为满足高膛压火炮对高能发射药力学性能的应用要求,优化了RGD7高能硝胺发射药基础配方的黏结剂体系,分析了高能固体填料RDX和NQ与黏结剂体系的界面粘结性能.用配方体系中加入键合剂方法改善了高能硝胺发射药的力学性能.

在传统火药装药弹道设计方法的基础上,将装药弹道模型的求解与评价相结合,给出一种基于多指标的弹道设计新方法.该方法可建立基于3种计算模型的火药装药弹道多指标决策模型.模型中可灵活设置设计变量的变化范围,并能根据火炮的特点协调评价指标间的权重关系,模型的求解可对各设计方案进行排序.该方法使得火药装药弹道设计与评价工作同步进行,使弹道方案的选择更具科学性,且能在实验之前对各方案进行比较,对靶场实弹射击具有指导意义.计算实例表明,该方法是有效的.

以LiOH、HF为主要原料,采用中和沉淀法对超细硼粉进行了表面包覆.研究了LiOH的浓度对包覆效果的影响.透射电镜、X-光电子能谱、酸度计、黏度计用于包覆效果分析.结果表明,硼粉颗粒表面包覆了均匀且致密的LiF薄膜,薄膜厚度25 nm.酸度及黏度测试结果表明,经LiF包覆后硼粉悬浊液体系的pH值明显增大,并有效地降低了HTPB体系的黏度.含包覆硼推进剂的点火延迟时间及燃烧残渣分析表明,含包覆硼粉的推进剂点火延迟时间明显缩短,由70.475 s减为23.585 s;包覆后推进剂中硼的燃烧效率明显提高,推进剂燃烧残渣中硼与B2O3的摩尔比由包覆前的37.5:1变为包覆后的3.1:1

利用以准一维气相反应流为基础的固体推进剂稳态燃烧模型,研究了高能单元推进剂AP、HMX、RDX、CL-20和NQ的化学结构、热分解特征与燃烧性能的相关性.改进了高能单元推进剂燃速预估模型,使其可由高能单元推进剂的化学结构和基本热分解特性出发,预估单元推进剂的燃烧性能.通过与实测燃速的比较,验证了模型假设的合理性.

用PDSC研究了添加CL-20(或DNTF或FOX-12)的改性双基推进剂的热分解行为.发现PDSC曲线中CL-20、DNTF推进剂有两个放热峰,第一个为双基黏结剂的分解峰,第二个为CL-20或DNTF的分解峰.FOX-12改性双基推进剂只有一个分解峰,表明FOX-12和双基黏结剂(NC、NG等组分)一起分解.

分析、评述、展望了分形理论在火药粒破碎研究中的应用.提出了一个基于通过研究火药力学特性与分维数关系,研究火药破碎的方法.附参考文献16篇.

选用4种键合剂对CL-20晶体进行包覆,通过X射线光电子能谱(XPS)和显微红外光谱(MIR)研究了包覆性能及其界面相互作用机理.结果表明,键合剂可以在CL-20表面形成一层粘附层以及键合剂与CL-20的NO2基团存在诱导效应,从而证明了键合剂对CL-20有良好的包覆性能.

通过测定不同压力下推进剂的燃烧性能及熄火表面元素分析,研究了两种铜盐(AD和BC)和3种碳黑对微烟NEPE推进剂燃烧性能的影响.结果表明,适量AD可改善推进剂的燃烧性能,使推进剂在3～20 MPa压力范围内的压强指数降至0.45以下;AD在12～18 MPa压力范围内比等量BC对微烟NEPE推进剂燃烧性能的催化作用弱,这可能与AD所含铜元素在燃面的富集程度小于BC有关.3种碳黑均能改变微烟NEPE推进剂在3～18 MPa压力范围内的燃速.增加乙炔碳黑含量可使推进剂在3～20 MPa压力范围内的燃速提高,压力指数降低.

为确保某独立单元单基装药低温初速的一致性,必须对外挥的一致性进行调控.通过外挥调整实验确定了平衡水分、吸湿控挥参数和外挥是否一致的判断方法,同时就外挥对初速的影响进行了分析,得出了无损检测外挥一致性的调控方法和外挥与装药初速的关系式.

根据增效射孔器的实际作用,以AP-丁羟(HTPB/AP)复合推进剂为研究对象,利用隔板试验研究了冲击波对AP-丁羟复合推进剂的点火性能,结果表明,合理控制冲击波强度能够使AP-丁羟复合推进剂可靠点燃,并为其它推进剂的点火提供了一种新方法.

