赵凤起, 胡荣祖, 陈沛, 罗阳, 王伯周, 杨得锁, 高胜利, 赵宏安, 史启祯
2003,26(4): 33-36.
在程序升温条件下,用DSC研究了2,5,7,9-四硝基-2,5,7,9-四氮杂双环[4,3,0]壬酮-8的放热分解反应动力学参数.表明该反应的微分形式的动力学模式函数、表观活化能(Ea)和指前因子(A)分别为3(1-α)[-ln(1-α)](2)/(3), 204.7 kJ/mol 和 1020.89 s-1.该化合物的热爆炸临界温度为188.81℃.反应的活化熵(ΔS≠)、活化焓(ΔH≠)和活化自由能(ΔG≠)分别为141.6 J/(mol*K), 200.9 kJ/mol 和136.8 kJ/mol.
从丙酮溶液中培养了2,4,6-三硝基氯苯(TNCB)的单晶,通过元素分析、红外光谱分析和X-射线单晶衍射分析对TNCB进行了结构表征,属于单斜晶系,P2(1)/c空间群,a=1.2501(1) nm, b= 0.6803(1) nm, c=1.1038(1) nm, β= 102.842(9)°, V= 0.91526(15) nm3, Z=2, Dc = 1.797 g/cm3, μ(MoKα)=0.438 /mm, F(000)=496, R1= 0.0395, ωR2= 0.0991.
利用市售无机亚硝解试剂,采用3种不同的方法,在温和条件(30℃左右)下,使四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷(TADBIW)脱除苄基,转化成HNIW的前体--四乙酰基二亚硝基六氮杂异伍兹烷(TADNSIW),并用FT-IR、MS、1 HNMR及元素分析法对TADBIW的脱苄产物进行了结构鉴定.提出了TADBIW亚硝解脱苄反应的机理,TADBIW作为三级胺脱除苄基的反应是以生成烯胺正离子(或称亚胺正离子)为中间体的反应,并由所获得的副产物苯甲醛证明该反应机理.
分析了大颗粒TATB合成中影响粒度的因素,考察了反应温度、氨气流量、配料浓度、搅拌速度等因素对TATB颗粒度的影响,并对这些因素进行了优化.根据优化结果进行重复实验,得到的产品平均粒径达到70 μm以上.
对固液混合燃料物理稳定性进行了定量分析,研究了混合燃料装填的最佳状态以及混合燃料状态对战斗部和全备弹质量偏心的影响.结果表明,饱和状态是保证固液混合燃料物理稳定的最佳状态;饱和状态下的固液比例取决于固态组分的真实密度、表观密度及液态组分的密度.过饱和状态是造成混合燃料分层的主要原因,是影响发射精度的主要因素.
采用激光共聚焦扫描显微镜、接触角测试仪、显微-红外联机等表面分析技术,对JO-9159炸药柱的表面特性进行了非破坏性分析.在65℃、湿度＜40% RH、贮存4个月的加速老化条件下,可得到如下变化趋势:JO-9159炸药柱在加速老化后,氟橡胶在温度的作用下向炸药柱表面发生迁移,表面自由能下降,表面分子结构未发生明显变化.
介绍了用表面活性剂处理太安的方法,对处理后的太安进行了静电性能测试和分析,得出最佳抗静电用表面活性剂的种类及使用浓度.实验结果表明,太安炸药经过表面活性剂处理后,其静电得到大幅度降低,有利于导爆索生产工艺与质量.
对于沿射流长度方向具有线性分布速度的连续射流,经典的基于虚拟原点理论的射流侵彻关系式能很好的描述其侵彻行为.但对于非线性速度分布的连续射流,存在的虚拟原点不是唯一的.本文从对非线速度分布的射流的有限段线性近似和射流的应变率两个方面出发,讨论了虚拟原点概念在具有非线性速度分布的连续射流对目标侵彻深度计算中的推广问题.
探讨了在高浓度氧化剂溶液中使用三价铬离子作交联剂制备聚丙烯酰胺凝胶的影响因素.研究了聚丙烯酰胺的用量、交联剂的配制、交联温度的影响、成胶粘度的变化等相关因素.
以零间隙小隔板试验为基础,对HMX主体炸药粒度级配与混合炸药HMX/F2641输出能量的关系进行了研究.结果表明:主体炸药HMX粒度级配对混合炸药HMX/F2641的能量输出有明显影响,且随着混合炸药中较细颗粒所占比例的增大,混合炸药的能量输出呈升高趋势.对试验结果进行了理论分析和模拟.
通过正交试验,给出影响RDX丙酮重结晶粒度分级工艺的主要因素.对照4类产品粒度标准,确定了该产品粒度分级的工艺条件,讨论了溶剂种类、溶液过饱和状态及溶剂蒸发速度对结晶过程的影响,分析确定了1～8类RDX粒度分级的工艺条件,并进行了优化试验.结果表明,丙酮重结晶工艺能够满足不同粒度级别RDX的生产.
研究了超临界CO2GAS沉析丙酮溶液中HMX的过程压力、温度、溶液初始浓度和溶液的膨胀速度及影响晶体粒度的因素.结果表明,压力增加,沉析颗粒的平均粒度减小;温度控制沉析晶体的晶型,对颗粒度的影响相对较小,温度增加,沉析平均粒度略有增加;溶液初始浓度对平均粒度的影响相对较大,膨胀速度亦是影响粒度及其分布的一个因素.快速膨胀溶液,并使过饱和度足够大,使过饱和度主要消耗在成核上,可得到颗粒小、分布窄的HMX颗粒.
采用6种不同吸附剂固定相的固相微萃取对炸药造型粉在120℃放置所释放的微量气体进行了萃取吸附选择性研究,同时采用75μmCB/PDMS固相微萃取和气密针进样对在75℃条件下放置的炸药造型粉释出微量气体组分进行了采样分析,GC/MS初步定性分析结果表明,固相微萃取的各种萃取头对该炸药老化过程中释放的多种微量气体和有机挥发性组分具有选择性吸附萃取浓缩作用,固相微萃取可将这些微量组分富集浓缩1000倍以上,是一种有用的检测炸药释放气体的手段.
