究

针对油气井普通电起爆存在的安全隐患,采用爆炸桥技术进行安全电起爆系统的研究。解决了无起爆药情况下可靠起爆的关键技术及系统耐温问题,实现了起爆系统在射频、雷击、杂散电及各种机械能量危害下的安全要求。

人机隔离起爆药筛药技术的研究

通过研制创新性工艺设备,优化生产工艺,DDNP筛药系统具备人机分离、自动筛药、自动装药、自动装盒、自动安全报警、自动安全连锁、可靠防止传爆的连续化生产功能,提高了生产线自动化水平及生产效率,降低生产在线人员数量及减少操作人员直接接触危险品的机会,提高本质安全水平。