不饱和聚酯(UP)作为固体推进剂包覆层存在固化物脆性大、低温延伸率低、阻燃耐烧蚀性差的缺点,为了克服这些缺点,文献中提出了一些用纳米填料改性UP包覆层的方法,文章索集了用纳米填料改性UP韧性和阻燃性的最新进展和应用前景,附参考文献21篇.

对3种方式敏化的乳化炸药动压作用下的减敏作用进行了研究.用测量系统捕捉该3种乳化炸药发生压力减敏作用前后水中爆炸冲击波,利用冲击波参数计算炸药的压力减敏作用程度,该值反应了压力减敏作用的大小,依据该值分析了敏化方式对压力减敏作用的影响.结果表明,敏化方式对乳化炸药动压下的减敏作用影响很大,该实验条件下分别用膨胀珍珠岩、空心玻璃微球、化学气泡敏化的乳化炸药,压力减敏作用依次减少.

以全氟萘烷(C10F18)为氟溶剂,全氟辛基磺酸镱(Yb(OSO2C8F17)3)为催化剂,对卤代苯进行了氟两相硝化.含有催化剂的氟相通过简单的相分离可以回收利用,氟苯、氯苯、溴苯和碘苯的P/O值(产物中对位和邻位异构体的比)可分别提高至7.20, 2.45, 4.01和0.91.测定了不同温度下氟相在卤代苯中的分配系数.考察了反应温度、氟相和有机相的相比与体系中的含水量对硝化反应的影响,发现氟苯、氯苯、溴苯和碘苯的最佳氟两相反应温度分别为60℃、60℃、80℃和80℃,降低氟相和有机相的相比以及减少体系中含水量,有利于提高P/O值.

以氨基甲酸乙酯为起始原料,经硝硫混酸硝化合成中间体N-硝基氨基甲酸乙酯的铵盐,然后用N2O5为二次硝化剂,硝化、氨解得到二硝酰胺铵(ADN),粗品收率为72%,精制后熔点为90～92℃.采用元素分析、红外光谱及紫外光谱鉴定了ADN的结构,并对二次硝化反应的主要影响因素料比、反应温度、反应介质、反应时间等进行了探讨,确定了最佳合成条件.

以5-氨基四唑为原料,合成了3种偶氮四唑类高氮含能化合物(偶氮四唑铵盐(AZT)、偶氮四唑胍盐(GZT)及偶氮四唑三氨基胍盐(TAGZT)),利用IR、NMR、DSC、熔点测试和元素分析鉴定了其结构,简要地介绍了其爆炸性能.研究表明,作为新型高氮含能材料,偶氮四唑盐具有高的正生成焓、成气量大、燃烧无烟或少烟、燃后剩余残渣少以及不吸湿等特点,且具有良好的爆炸性能,可作为新型气体发生剂、低特征信号推进剂、低烟或无烟烟火剂以及高能炸药的重要组分.

研究了HBIW的氧化脱苄乙酰化反应,采用单电子氧化剂硝酸铈铵(Ⅳ)对六苄基六氮杂异伍兹烷(HBIW)进行氧化,制备出二乙酰基四苄基六氮杂异伍兹烷(DATBIW).用FT-IR、MS、1HNMR对其结构进行了鉴定.推测了对HBIW的氧化-脱苄化作用过程机理.

以三羟甲基乙烷与碳酸二乙酯为原料,经环化反应合成了3-羟甲基-3-甲基氧丁环(HMMO).在低温下,HMMO与对甲苯磺酰氯反应生成3-磺酸酯甲基-3-甲基氧丁环(MTMO).MTMO和叠氮化钠发生叠氮化反应形成叠氮单体3-叠氮甲基-3-甲基氧丁环(AMMO).三步反应收率分别为76%,96%,85%.用核磁、红外、元素分析和DSC表征了化合物的结构与性能.结构鉴定表明为目标化合物AMMO.

用二步反应合成1,4-二硝基咪唑(1,4-DNI),即先用乙酸酐对4-硝基咪唑3位上的N进行N-酰化,再通过硫酸-乙酸酐-硝酸钠混合液对酰化产物进行硝化合成1,4-二硝基咪唑,通过正交实验对合成工艺进行了优化,得到了较优的工艺条件:4-硝基咪唑、浓硫酸、硝酸钠、乙酸酐的摩尔比为2:3:8:15,反应温度30～40℃,反应时间3 h.用DSC研究了1,4-DNI的热分解.