近红外光谱法在对含能材料成分的分析中采用不同波数以及不同区间的变量,并用偏最小二乘法建立数学模型.建模结果说明模型精度较高,缩减后的自变量矩阵X中提取的主成分对原因变量有着更好的解释能力,并提高了计算速度.
以Visual Basic语言为工具,对在Microsoft access 7.0下建立的化合物性能数据库进行智能化管理,能够对5 000多种常见化合物的各种重要性能进行快速检索、添加、删除、
通过研究烟雾灭火剂与干粉灭火剂,探讨了灭火气溶胶发生剂的主要组分的选择原则,论述了灭火气溶胶发生剂的灭火机理,并由正交试验确定了发生剂的基本配方,试验证明灭火效果符合要求.
在有氧化物作为催化剂的条件下,由二氧化氮和一定压力的氧气组成的体系可以有效地对甲苯进行一段硝化反应,氧气压力对反结果有明显影响,当催化剂孔径与苯环的直径接近时,可提高对硝基甲苯的生成比例.
以乌洛托品为起始原料,经硝化、氯化、叠氮化反应合成出了1,7-二叠氮基-2,4,6-三硝基-2,4,6-三氮杂庚烷(DATH),总收率为75.3%;测试了DATH的部分理化及爆轰性能,其密度1.71 g/cm3,熔点135～137 ℃,爆速8300 m/s(1.64 g/cm3),燃烧热10822.02 kJ/kg,分解温度192 ℃,摩擦感度12%(25 kg/cm3,66°),撞击感度95%(12 kg,25 cm).
采用激光共聚焦显微镜和扫描电镜技术研究了B炸药柱中各组分的分布状态,探讨了改性B炸药中增塑剂和高分子添加剂在减少渗油和改进力学性能等方面的作用机理,并对渗油成分做了初步分析.
通过对A5混合炸药压药成形性能的研究,分析了由于RDX在不同溶剂中的结晶机理不同,造成RDX的压药成形性能不同,从而导致了A5混合炸药压药成形性能的改变.对RDX及其以RDX为主体的混合炸药的应用具有指导意义.
采用锰铜测压实验测定了较小装药直径下,强约束、弱约束及无约束条件下传爆药HMX/F2641的输出压力,并运用冲击动力学进行了探讨,混合炸药实验密度为90%的理论密度.试验结果显示在较小装药直径下,约束条件对传爆药输出压力的影响总趋势表现为传爆药的输出压力随约束条件阻抗的增加而增大;装药直径为3.0～5.0 mm,这种影响较小;装药直径为1.5 mm时,其影响较大.
进行了燃料空气炸药装置的静爆试验,获得了地面超压、作用时间及冲量的实测数据,分析得到了各自的拟合公式.研究结果表明,FAE爆炸场可划分为云雾区、边缘区和冲击波作用区,其中云雾区和边缘区是强毁伤区;在云雾区,超压和冲量波动平缓,保持高超压和大冲量特征,正压作用时间在1.18～1.27 ms小幅波动;在云雾区外,超压和冲量呈衰减趋势,其中冲击波作用区较边缘区衰减缓慢,正压作用时间呈增长趋势,尤以边缘区增长更为迅速.
叙述了火炸药撞击感度标准装置的特点,撞击装置试验验证、不确定度分析与验证,建立的标准装置可以满足国内火药、炸药撞击感度测定对计量标准的需要.
采用提高温度加速老化与测定试样力学性能相结合的方法,依据挠性炸药(FEX-1)扯断永久变形随温度和时间的变化规律,预估该炸药在常温下的贮存寿命为11.8年.
以聚三硝基苯撑(PNP)为原料,合成了聚氨基三硝基苯撑(PATNP).利用FTIR,DTA对其结构和性能进行了分析.PATNP的热稳定性要好于PNP,撞击感度比PNP低,是一种很有发展前景的热稳定性炸药.
在程序升温条件下，用DSC、TG/DTG、固相原位反应池/FTI R联用技术，研究了柠檬酸铈的热行为、分解机理和常压非等温分解反应动力学参数，获得 了相应的动力学方程。结果表明，柠檬酸铈的热分解反应存在1个脱水吸热阶段（Stage I ）和2个放热阶段（Stage II 和III）；主放热分解阶段（Stage II）的表观活化能Ea和指前因子A分别为148.59kJ/mol和1011.64s-1；动 力学方程可表示为：dα/dt=1011.81(1-α)［-ln(1-α)］1/3 e-1.79×104/T；反应机理服从n=2/3的Avrami-Erofeev方程。由加 热速率β→0的DSC曲线的初始温度（Te）和峰Tp）计算得柠檬酸铈的 热爆炸临界温度值Tbe和Tbp分别为527.09K和542.71K。反应的ΔS≠、ΔH≠和ΔG≠分别为：16.82J ·mol-1·K-1? 163.11k J/mol和158.74kJ/mol。
采用AUTODYN计算软件，对含铝炸药与理想炸药水中爆炸 能量输出结构进行了数值模拟，讨论了人工黏性对计算结果的影响，对冲击波压力历程进行 了对比分析。结果表明，含铝炸药PBXN-105水中爆炸时由于铝粉的二次燃烧放热，能够在 较远距离处保持较大的冲击波能，作功能力高于理想炸药PBX9010。含铝炸药水中爆炸能量 输出结构的数值模拟可以为炸药的配方设计提供一定的依据。
为研究爆炸载荷结构与目标响应的关系，对钝化RDX和含铝 炸药DHL进行了静爆试验，获得了作用在目标靶板上的超压、冲量的实测数据，并与TNT静爆 试验结果进行了对比。以实测RDX和DHL的超压曲线作为初始参数，通过数值模拟研究了目标 靶板在不 同爆炸载荷作用下的动力学响应。结果表明，在钝化RDX和DHL爆炸载荷的作用下，目标板中心处的初始等效应力、位移几乎相同；目标板初期的动力学响应与爆炸载荷的强度有关，载荷越强目标的应力越大；而目标板的主体响应是由载荷强度和冲量共同影响的。
