球扁药应用于大口径火炮高装填密度发射装药

研究了大弧厚球扁药成型工艺及其在大口径火炮高装填密度装药中的应用可行性。自由装填试验表明：采用大弧厚球扁药能有效提高装填密度。经钝感处理后，对该药形进行３０ｍ ｍ 航炮射击试验，当球扁药在装药中的装填比例提高到一定程度时，与制式装药相比，初速增加了 ２．１％ ，而最大膛压基本保持不变，点火安全。１００ Ｈ 射击试验表明：该药形经钝感处理后，应用于大口径火炮高装填密度是可行的、有效的。

超临界CO_2制备微孔球扁药的研究

为改善球扁药的燃烧性能,根据燃面渐增原理,设计出了一种具有微孔结构的球扁药,并采用超临界流体技术升温发泡工艺制备出该结构的球扁药,分析了发泡过程中的泡孔的成核和长大机理;研究了CO2含量和粒子对泡孔形貌的影响。扫描电镜(SEM)结果显示,微孔球扁药内部泡孔是独立的闭孔泡,粒子可以改变泡孔的形貌,随着CO2在球扁药中含量的降低,平均泡孔直径变小。密闭爆发器试验表明,该微孔发射药具有良好的燃烧渐增性能。因此,利用超临界流体技术可以制备出不同泡孔形貌和燃烧性能的微孔球扁药。

深钝感球扁药发射装药膛内实际燃烧规律

应用内弹道势平衡理论研究了深钝感球扁药发射装药膛内实际燃烧规律。密闭爆发器试验揭示了在控制好球扁药的钝感层的厚度及钝感剂在球扁药本体的浓度梯度分布时 ,可实现相对渐增性燃烧。由某大口径火炮射击试验数据的分析给出了深钝感球扁药发射装药势平衡点的位置和该点处的参数值 ;建立了膛内的实际燃气生成函数。结果表明内弹道势平衡理论为研究深钝感球扁药发射装药膛内实际燃烧规律开辟了一个新途径。

球扁药药型尺寸对内弹道性能的影响

以5.8mm枪为射击平台,通过经典内弹道模型理论计算出弧厚不同的几种球扁药理想混装时的最大膛压及初速,并通过靶场实验测试出实际弧厚不均一的球扁药混装时的初速.理论计算结果表明:5.8mm枪的初速及最大膛压均随着球扁药弧厚的增加有所降低;单一尺寸球扁药中混装其他尺寸量越多,最大膛压及初速变化量越大;混装方式较单一尺寸装药,最大膛压及初速跳动减小.靶场实验结果与理论计算结果相一致,球扁药过筛尺寸均匀后,初速跳差明显降低.因此,应改进球扁药生产工艺或装药方式,提高弹道一致性.

报废“双迫”药改制射钉弹用球扁药新工艺研究

为了解决'双迫'型废火药的处理和再利用问题,提出了一种制备射钉弹用球扁型发射药的新工艺.工艺过程包括:将经过粉碎的原料药粒分散到含有分散剂的水溶液中,加入适量的乙酸乙酯溶剂使药粒表层溶胀,在搅拌剪切力和界面张力的作用下,药粒的表面发生球形化转变,再经过洗涤、分级和烘干等处理,得到表面光滑的球扁药.研究得到的适宜工艺条件为:溶剂比1.0～2.0 ml·g-1,用水量为药粒的6.0倍,分散剂用量为水量的1.0%～2.0%,搅拌速率500～600 r·min-1(线速度4.0～5.0 m·s-1),溶胀温度和时间分别为65～68 ℃和30 min.成品球扁药的堆积密度由0.70 g·cm-3提高到0.95 g·cm-3以上,流出时间由7.5 s下降到4.0 s以下.在射钉枪上进行测试,其主要弹道性能达到PATMI标准的规定指标.

微气孔球扁药通孔结构的制备

采用改变药型、以不同盐溶液为内水相、化学发泡法3种方法制备微气孔球扁药。利用测量堆积密度和扫描电镜观察药粒剖面结构等手段表征孔隙率和孔结构。结果表明,将球状药改型为球扁状药,药粒中大孔和小孔均为通孔结构。当内水相盐浓度高于0.20g/cm3时,药粒中大孔和小孔均由闭孔结构向通孔结构转变。采用化学发泡法制备微气孔球扁药,小孔均为闭孔结构,不同驱溶量发泡对大孔结构有很大影响,驱溶量为29%时,发泡制备的球扁药中大孔为通孔结构。实验采用的3种方法均能有效控制微气孔球扁药中的通孔结构。

