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    基础理论

  • 张正中;谢五喜;刘运飞;刘晓军;孙兵兵;申宇鹏;李雅津
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    在高燃速推进剂研制过程中,添加超细高氯酸氨(AP)可大幅提高燃速,但也带来机械感度升高的问题。分别从球形化AP及表面改性、包覆AP、AP复合物等几个方面综述了AP降感技术的研究进展。同时,对降感AP在推进剂中的应用情况进行了总结和分析。并指出,未来AP降感的重点研究方向为改善球形化超细AP的表面结构、对超细AP进行混合包覆及探索新型功能材料。以期为高燃速推进剂的安全研制提供参考。
  • 钱媛;李亚宁;贺伟君;马含;王伯良
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    为了降低CL-20的机械感度,选择聚丙烯酸酯橡胶(HyTemp)和聚氨酯(TPU)作为黏结剂,微晶蜡作为钝感剂,对CL-20晶体表面进行包覆,分别制备了CL-20/HyTemp/微晶蜡、CL-20/TPU/微晶蜡、CL-20/HyTemp复配TPU/微晶蜡3种样品。分别通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、差示扫描量热仪(DSC)、机械感度仪来表征样品的表面包覆情况、晶体结构、热稳定性以及机械感度。结果显示:HyTemp、TPU和微晶蜡都能有效包覆CL-20;且3种样品中CL-20的晶型仍为ε型,未发生改变。与包覆前相比,3种样品中氮元素含量均有大幅度的降低,包覆程度较高。其中,高分子复合黏结剂(HyTemp复配TPU)包覆样品的表面更为紧凑密实。与原料CL-20相比,复合黏结剂包覆样品的表观活化能提高了164.45 kJ/mol,熵变和焓变也有较大提升,反应活性降低,热稳定性明显改善;临界载荷由原料CL-20的60 N提高到了288 N,撞击感度也比原料CL-20降低了3.6 J,降感效果显著。采用HyTemp复配TPU作为黏结剂包覆的样品综合性能最好。
  • 杨学斌;秦亮;徐子帅;晁慧;胡显娣;许吉虎
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    作为间苯三酚(PG)法合成无氯三氨基三硝基苯(TATB)的重要中间体,三硝基间苯三酚(TNPG)的得率、纯度和后处理方式对于后续的烷基化和胺化反应的顺利进行具有重要影响。为了使PG法合成TATB能够实现进一步的工程化推广应用,结合国内外相关研究报道对TNPG的合成工艺进行了千克级的放大和优化。采用单因素控制变量法探究了硝化剂种类、底物浓度比、反应温度、反应时间和后处理对TNPG得率和纯度的影响。结果表明:以硝硫混酸为硝化剂时,较优的工艺条件为底物浓度比m(PG)∶V(浓硫酸)=1∶18、反应温度-5~0 ℃、反应时间120 min,得率92%,具有反应时间快、硫酸消耗量少的优点;对于硝酸铵硝酸硝化体系,采用一次性连续加酸工艺可以显著提高TNPG的得率,较优的工艺条件为底物浓度比m(PG)∶V(浓硫酸)=1∶20、反应温度-10~5 ℃、反应时间180 min,得率94%,具有控温区间宽、反应条件温和、得率高的优势。说明了这两种硝化剂均具有较高的推广应用价值。热分解温度测试和机械感度测试表明:TNPG的分解放热峰为216.1 ℃;撞击感度和摩擦感度分别为40%和64%。
  • 爆炸材料