为研究叠氮黏合剂的力学性能及其与硝酸酯的相溶性，应 用分子动力学模拟法模拟计算了不同软段、硬段的叠氮聚氨酯热塑性弹性体的杨氏模量、 内聚能密度及其与硝酸酯的溶度参数。结果表明，选用叠氮聚醚与四氢呋喃的 共聚物为软段时，其力学性能明显得到改善；溶度参数的大小与力学性能优劣相反， 即力学性能好的，其溶度参数值较小，叠氮黏合剂与硝酸酯的混溶性则较差。
为探讨单体炸药RDX的静态力学性能随温度变化的规律，用 分子动力学（MD）方法和COMPASS力场，在等温等压系综下，对其作多种温度(195～445K)下的周期性模拟计算，由静态力学分析求得弹性系数、模量和泊松比。结果表明，在195～345K时，体系的刚性和弹性随温度的增加而下降；但当温度达到34 5K时，体系的刚性和弹性几乎不变。
用DSC/TG-MS联用技术，研究CL-20与NC-NG双基混合体系的相互作用。结果显示，在研磨制样条件下，NC-NG体系与CL-20的分解过程没有明显的相互化学作用，而有相互物理作用，表现为CL-20的存在，使NG的升华过程显著提前，总体 的质子流峰温前移，NC-NG体系和CL-20的分解过程滞后，总体的质子流峰温后移。
为探讨降低火药燃速压力指数的技术途径，进行了催化剂 降低双基火药燃速压力指数的研究。选择9种催化剂，测定了含有催化剂双基火药的燃速压 力指数，同时对其进行了分段处理。探讨了不同催化剂在不同压力段对降低双基火药燃速压 力指数的规律。结果表明，不同催化剂在不同压力段对降低双基药压力指数有不同的效果， 总趋势是低压段效果较明显，在研究的9种催化剂中，纳米CuO和Pb3O4催化剂能够明 显降低双基火药燃速压力指数。
采用反相气相色谱法(IGC) 研究了缩水甘油叠氮聚醚（GAP ）黏合剂的表面物理化学性质。研究结果表明，GAP的色散分量随着温度的升高而降低，总 表面能表现出与色散分量相一致的规律。与聚乙烯相比，GAP的总表面的自由能较高，这主 要是因为GAP表面含有羟基和叠氮基团。而极性分量以及酸、碱分量，则随着温度的升高而逐渐增大，酸性分量相对碱性分量对温度更敏感、增大更快，这表明GAP显示更强的布伦斯特酸性。
分别采用4种功能助剂通过拉伸实验和DMA试验对聚醚聚氨酯网络体系进行性能研究。结果表明，改性含羟基丙烯酸树脂中的羟基比聚醚多元醇PET(2f,5500)中的羟基活性高，更易于与IPDI反应，形成两相结构，玻璃化温度分别为-43.2 8℃和38.01℃；可绕性环氧树脂与三羟甲基丙烷相类似，网络体系的力 学性能不理想；三元树脂中的羟基和聚醚多元醇的羟基活性相当，形成互穿网络体系后延伸 率超过1200%、强度达到2.57MPa，玻璃化温度-68℃。最后得出，三元树脂是较为理想的扩链剂。
将燃烧催化剂引入太根发射药中，利用密闭爆发器静态燃烧实验研究了这些燃烧催化剂对太根发射药燃烧性能的作用果。结果表明，某些特殊的燃烧催化剂，可较好地降低该类发射药局部燃烧压强范围内的燃速压强指数，降低压强指数的 压力范围与所用催化剂的种类有关。研究还发现，邻苯二甲酸铅有缩短太根发射药燃烧时间 、提高燃烧速度、增加气体生成猛度的作用；含铜金属盐有抑制太根发射药燃气生成猛度的作用。
用TG和DTA对含环氧乙烷/四氢呋喃共聚醚（PET）黏结剂的发射药（JMZ发射药）及其相关组分的热分解性能进行了研究。通过Kissinger法计算了一些 不同配方热分解反应的活化能。对热分解过程及其影响因素进行了分析。结果表明，该类发 射药的DTA曲线呈现两个放热峰。体系中加入了NC后，随着NC含量的增加，其活化能升高。 该类发射药的热分解过程主要分为两个阶段：第一阶段为混合硝酸酯和NC的挥发和分解；第 二阶段为硝胺的分解以及PET的降解。加入NC后，发射药体系的热稳定性增加。
根据CDR-1型差动热分析仪上测得的一条DSC曲线，利用计算非等温动力学的积分方程和微分方程拟合实验数据，逻辑选择确定双基发射药CB0617在分 解深度为0.03～0.41范围内的热解反应的微分形式的最可几机理函数为f(α)=(1-α)n 。用放热速率方程算得其热解反应的表观活化能、指前因子和微分形式的最可几机理函数 分别为145.23kJ/mol、1013.27s-1和f(α)=(1-α)0.90。积分方程逻辑选择求得的表观活化能和指前因子分别为146.31kJ/mol和1 013.35s-1。微分方程逻辑选择求得的表观活化能和指前因子相应为148.77〖KG-*9〗kJ/mol和1013.69s-1；三者吻合良好。
为寻求预示复合材料力学性能的理论方法，对优选NEPE推 进剂的黏合剂预聚物提供基础信息，在COMPASS力场下，取NVT系综，对聚环氧乙烷、聚四氢 呋喃和它们的无规共聚醚进行了分子动力学（MD）模拟，并计算出弹性系数模量、泊松 比和柯西压等力学参数。经比较发现，聚环氧乙烷的刚性和延展性最优，共聚醚次之，聚四氢呋喃最差。