分层结构微孔球扁药制备条件对其燃烧性能的影响

以双基球扁药为研究对象,采用超临界CO_2升温发泡工艺制备了具有内部分层结构的微孔球扁药。分析了分层结构的形成机理以及解吸附时间和发泡温度对皮层厚度的影响。扫描电镜(SEM)结果显示,随着解吸附时间增加,未发泡皮层厚度增大,随着发泡温度升高,未发泡皮层厚度减小。密闭爆发器实验表明,不同皮层厚度的样品燃烧性能不同。在解吸附时间t_d=2 min,发泡温度T_f=85℃,发泡时间t_f=20 s时皮层厚度约20μm,具有良好的燃烧渐增性。皮层过厚或过薄都不利于燃烧性能的改善。可以通过控制解吸附时间和发泡温度,制备出具有合理皮层厚度的微孔球扁药,实现燃烧渐增性。

超临界二氧化碳在球扁药中的溶解性能研究

为研究超临界二氧化碳(SC-CO_2)在双基球扁药中的溶解性能,采用静态法并依据Fick扩散定律分析了SC-CO_2在不同弧厚球扁药中的溶解量和扩散系数,并研究了共溶剂对溶解量和扩散系数的影响。结果表明:SC-CO_2在球扁药中的溶解量随着饱和时间的增加而增大,8 h后趋于稳定,达到16%;溶解量随着饱和压力的升高而增大;溶解量随着饱和温度的升高而减小,在40℃时有较高的溶解量;共溶剂的加入对SC-CO_2溶解量增大有促进作用,溶解量可达到22. 6%;球扁药弧厚对SC-CO_2的饱和溶解量基本没有影响;在常温和常压环境条件下的解吸附扩散系数远大于在超临界条件下的吸附扩散系数;在不添加共溶剂条件下,SC-CO_2饱和溶解量可达到16%;加入共溶剂后,SC-CO_2饱和溶解量可达到22. 6%,提高了41. 3%.通过调节工艺参数与加入共溶剂可有效增加SC-CO_2在球扁药中的溶解量,为微孔球扁药的制备提供了参考。

双基球扁药中的钝感剂迁移现象及其对燃烧性能的影响

为研究双基球扁药贮存过程中钝感剂的迁移现象,采用显微拉曼技术,表征了经加速老化后小分子钝感剂邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和高分子钝感剂聚新戊二醇己二酸酯(NA)在双基球扁药中的浓度分布状态;并利用密闭爆发器试验,测试了双基球扁药的燃烧性能。结果表明,在由表及里的一维方向上,钝感剂DBP、NA的浓度呈指数规律变化,符合Fick第二扩散定律;加速老化过程中,在双基球扁药中DBP的迁移是双向的,钝感剂分布的浓度梯度会逐渐降低,扩散深度增加,浓度峰值位置向内偏移,双基球扁药燃烧渐增性能也随之下降;高温会加剧钝感剂的迁移现象,65,75,85℃高温条件下老化10天的球扁药样品,其燃烧渐增性特征值分别为1.3351、1.2917、1.1888;随着温度的升高,双基球扁药的燃烧渐增性能下降幅度也随之加大;而在相同条件下,NA较DBP具有更好的抗迁移特性。

改进BZA-1法在球扁药生产安全评估中的应用

球扁形发射药是一种应用广泛的特殊发射药,其连续化生产意义重大,在生产中安全问题同样突出。本文以球扁形发射药为研究对象,介绍了普通的BZA-1法,然后对BZA-1法的参数取值进行了一定的修改,通过改进的BZA-1法对球扁形发射药连续化生产中的重要工序环节进行安全评估和风险评价,以成球工序为例,选取合适的参考计算数据对其进行安全评价,并确定了该重要工序的风险值和风险等级。

纤维素甘油醚硝酸酯改善球扁发射药低温内弹道性能的研究

为解决添加高能固体组分的球扁发射药存在低温膛压偏高的问题,在不降低发射药能量的前提下,用纤维素甘油醚硝酸酯(NGEC)部分替代硝化纤维素,通过挤压成型工艺,制备了含有NGEC的球扁发射药,并对其外型、燃烧性能、内弹道性能、感度进行了研究。结果表明,添加NGEC后,球扁药药粒的外型均一、药粒尺寸一致性较好;球扁发射药的燃烧呈现出渐增性,且具有一定的钝感性,撞击感度降低了30%;内弹道性能得到改善,在+15、+50、-40℃时,最大膛压平均值分别降低10%、8%、15%,低温力学性能得到提高;在-40℃、破碎率为50%时,冲击高度和抗冲击强度分别提高了10.52%、17.32%。因此NGEC有望应用于球扁发射药。

钝感球扁药及其混合装药燃烧性能研究

为探究钝感球扁药装药提高弹丸初速的机理,采用密闭爆发器试验研究了钝感球扁药及其混合装药的燃烧性能,分析了钝感剂的加入量、钝感时间和加入方式对钝感球扁药燃烧性能的影响.研究了钝感球扁药与主装药混合后的燃烧规律.结果表明,合适的钝感剂加入量、钝感时间及钝感剂加入方式均能改善钝感效果;钝感球扁药与主装药混装填可以有效改善火药的燃烧性能.该钝感技术能有效控制钝感球扁药及其混合装药的渐增性燃烧.