  • 杜明燃①②;曹稳①;胡赏赏①;王任松①
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    为获得高威力且热稳定性良好的乳化炸药,研制了一种含有TiH2的乳化炸药,并对该乳化炸药的性能进行测定。爆速、爆热和猛度实验研究发现,加入TiH2会使乳化炸药爆速微降,同时提升其爆热和猛度。当乳化炸药中TiH2质量分数为2%、4%时,爆热分别增加了4.21%、5.66%;猛度分别增加了15.29%、17.20%。TG-DTG实验研究发现,加入TiH2不会影响乳胶基质的热分解过程,但会降低其表观活化能。当乳化炸药中TiH2的质量分数为2%、4%时,乳化基质的表观活化能分别降低了21.04%、12.61%。TiH2能够在不影响乳化基质热分解过程的同时,提高乳化炸药威力。
  • 丁跃伟;赵洪海;程涛;同作龙
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    为提升火工品的作用可靠性,探索储存环境对火工品性能的影响,依据有关标准对某引爆装置进行了长期储存试验。试验结果显示,该引爆装置在高温储存试验后出现了电阻超差现象。采用故障树分析法对失效模式与失效机理进行了分析。研究表明,长期的湿热环境引起了金属焊锡丝、桥丝、脚线界面应力的差异,使得虚焊焊点瑕疵放大,导致电阻超差,从而失效。
  • 王秋宇①;刘丹②;唐琴①;窦天全①
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    为研究密闭爆发器对点火器输出峰值压力和达到峰值压力时间的影响,针对特定点火器,设计了4种长径比、2种测点的密闭爆发器,在相同激励条件和测试条件下开展相关研究。结果表明:密闭爆发器长径比和测点的位置对结果具有一定影响。在工程应用上优先推荐长径比1.0∶1.0、测点位置在长度方向中点处的密闭爆发器。
  • 韩慧雯①;刘静平①②;王旭①;徐森①②
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    为了研究过饱和硝酸铵(AN)溶液的爆炸特性,采用联合国隔板试验研究了不同状态过饱和AN溶液的爆轰特性。结果显示:对于常温过饱和AN溶液,当w(水)≤4%时,在联合国隔板试验1(a)中,试验后钢管完全破裂或验证板发生穿孔,即样品能传播爆轰;在联合国隔板试验2(a)中,试验后钢管部分撕裂或保持完好,验证板轻微变形,有大量样品残余,显示样品对爆炸冲击波刺激不敏感。对于140 ℃过饱和AN溶液,在联合国隔板试验2(a)中,当w(水)≤3.0%时,试验后样品钢管完全破碎,验证板穿孔,即样品在该试验条件下对爆炸冲击波作用敏感,表明过饱和AN溶液具有爆炸性,且温度升高会显著提高其爆炸危险性。
  • 爆破技术

  • 年鑫喆①②③;谢全民①②③;孙金山①②;仇志龙④
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    为分析岩体中空腔对爆炸振动的解耦效应,采用数值模拟方法,分析炸药耦合程度和岩体等级对岩体中空腔内爆炸振速解耦的影响规律。结果表明:岩体中振速随炸药耦合程度的降低而减小。数值模拟得到:I级岩体中空腔比例半径为1.0 m/kg1/3时,岩体中各测点峰值振速与填实爆炸峰值振速之比的平均值为0.112;I级到IV级岩体对应的爆炸振速衰减指数逐渐增大,代表振速衰减变快;坚硬完整的岩体对爆炸振速的解耦效果较好,I级到IV级岩体对应的解耦系数中的指数分别为0.259、0.258、0.246、0.219。可为城市地下空间内偶然性爆炸效应分析和城市地下工程结构的隔振设计提供参考。
  • 李淮①;孙卫星①;宋鹏伟②;杨新安③
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    针对常规光面爆破存在的问题,依托栾卢高速公路碾盘隧道现场施工,详细分析了聚能水压光面爆破技术原理,阐述了第二代C型聚能管的结构特点、技术优势、装置组装流程及装药结构,并开展了聚能水压光面爆破技术现场试验研究。理论分析证明:在空气-水复合介质作用下,聚能水压爆破冲击波到达孔壁时的应力较常规光面爆破时增大,围岩振速降低。侵入岩体后,成缝过程可分为聚能射流切缝阶段、岩体压碎阶段、裂缝发育阶段、裂缝扩展阶段、最终成缝阶段。现场试验及工程应用表明:与常规光面爆破相比,采用聚能水压光面爆破技术时,周边眼间距增大,炮孔利用率提高约16.69%,半眼痕率增加约40.47%,最大超挖降低约49.88%,围岩平均峰值合振速降低约48.96%,有效保护了围岩稳定性,且爆破效果得到显著改善。
  • 王昱琛①;杨仕教①;郭钦鹏①;尹裕①②
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    为提高爆堆形态预测精度,提出了一种海洋捕食者算法(MPA)优化支持向量机(SVM)的方法,结合黑岱沟露天煤矿爆破工程数据,选取其中8个参数作为影响爆堆形态的输入参数,松散系数ξ和Weibull函数的2个控制变量αβ为输出参数,建立基于MPA-SVM的爆堆形态预测模型,并与同期使用的5个模型进行比较。结果表明:MPA-SVM的预测效果优于其他5个模型,相对误差未超过5%,3个评价指标分别为R2(0.955,0.978,0.946),RMSE(0.063,0.075,0.116),RMAE(0.046,0.056,0.067),证明了MPA-SVM对爆堆形态预测的适用性,且在小样本数据条件下更具有精度优势。