为研究爆炸冲击波传播过程中三波点的轨迹和在三波点上下不同位置测量结果的区别以及与在地面测量冲击波压力的关系，采用在不同高度布放自 由场压力传感器，测量了炸药爆炸的冲击波超压，试验研究了三波点的高度。在相应位置的 地面放置壁面压力传感器，得到相同测量位置处地面冲击波的压力参数及在距地面一定高度 爆炸的三波点轨迹。对比分析了两种测量方法的相对标准差，得到不同测量方法对测量不确 定度的影响。结果表明，用自由场压力传感器在三波点上方的测量精度较后者高。
针对新型发射药用热塑性弹性体的要求，分析和讨论了弹 性体的分子设计原则，以能与硝酸酯互溶的聚乙二醇为软段，4，4′-二苯基甲烷二异氰酸 酯和乙二醇为硬段，合成了一类热塑性聚氨酯弹性体(TPUE)。用DSC、FTIR、DMA等分析技术 对弹性体的结构和性能进行了表征。结果表明，在所选择的硬段含量范围内，合成的样品 具有聚氨酯的特征结构(氨基甲酸酯基)，且具有一定的微相分离结构，与分子结构设计基本 一致。软段的玻璃化转变温度较低，具有一定的低温力学性能。
分析了造成密闭爆发器实验时压力损失的两个因素,从造成 压力曲线损失的理论关系式出发，无须测量密闭爆发器的壁温曲线，仅根据压力曲线得到了 一种适用于火药燃烧的全过程的压力修正方法。该方法能反映出燃气热力参数及余容对压力 损失的影响。通过爆发器实验，与传统的修正方法比较，不仅能修正得到火药力和余容,还 能修正燃烧全过程的压力曲线以及燃速曲线。新建立的修正方法简单，更具有实用价值。
用PDSC和TG-DTG研究了双基组分NC-NG(质量比1∶1）与C L-20、DNTF、TNAZ、ADN之间的相互作用。结果表明，双基组分与CL-20、DNTF、TNAZ、ADN之间在常压下相互作用并不十分明显，但在高压下却存在着强烈的相互作用，双基组分的分解产物可促进这几种高能氧化剂的加速分解。
采用热重分析（TG）技术和差示扫描量热（DSC）技术研究 了含二缩三乙二醇二硝酸酯（TEGDN）的混合酯发射药动态气氛下的热分解性能。结果表明 ，该类混合酯发射药的热分解主要分两步进行：第一步为发射药中NG和TEGDN的挥发分解， 第二步为发射药中NC和二号中定剂（C2）的分解；两步分解过程的失重量和最快失重温度 点随配方中TEGDN和NG质量比的不同而有差异；混合酯发射药在不同 压强下的DSC曲线上均只呈现一个明显的分解放热峰，且放热峰的峰温随压强增大而降低。
根据固体推进剂热力计算和配方管理需要，进行了数据库总体需求分析和固体推进剂性能及配方数据的分类整理。分析了20余种制式固体推进剂的配 方和性能数据以及常用50种元素组合而成的包含固体推进剂组分、燃气成分在内的1000余种不同化合物的热力数据。构建了数据库结构、数据库中数据表的内容、数据表间的关系以及查询、视窗；规划设计了数据库的操作使用方法、数据可靠性和安全性；完成的数据库 具有数据量大、结构清晰、扩展性好以及人机界面友好的优点。
采用热重分析（TG）技术研究了含二缩三乙二醇二硝酸酯 （TEGDN，太根）和硝化甘油（NG）的双基发射药TG0604在常压动态气氛下的非等温热 分解反应动力学。结果表明，TG0604的热分解过程分两个阶段，第I分解阶段反应机理服 从一级Mample法则，动力学参数：Ea＝79.09kJ·mol-1，A＝107.40s-1，动力学方程为dα/dt =107.401-α)e-0.95×104/T；第Ⅱ分解阶段的反应机理服 从 三级化学反应，F3，减速型a-t曲线，动力学参数：Ea＝214.79k·mol-1，A＝1021.49s-1, 动力学方 程为dα/dt=1021.19(1-α)3e-2.58×104/T。由加热速率β→0的DTG曲线的初始温度(Te)和峰温(Tp)计算出太根发射药TG0604的热爆炸临 界温度值Tbe和Tbp分别为461.51K和478.14K。 计算两个阶段的ΔS≠、ΔH≠和ΔG≠值，第I阶段分别为-86.70·mol-1·K-1、80.54kJ·mol-1和417.98 kJ·mol -1；第II阶段分别为214.78·mol -1K-1、236.95mol-1和136.07 kJ·mol-1。
在密闭爆发器中研究了等离子体对含能材料燃烧性能的影响.分析了不同发射药、等离子体电能、电感等因素对发射药燃烧的影响.实验结果对电热化学炮的研究具有重要的意义.
国内外普遍使用压力-时间曲线上的第一负压力波幅值来描述压力波的强度,用来检验装药安全性.本文将火药破碎程度与压力波敏感度联系起来,在双一维两相流内弹道模型的基础上进行数值模拟,计算得出了破碎度与第一负压力波幅值,第一负压力波幅值与最大膛底压力关系的曲线.指出用破碎度可以为装药安全性研究提供一种有价值的方法.
在各种点传火方案试验研究工作的基础上,建立了一维两相流数学物理模型,采用MacCormack差分格式和龙格-库塔法模拟刚性组合装药点火过程,数值模拟结果与试验结果进行了对比分析.
用高分子单体G和引发剂Y涂覆在带有微孔的单基药表层,然后使其聚合,形成高分子涂覆层,能较好地控制单基药燃气生成.该方法制备的单基药具有较好的燃烧渐增性和明显的低温度效果.
讨论了双芳型发射药改性制备射钉枪弹用小粒药的制造工艺以及性能示性数,着重研究了小粒药制备过程中搅拌速度、驱溶速度对火粒度及密度的影响.对改性小粒药的粒度分布、燃烧热值和火药的装弹射击速度进行了定量测试.
