TATB基PBX界面粘结改善研究进展

对近年来提高和改善TATB基高聚物粘结炸药(PBX)界面粘结的方法进行了综述,从TATB特殊的分子结构出发,讨论了粘结剂的选择以及界面之间相互作用的评估,从理论模拟的角度分析了氟聚合物与TATB间的相互作用。重点阐述了炸药表面改性、偶联剂对界面改善的影响。指出了重点发展的三个方向:粘结剂结构设计、偶联剂加入、新型包覆方法。

TATB基PBX的热膨胀系数研究

用线膨胀仪测试了TATB基PBX的线膨胀系数(CTE),分析了配方、工艺等因素对PBX的CTE的影响情况。结果表明,氟聚合物粘结的TATB基PBX在室温～70℃间的CTE值很大,粘结剂氟聚合物在物理特性上的差别对TATB基PBX的CTE影响很小,而替用玻璃化转变温度高于75℃的高聚物可使PBX在室温～70℃间的CTE值显著下降。与钢模压制方法相比,采用等静液压方法可以使TATB基PBX药柱在室温～70℃的CTE值降低30%以上。冷热循环处理也可在一定程度上降低PBX的CTE值。

TATB/氟聚合物塑料粘结炸药的表(界)面特性研究

测量了不同偶联剂处理的TATB和常用粘结剂的接触角 ,根据几何平均法、调和平均法和调和平均方程计算了TATB基塑料粘结炸药的表 (界 )面特性参数 ,并利用XPS对TATB与高聚物粘结剂的界面特性进行了分析。实验结果表明 ,F2 3 14 作粘结剂可实现与TATB的较佳粘结 ;接触角法评价偶联剂对TATB的改性效果是可行的 ;TATB与F2 3 14

用动态力学分析技术评价TATB/氟聚物复合材料界面

在测定四种TATB/氟聚物复合材料的力学损耗基础上 ,利用三相模型和A参数评估这四种复合材料界面。结果表明 :TATB/氟聚物复合材料界面的分子间作用主要是范德华力 ,并且这种力不能有效阻止该界面的滑移。同时 ,还存在着另一种影响界面力学性能的作用机制 ,这种机制与氟聚物的相态相关。因此改变有关相态可能是提高TATB/氟聚物复合材料力学性能的一条有效途径。

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。

氟聚物黏结剂对TATB基PBX造型粉可压性的影响

为了探究氟聚物黏结剂对高聚物黏结炸药(PBX)造型粉可压性的影响,对3种不同黏结剂(F2311、F2313、F2314)的TATB基PBX造型粉进行压制成型试验,获得了PBX造型粉的压缩位移曲线;采用排水法和小角X射线散射技术(SAXS),得到了PBX成型样品的密度和孔隙率随温度的变化规律。结果表明,3种造型粉在载荷最大时的压缩位移与松装密度有关,松装密度越大,造型粉的压缩位移越小;PBX成型样品的密度和孔隙率均会在某个压制温度发生突变,TATB/F2311、TATB/F2313和TATB/F2314密度突变的温度分别为60、80和100℃;3种PBX成型样品的孔隙在3~5nm和30~50nm两个区域呈双峰分布,当压制温度高于突变温度时,40~50nm的孔隙明显降低。此外,建立了修正比能量可压性评价方法,对3种造型粉进行了可压性评价,获得的可压性系数与相对密度相关系数较好(0.9以上),验证了该方法的合理性和有效性。相同压制条件下,以F2311为黏结剂的TATB基PBX造型粉的可压性系数最大,可压性最好。

模拟多层穿靶过程装药安全性评价方法

为了研究战斗部侵彻多层靶过程中装药结构的安全性,建立了模拟多层穿靶过程的装药安全性评价方法。以加速跌落平台为依托,设计了一种多次冲击加载试验装置,通过数值计算的方式校核了装置的冲击载荷,并对装置进行了结构优化,获得了实验室条件下应力幅值约为400MPa、脉冲间隔1ms、脉冲宽度0.5ms、脉冲次数为4次的多次冲击载荷加载实验装置。并针对某种TATB基高聚物黏结炸药,开展了多次撞击安全性试验,研究了多次冲击压缩载荷下装药的响应特性。结果表明,该装置数值计算和试验结果有较好的一致性;该装药在典型多次冲击载荷下(应力幅值约为400MPa、脉冲间隔1ms、脉冲次数为4次),表面发生裂纹破碎,但未发生点火反应。

爆炸焊接及镶铸Al的Al/Cu/钢复合板的界面特征

采用固 液镶铸法实现了Cu/ 50CrV复合板与铝合金LD10液的复合 ,利用扫描电镜对镶铸复合板和Cu/ 50CrV复合板界面的组织结构进行了比较和研究。结果表明 :Al/钢复合界面与Cu/钢复合界面具有相似的波状界面结构 ;镶铸铝合金 /钢的铝合金基体区的组织类似于铝合金加Cu的铸造组织 ,过渡区相当于是原铜 /钢过渡区的“解体” ,其中的组织、相成分都受原过渡区结构的影响 ,钢基体上脱落的颗粒的组织结构发生了很大的变化 ;要获得良好的界面结构 。

核辐射对PBX氟聚合物结构和性能影响的研究进展

综述了国内近年来核辐射对塑料黏结炸药(PBX)中氟聚合物黏结剂结构和性能影响的研究现状,并总结了不同气氛中γ射线以及中子剂量对氟聚合物黏结剂性能影响的一般结论,提出了为防止辐射降解产物对金属的作用考虑用氮气作为含氟聚合物材料储存环境的方法。

核辐射对PBX氟聚合物结构和性能影响的研究进展

综述了国内近年来核辐射对塑料黏结炸药(PBX)中氟聚合物黏结剂结构和性能影响的研究现状,并总结了不同气氛中γ射线以及中子剂量对氟聚合物黏结剂性能影响的一般结论,提出了为防止辐射降解产物对金属的作用考虑用氮气作为含氟聚合物材料储存环境的方法。

冷压成型压力对HMX基PBX微结构影响的SANS研究

为了探索冷压成型压力对高聚物粘结炸药(PBX)微结构的影响,采用衬度变换中子小角散射(SANS)技术测试了不同压力成型奥克托今(HMX)基PBX的中子小角散射信号,利用Porod定理获得了样品中炸药晶体-粘结剂-孔洞三者之间界面面积随成型压力的演化。结果表明,成型压力由64MPa增加至178MPa时,样品密度由1.55g·cm^-3增加至1.72g·cm^-3,HMX与粘结剂之间的界面结合率由23.7%增加至26.7%,单位质量PBX内部总界面面积Stotal减小6.1%(实验误差3%),HMX与粘结剂之间的界面面积SHB增加15.2%,HMX与孔洞之间的界面面积SHV基本不变,而粘结剂与孔洞之间的界面面积SBV则下降38.0%,表明这个过程中造型粉和粘结剂被逐渐压实;成型压力由178MPa增加至382MPa时,样品密度增加至1.79g·cm^-3,HMX与粘结剂之间的界面结合率增加至42.3%,Stotal减小11.2%,SHB增加49.0%,SHV减少25.8%,SBV下降45.5%,说明这个过程中除了造型粉和粘结剂被压实外,还有大量的粘结剂流动至HMX晶体表面。此外,成型压力由64MPa增加至382MPa时,SHV与SHB之和(即单位质量PBX样品内HMX炸药晶体总的界面面积)基本保持不变,说明该冷压过程并未导致HMX晶体大量穿晶破碎,这与光学显微观察结果一致。