采用三点弯曲试验测试了JO、JOB和JB 3种RBX在不同温度下的平面应变断裂韧度(KⅠc).结果表明,随着温度的增加,PBX的平面应变断裂韧度降低;在45℃以后JOB的平面应变断裂韧度降低最快,60℃时已很差,比JO的低,可以认为JOB在高温下抗裂纹扩展能力最差;在不同温度下,JB的平面应变断裂韧度比JOB和JO的均高,表现出相对较强的抗裂纹扩展能力.提出了PBX中高聚物成分及其含量是造成其KⅠc随温度变化规律不同的主要原因.

采用固相微萃取(SPME)、GC、GC/MS技术,对JOB-9003炸药及Φ10 mm×8 mm小药柱加速老化贮存初期释出气体进行了研究.检测到的气体物质主要包括JOB-9003的各组分生产过程中使用的溶剂和原料、JOB-9003造粒过程中使用的溶剂、JOB-9003的组分、JOB-9003释出物质互相反应的产物.研究表明,JOB-9003加速老化贮存初期释出气体以生产过程中被封闭在材料中或溶入材料中的气体为主.随着贮存温度的升高和贮存时间的延长,JOB-9003造型粉及小药柱释出的各种气体组分的浓度大都呈升高的趋势.

研究了HMX基钝感炸药的机械感度.根据测试结果初步确定了反应装甲的装药配方,最终装药配方由改变模拟反应装甲上、下板的材料和厚度以及穿甲弹与反应装甲法线的夹角,用反应起始装药的引爆效果确定.结果表明,钝感炸药的撞击感度、摩擦感度均随HMX粒度的减小而降低,随钝感剂含量的增加而降低;反应装甲的装药配方为HMX97%、钝感剂3%.从理论上分析了炸药粒度变化对机械感度影响的机理,以及在穿甲弹参数和速度一定的条件下,反应装甲装药结构对冲击引爆的影响.

为了考核贮存几十年的核武器战斗部雷管组合件的电气性能,用贮存雷管组合件同批次的雷管进行了电气性能实验研究.实验采用GSJ型转镜分幅式高速摄影机和某型号弹上火花式雷管同步引爆装置,结果表明,贮存雷管在规定的条件下仍具有良好的发火性能和安全性能,且同步分散性小于0.4 μs,可满足核武器战斗部正常起爆对雷管组合件的技术要求.

以典型一次引爆型云爆剂为基础,根据炸药的热化学理论和爆轰理论,对一次引爆型云爆剂的爆速进行了理论分析和计算,并研究了组分配比及配方对爆速的影响.结果表明,一次引爆型云爆剂的理论爆速与金属粉含量有关,在一定范围内适当增加金属粉含量,可以提高爆速,且金属粉的热值越高,其一次引爆型云爆剂理论爆速也越高.

纳米含能材料目前正处于从概念向实践发展的过程中.在分析其概念产生背景和概念内涵的基础上,介绍和总结了纳米含能材料的制备、表征、性能以及结构与性能之间关系的研究进展,评述了其应用优越性和可预见的应用领域,也展望了今后深层次研究中的一些主题和在弹药中应用的远景.

通过燃速测定、差示扫描量热技术(DSC)和热失重技术(TG)研究了有机金属化合物(OME)对二硝酰胺铵(ADN)单元推进剂的热分解和燃烧性能的影响.1～12 MPa范围内,1%OME可以提高ADN单元推进剂的燃速.TG和DSC分析表明,OME可以显著降低ADN的起始分解、放热温度;OME含量对ADN的起始热分解温度有明显的影响.热分解动力学分析显示,加入1%OME后,ADN的热分解活化能降低30%左右.

采用十八烷基非极性键合固定相色谱柱,以甲醇、水、乙酸为流动相,在流速1.0 ml/min,检测波长252 nm,柱温为室温的条件下测定FOX-7的纯度.结果表明,FOX-7与可能的副产物有很好的分离(分离度分别为1.04和1.96),当浓度为6.6～66 μg/ml时,色谱峰高(H)与FOX-7浓度(C)呈线性关系:H=1.5047C+0.7857,相关系数为r=0.9998;采用校正因子归一化法,测得 FOX-7样品纯度为99.70%,RSD为0.22%(n=3).