将含能高分子化合物PNP加入到3种不同粘结剂配方的低易损(LOVA)发射药中,并进行了性能测试和评估,探讨了一些粘结剂对LOVA发射药易损性和火药力等性能影响的规律.
在改进NDJ-4型旋转粘度仪的基础上,对切应力τ、切变速率γ*及剪切速度指数n等流变学参数进行了估算.从填充分数、工艺助剂等方面对含硼富燃固体推进剂用超细AP/HTPB悬浮液流变特性进行了实验研究.结果表明,AP颗粒间通过粘合剂体系形成相互作用是悬浮液呈假塑性流动的主要原因,表面活性助剂(SH)可明显改善超细粒AP的表面性能.
对固体推进剂配方与性能的大量数据进行了分析,设计并建立了固体推进剂配方与性能数据库,该数据库包含了前人在固体推进剂配方研究领域的成果和基本参考数据表.在Windows98操作平台下用Visual C++语言建立了面向对象的数据库管理系统,可以实现对数据库的查询、更新操作和对燃速实验数据的简单处理.
研究了铝粉含量为8%的NEPE推进剂.采用配浆浇铸法制备推进剂,并用恒压静态燃速仪测试了推进剂的燃烧性能.考察了NG/DEGDN的比例、AP粒度、HMX粒度对燃速及燃速压力指数的影响.发现增大NG/DEGDN的比例、减小AP粒径或增加细粒度AP含量,将提高NEPE推进剂的燃烧速度,压力指数升高;而HMX粒度降低,NEPE推进剂燃速降低,压力指数降低;不同来源的PbCO3对NEPE推进剂燃烧性能影响很大.
提出了用非等温DSC估算一级自催化分解反应体系热爆炸的临界温升速率(dT/dt)Tb方法,得到了NC(11.92%N)由一级自催化分解过渡到热爆炸时的(dT/dt)Tb值.
培养得到了盐酸氨基脲单晶,用X-射线单晶衍射分析、元素分析以及红外光谱分析对盐酸氨基脲的分子结构进行了表征.结果表明,盐酸氨基脲是离子型化合物,其晶体属于正交晶系,P212121空间群;晶体学参数为a=0.4672(1) nm,b=0.7547(1) nm,c=1.3209(2) nm;V＝0.4657(9) nm3,Z＝4;Dc=1.591 g/cm3;F(000)=232.用DSC和TG-DTG分析技术研究了热分解过程,结果表明,盐酸氨基脲受热时存在一个吸热熔化过程和3个连续的放热分解、失重过程,加热至400℃时完全分解成气体产物.
用加速量热仪研究了岩石乳化炸药的绝热分解过程,得到了绝热分解温度与压力随时间的变化、自加热速率与分解压力随温度的变化曲线以及压力转化分数随时间的变化曲线,并分析了热分解过程,计算了分解动力学参数表观活化能和指前因子,据此分析了岩石乳化炸药的安全性,表明乳化炸药具有良好的热稳定性.
采用DSC和TG试验研究了BNCP的热性能,并与常规起爆药Pb(N3)2和CP进行了对比.设计了一种热烤实验装置,对BNCP的耐热性进行了实验研究.结果表明,BNCP的热分解温度低于Pb(N3)2和CP,但其表观活化能大于Pb(N3)2和CP.BNCP在240℃以下的环境温度中的分解量较小,有较好的热安全性.在环境温度低于90℃的条件下,可以长期放置.当环境温度接近药剂的热分解温度266℃时,药剂被烤爆,烤爆温度为248～260℃.
用傅立叶红外光谱(FT-IR)研究了由氟橡胶包覆几种耐热炸药的界面作用.实验发现在氟橡胶的作用下耐热炸药供电子基团的吸收峰均产生位移,这说明氟橡胶与耐热炸药界面存在相互作用.主体炸药的分子结构不同,界面上各基团相互作用的强弱不同,产生吸收峰位移的方向也不同.
提出了在岩石粉状铵梯油炸药组分分析中,试验温度对TNT测定的影响,从而间接地影响复合油相含量的确定值.通过绘制不同温度下TNT工作曲线,证明随着温度的升高,曲线的斜率减小.因此,平常室温下测得的吸光度值,必须校准到制作工作曲线相对应温度下的吸光度值,才能测得准确的TNT含量.
将均匀设计方法应用于红外发烟剂配方的优化试验研究,减少了试验工作量,优选出的红外发烟剂形成的烟幕,对8～14 μm波段的红外辐射衰减率达96.6%.在均匀设计中引入了回归分析,得出了发烟剂组分与烟幕衰减率之间的定性关系.这种方法为红外发烟剂的研制提供了一种快速、有效的新途径.
介绍了过油管爆炸打通道的基本原理,分析了针对不同的套损井应采用不同的装药和施工工艺.在理论计算和地面模拟试验的基础上,进行实际应用,效果良好.爆炸打通道技术作为修井工艺技术之一,和磨铣加固其它修井工艺配合使用具有良好的发展前景.
通过对反应装甲特性分析,提出了聚能装药串联战斗部两级起爆延时间隔时间的选择方案,给出了延时间隔时间的计算公式和算例,并对两种方案进行了讨论.
研究了以过硫酸铵作为氧化剂,乙酸酐作为反应介质,在硝酸铈铵(Ⅳ)催化下四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷的氧化脱苄反应,并将这种方法应用到六苄基六氮杂异伍兹烷的脱苄上,成功地通过氧化法合成出四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷
采用几种方法制备了超细TATB样品,并对粒子大小、粒径分布、粒子形状、孔容及孔隙分布等进行了表征.结果表明:亚微米TATB样品中有97%以上的粒子粒径小于0.2 μm,气流粉碎法和合成法制备的样品粒子形貌呈球形,粒径分布宽,大小不均匀,表面有凹痕;重结晶法制备的样品粒子形貌呈条形,粒子大小比较均匀,粒径分布较窄,冷冻干燥有助于减轻超细粒子间的聚集.
利用实验方法对间隔靶影响射流侵彻能力的极限值进行了确定.通过实验,获得间隔靶间隔值与射流侵彻深度的关系曲线,得出间隔靶对射流侵彻能力的降低极限为5.5%左右,即当间隔靶间隔值为最不利于射流侵彻的间隔值时,每个间隙使射流的侵彻能力下降5.5%左右.通过对实验现象的观察,发现射流在间隔靶之间的飞溅是降低射流侵彻能力的一个主要因素.
通过建立力学模型,对FAE战斗部壳体进行了定量分析,提出了FAE战斗部壳体设计的新方法.指出了在FAE战斗部壳体设计中,燃料轴向过载时产生的横向变形对壳体的作用是不能忽视的,这个力和过载加速度引起的轴向力对壳体的作用在壳体的设计中起着主导作用,是设计壳体的主要依据.
利用大落锤撞击模拟加载装置,对铸装和压装两种装药条件下的B炸药进行了模拟火炮膛内发射主要加载应力试验,结果表明,在装药其它条件相同的情况下,压装药相对钝感,其发射安全性略优于铸装药.
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.
用有机玻璃法测定了岩石膨化、煤矿膨化、铵梯以及乳化炸药的爆速和爆压,同时用VLWR爆轰程序对岩石膨化硝铵和铵梯炸药的爆轰参数及C-J产物的平衡组成进行了计算.结果表明,工业炸药具有低爆速和低爆压的非理想爆轰特征,而理论计算值和实验值比较接近, 获得了较好的结果.
通过测定、计算、分析不同类型炸药水中爆炸能量输出参数,揭示了不同类型炸药在水中爆炸能量输出特性,分析了高威力含铝炸药组成铝氧比对水中爆炸能量输出结构的影响.研究结果表明,在一定的对比距离上,当铝氧比为0.35～0.40时,水中爆炸冲击波能达到最高;当铝氧比增大到1.00时,其水中爆炸的气泡能接近最大值.这种方法可使水中爆炸装置能量输出结构与爆炸目标的易损性相匹配,借以提高爆炸毁伤效果.
为改善HMX炸药的重结晶细化效果,提出了一种基于重结晶和流体喷射原理的喷射结晶超细化技术.通过实验,对影响细化效果的4个工艺条件进行了优化设计,制备出亚微米级的HMX炸药超细粒子.
为了研究纳米Bi2O3*SnO2对推进剂燃烧的催化作用,以BiCl3和SnCl4*5H2O为原料,采用共沉淀法制备出纳米Bi2O3*SnO2粉体,产物的粒径约为5 nm.用DSC测试了纳米Bi2O3*SnO2对RDX热分解特性的影响.结果表明,纳米Bi2O3*SnO2对RDX热分解有明显的催化效果,使RDX的分解峰温前移了13.7 ℃,放热量增加665 J/g,活化能降低49.42 kJ/mol.
研究了用双螺杆挤压工艺混合固体推进剂药料过程中机筒温度、螺杆转速、螺杆混合元件及组合结构对推进剂药料混合优度的影响,认为第一段机筒温度、螺杆转速和螺杆混合元件及组合结构对产品混合优度有明显的影响.
用动态热机械分析仪(DMA)测定了老化NEPE-5推进剂的动态力学性能,确定了物理老化对其力学性能的影响,并以此作为失效的主要模式.依据时间-温度叠加原理,老化NEPE-5的贮能模量、贮能柔量和损耗柔量沿频率(横坐标)进行叠合得主曲线,而这些主曲线沿纵坐标与未老化的主曲线进行叠合所得的垂直位移因子随老化时间的增长有突变点,把该点所对应的老化时间视为失效时间.同时根据WLF方程获得了老化活化能,依据所得的活化能和失效时间,利用点斜法预估了NEPE-5推进剂的物理老化寿命.
从榴弹发射器对装药的要求入手,探讨了1,5-二叠氮-3-硝基氮杂戊烷(DIANP)发射药用于榴弹发射器装药的可行性.试验结果表明,叠氮硝胺发射药用于榴弹发射器装药,不仅具有良好的内弹道性能,而且可以克服多-125发射药装药存在的缺陷,如吸湿性大、能量低,尤其是瞬间速燃特性使得装药的燃烧过程显得很不合理,提高初速潜力有限,也可以改善榴弹发射器目前采用高硝化甘油含量双基发射药装药所存在的烧蚀大、枪口焰大的问题.
对3个主流药型的发射药,即单基药、双基药和硝胺药经两种钝感方法处理后的燃烧稳定性进行了分析和评价,总结了不同钝感方法对发射药燃烧稳定性的影响规律.结果表明,两种钝感处理方法使火药燃烧呈现明显的燃速渐增性,但同时也增大了火药燃烧的不稳定性,并使火药的燃速压力指数上升.
在实验的基础上,研究了以硫酸羟胺(HAS)为原料,水溶液中和法制备硝酸羟胺(HAN)的工艺过程,讨论了投料方式、反应温度、反应物浓度等对HAN得率的影响,得到了较优工艺条件.
以粘弹性理论为基础,提出了一种预估导弹发动机贮存寿命的新方案,并对该方案的可行性和可靠性进行了分析.研究表明,该方案的实施不仅能缩短试验周期,有助于战斗力的同步形成,而且还能节约大量的人力、物力、财力,并带来较大的经济和军事效益.
高能固体推进剂中含有大量高能单质炸药,必须充分考虑其在制造、贮存、运输、使用等过程中的安全性.介绍了国外爆炸品的危险性分级方法,分析了国内的有关规定,提出了开展我国高能固体推进剂危险性分级研究的建议.
论述了利用双基推进剂燃烧气体经化学和物理冷却剂降温,使燃气温度降至200℃,以满足皮质气囊的使用要求.对降低双基推进剂燃烧室内外温度进行了可行性探讨,同时对装置中存在的问题进行了分析和改进.
得到了双基推进剂燃烧火焰CARS实验谱图及相应的温度拟合值.实测结果表明,燃烧火焰平衡区的CARS实验拟合温度数值与相应的热力学计算温度值基本吻合,连续采集的CARS谱显现的温度梯度说明CARS技术可以应用于推进剂燃烧火焰温度的实时诊断.
在对发射药贮存寿命终点判据和发射药能量示数、贮存环境温度、湿度等影响贮存安定性的因素进行分析的基础上,以BP人工神经网络作为预测手段,对发射药的安全贮存寿命进行了预测.
利用强氧化剂氯酸钾和高氯酸钾等制成烟火药,采用适当的点火序列实现了烟火药的燃烧转爆炸,利用该爆炸过程能快速地将可膨胀石墨膨化并分散,实现干扰功能.通过调整氧平衡,有效地避免了膨胀石墨被氧化,提高了有效干扰组分的得率
采用量子化学方法全优化计算了1-甲基-5-偶氮四唑(1-MAT)和2-甲基-5-偶氮四唑(2-MAT)热分解反应位能曲线,探讨了热稳定性和分解机理.热分解活化能计算值分别为245.9,183.2 kJ/mol,静态分子结构和动态分解性质都显示出1-MAT比2-MAT有更好的热稳定性.裂解优先以开环方式发生.
铝粉的颗粒尺寸对含铝炸药的爆轰性能有显著影响,在以RDX为主体的粘结炸药中,加入20%粒径为50 nm的超细铝粉,得到的新型复合炸药,其爆轰性能及作功能力明显高于含20%粒径为5 μm和50 μm的复合炸药.
应用含铝炸药的二次反应论和惰性热稀释理论解释了铝粉形状和粒度对炸药爆炸性能的影响机理,其根本原因是由于铝粉比表面积不同造成的.提出了含铝炸药性能的一种优化方向.
介绍了通过降低复合油相的凝固点来制备抗冻型岩石膨化硝铵炸药的方法,对多种抗冻剂的抗冻性能进行了测试和分析,并得出最佳的抗冻复合油相配方及其炸药.实验结果表明,该炸药在经过低温(-18 ℃)贮存后仍具有优良的物理性能和爆炸性能.
建立了粉状铵梯油炸药配方设计及最优化的数学模型,给出了不同原材料条件下数学模型的计算配方,将计算配方与国内主要粉状铵梯油炸药的配方进行了比较和分析.
采用物理研磨法制备了微米级球形HMX粉体,并对其性能进行了研究,实验证明,采用物理研磨法可使HMX形成类球型,并达到了提高炸药抗冲击性能,提高装填密度的目的.
以3,4-二氨基呋咱为起始原料合成无氢含能化合物3,3′-二硝基氧化偶氮呋咱(DNOAF),利用IR、NMR、MS和元素分析鉴定了其结构.通过计算得出,DNOAF的标准生成焓为640 kJ/mol,爆速D=9390 m/s,爆压PCJ=40.5 GPa.按照以20%DNOAF取代NEPE推进剂中的HMX计算,复合推进剂的比冲为269.2 s-1(以HNIW取代则为268.7 s-1).
在对既有的燃料空气炸药(FAE)武器威力评价方法进行分类评价的基础上,结合FAE武器的爆炸场特性,综合考虑该武器的各种爆炸作用形式,兼顾科学与实用的原则,提出了FAE武器自身威力评价的具体方法.研究表明,用FAE爆轰能和广义TNT 当量两个指标来评价FAE武器自身威力能全面反映FAE武器爆炸场特性,适合于FAE武器间的威力对比以及FAE武器与HE武器的威力对比,该评价方法具有普适性.
通过详细分析散粒体炸药压装成型物理过程的两个组成部分,提出了描述压装成型过程中密度随压力变化规律的指数方程ρs=1-a1exp(-b1P)-a2exp(-b2P),该式在整个压力范围(0～∞)内精确度高,物理意义明确,适用于JHL-2、RT-1、TNT、8701和A-IX-2等多种单质、混合、含铝炸药,具有工程实用价值.
探索性提出了可控旋转式离散杆战斗部结构的一种工程设计方法,给出了有关设计依据和原理试验结构,对该结构类型战斗部设计是一个有益的尝试.
水中兵器装药在离水面比较近处爆炸,由于自由面的影响,其装药的有效破坏半径减小,毁伤效能降低.现采用1 kg TNT当量药包,进行浅水爆炸试验;应用最小二乘法、冲量等效、能量等效方式处理p(t)关系式,得到二种有效破坏半径的计算公式:Rs=0.7636R+0.2603H;Rs=0.9301R+0.1047H.
尝试了用炸药组分的单一非等温DSC曲线来确定一次引爆型FAE复合燃料的热分解动力学参数,并据此来评价该复合燃料的内相容性.通过对比可以发现,该方法处理的结果与传统的Ozawa方法处理结果误差很小.实验结果也表明一次引爆型FAE药剂具有良好的内相容性.
描述了凝聚炸药在低强度冲击作用下的延迟现象XTD介绍并分析研究XDT现象的试验和数值模拟方法,提出了XDT研究的发展方向.
对纳米级PbO在双基推进剂中的应用进行了研究,结果表明,与普通PbO相比,纳米级PbO的催化作用区间向较低压力范围移动,且在4～10MPa内压力指数从普通PbO的0.42降至0.33,若与铜盐复配后压力指数则进一步降至0.1左右.炭黑同样可以提高含纳米级PbO推进剂的燃速.
设计了一种研究燃烧催化剂对EMCDB推进剂交联固化反应催化作用的实验方法,比较了十多种铅盐、铜盐对交联固化反应催化活性的强弱,筛选出了可用作粒铸EMCDB推进剂燃烧催化剂的铅盐、铜盐.实验结果表明,某些铅盐对交联固化反应有较强的催化加速作用,铜盐和炭黑对交联固化反应没有明显的催化加速作用,只有对交联固化反应催化加速作用很小的铅盐才能用作EMCDB推进剂的燃烧催化剂.
采用均匀沉淀法合成碳酸铅,研究反应温度、时间、反应物浓度、反应物配比对碳酸铅收率的影响.运用TEM 对合成的碳酸铅形态及颗粒尺寸大小进行表征.通过实验确定了解制备碳酸铅的最佳工艺条件:反应温度为95 ℃,反应时间为5 h,反应物浓度为0.5mol/l,反应物配比为1∶6.TEM图像表明,制备的碳酸铅为斜方晶体,料径为1～15 μm,实验结果表明:采用均匀沉淀法可以制备料径小,分散均匀的超细碳酸铅.
介绍了新近研制成功的一种以螺旋压伸成型工艺制造的能量较高的低特征信号推进剂的主要性能,并重点讨论了研制的关键技术.
通过模拟点火空间、改变点火药量及喷管堵片厚度的技术措施,解决了某发动机尾部点火装置研制过程中出现的点火延迟等技术问题,试验研究表明,对尾部点火设计而言,单靠增加点火药量并不是解决发动机点火延迟问题的有效途径.通过改变点火边界条件,使得点火药量与喷管堵片设计厚度协调、匹配,在解决发动机点火延迟等技术问题中起着重要作用.
叙述了固体推进剂的临界压强概念,从推进剂燃烧火焰模型的分析中,阐述了维持RDX-CMDB无烟推进剂稳定燃烧的条件,以及降低该推进剂临界压强的实验研究.
研究了含氮量在11.2%～13.6%范围的硝化棉(NC)和三醋酸甘油酯体系溶解及分子扩散动力学过程.重点研究了含氮量较均匀的中氮量(12.2%)NC的分子量分布及结晶度对扩散性能的影响.建立了NC浓溶液区试样结晶度与扩散系数、稀溶液区扩散系数与NC平均分子量间关系.
根据检测枪口烟雾和火焰的需要,通过对国内外检测技术的对比研究,研究建立了对枪口烟雾和火焰的检测方法,并对其所测结果进行了分析,为进一步开展发射药枪口烟焰检测研究打下基础.
通过火药撞击强度试验和DSC分析,研究了三种新型聚醚环酰胺类键合剂对硝胺发射药力学性能的影响,并探讨了其作用机理.结果表明:该键合剂不但能改善硝胺发射药的力学性能,而且与发射药的相容性较好.
通过对火炮膛内压力-时间曲线的再处理,研究发射药的气体生成强度,进而分析发射药装药的物理燃烧规律.
针对某枪弹低温膛压反常情况研究,就膛压反常影响因素中发射药方面进行了深入、细致的分析、探讨,并提出技术改进措施.
研究了双基火药理化分析组分总量问题,应用统计分析方法,分别求出八种双基火药组分分析总量控制范围,并对引起总量偏差的原因进行简单分析.
通过局部环焊技术对油田井下破损套管进行修复,得出简便可行的数学模型方程,选取切合实际的边界条件求解,求出了有工程应用价值的参数:装药量.
叙述了高能气体压裂技术作用原理及其在油田的现场应用情况,分析了油层物性对压裂效果的影响,提出了针对不同情况的油层物性选择不同施工工艺,为选井选层提供参考.
论述了一种大孔径射孔造逢新技术的设计、研究及应用,该技术特别适用于稠油常规开采.本文对其作用原理、结构及技术特点进行了阐述,并给出了在数口油井中实际应用的数据对比.实验结果表明应用该技术可使油井增产.
研究了岩石膨化硝铵的爆炸性能和爆破威力,在分析岩石爆破机理的基础上,通过与铵梯炸药、铵梯油炸药的爆破性能比较,并根据其自身的爆速高、重量威力大而体积威力稍小的特点,提出进一步提高该炸药爆破威力的技术途径.
膨化硝酸铵是近年来得到广泛使用的工业炸药氧化剂.本文对其撞击感度,摩擦感度,爆发点,火焰感度,静电火花感度等危险感度进行了测定,并对膨化硝酸铵进行了DSC实验,以及对雷管感度及冲击波感度等实用感度进行了测定.研究表明,同普通硝酸铵相比,膨化硝酸铵具有较低的危险感度及良好的实用感度.
讨论一次引爆FAE燃料配方,实验测定了空气冲击波超压和冲量随距离的变化曲线.实验结果表明,固态敏化燃料中加入一定比例的金属粉,可以相应提高冲击波超压和冲量,增加FAE的爆炸威力.
FAE装置炸高对爆炸压力场有重要影响.本文通过相同条件下不同炸高的FAE装置进行实验,利用多通道数据采集仪和地面模拟目标进行空气冲击波测量和地面毁伤效应评估.实验结果表明:FAE装置炸高对爆炸空气冲击波有重要影响,它不仅影响毁伤半径,而且还影响不同距离处的冲击波作用时间和压力峰值.
对燃料空气炸药爆炸(FAE)爆炸时所引起的地面振动幅值特征提出了研究.在相同装药量和场地条件下,进行了FAE与TNT炸药爆炸地震效应的对比实验,得到了地面竖向振动的时间历史记录结果.分析表明,FAE爆炸所产生的地震效应具有更高的峰值强度.所得到的研究结果对认识FAE爆炸力学效应具有一定的指导价值.
应用系统工程理论建立了高威力FAE的燃料优化分析评价方法,对FAE液态燃料进行了优化排序和筛选,得到了综合效能较优的FAE液态燃料组分.
进行了未经热处理的JOB-9003塑料粘结炸药(PBX)标准压缩试样的激热"冲击损伤破坏试验,对试样热冲击试验前后的超声波特性参量进行了检测,试验显示出JOB-9003炸药存在一个明显的"激热"冲击损伤破坏临界温度差,并获得了试样热冲击损伤破坏的超声波参量特征.
