• 主管:中国科学技术协会

    主编:魏 卫

    ISSN 1007-7812

     
  • 主办:中国兵工学会与中国兵器工业第204研究所共同

    出版:《火炸药学报》 编辑部

    CN 61-1310/TJ

过刊目录

  • 2015年, 第38卷, 第4期      刊出日期:2015-08-31
      
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  • David B. LEMPERT
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    从含能材料领域的最近发展成果出发,讨论了该领域的主要研究方向,重点论述了当前含能材料物理化学性能理论预估的最新成果,主要包括量子化学、分子动力学或者半经验QSPR建模的方法预估含能材料的感度、燃烧爆轰性能、反应活性、固化机制与力学性能的研究进展。总结了目前存在的主要技术壁垒,包括缺乏完备统一的含能材料性能标准实验数据库,没有自主知识产权的商业化含能材料性能计算软件,且国际上商业软件对含能材料的物理化学性能的可靠预测仅局限于爆轰性能和燃烧性能。文献调研表明,我国需要进一步加强该领域研究,最终建立一个能评价含能材料性能与安全的综合软件平台。附参考文献90篇。
  • 唐秋凡,樊学忠,李吉祯,付小龙
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    从化学安定剂的结构、性能、应用及其作用机理等方面综述了化学安定剂在双基系固体推进剂热安定性中的作用及安定机理的研究进展,分析了近年来研究中存在的问题,包括缺乏化学安定剂本构关系的研究、化学安定剂安定机理研究不足、热安定性检测手段有待改进等。提出了今后研究的重点主要是加强化学安定剂本构关系研究、深入研究安定剂作用机理和反应动力学、拓展新方法和新技术的应用等。附参考文献74篇。
  • 梁德辉,崔柏桦,易潜洪,张丽娟,张松,王志强,黄明,张勇,张光全,李鸿波
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    以3,4-双(3′-氨基呋咱基-4′-)氧化呋咱(BAFF)为原料,经SnCl2·2H2O/CH3OH体系还原,得到中间体3,4-双(3′-氨基呋咱基-4′-)呋咱(BAFF-1),再通过Caro′s acid氧化制得4-氨基-4″-硝基-[3,3′,4′,3″]-三呋咱(ANTF),用IR、NMR、MS和元素分析对其结构进行了表征。考察了BAFF-1与H2O2摩尔比、反应时间、反应温度和过氧化氢含量对收率的影响,得到最佳合成工艺条件为n(BAFF-1)∶n(35% H2O2)∶n(浓H2SO4)为1∶8∶40,反应时间为4h,反应温度为30℃,收率为45.6%。用Kamlet公式计算密度为1.782g/cm3时ANTF的爆速、爆压分别为8.20km/s、29.64GPa,有望成为一种可替代TNT的新型熔铸炸药。
  • 郝嘎子,刘杰,高寒,肖磊,乔羽,姜炜,赵凤起,高红旭
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    采用湿法机械研磨法和真空冷冻干燥工艺,批量制备了纳米CuO,采用超声辅助研磨法制备了纳米CuO/AP复合粒子。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)表征了CuO和纳米CuO/AP复合粒子的结构及形貌,采用DSC-TG研究了纳米CuO/AP复合粒子的热分解性能。结果表明,制备的CuO颗粒粒径约为17nm,呈类球形;通过超声辅助研磨法可使纳米CuO很好地分布在AP粒子表面。此外,质量分数2%的纳米CuO可使AP的高温分解峰温降低83 ℃,说明纳米CuO可作为一种添加剂,用于加速高氯酸铵的热分解。
  • 王晶禹,高康,徐文峥,叶宝云,徐洋
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    以CL-20为主体炸药、Estane5703为黏结剂、硬脂酸钙(CaSt2)为增塑剂,采用水悬浮法制备了4种复合粒子。用SEM、XRD、DSC对目标产物进行了表征及性能测试。结果表明,水悬浮法可以使硬脂酸钙和Estane5703成功包覆在CL-20晶体的表面,CL-20的晶型仍为ε型,说明硬脂酸钙不会改变CL-20主体炸药的晶型。加入硬脂酸钙后,CL-20/Estane复合粒子的特性落高从34.8cm升至39.8cm,热稳定性有所改善;当硬脂酸钙的质量分数为0.5%时,CL-20/ Estane包覆样品的热爆炸临界温度提高了5.81℃。
  • 王瑞,孟子晖,薛敏,徐志斌,崔可建,赵凤起,肖立柏,郭琪
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    为研究4,10-二硝基-2,6,8,12-四氧杂-4,10-二氮杂四环[5.5.0.05,9.03,11]十二烷(TEX)的稳定性,建立了TEX的高效液相色谱(HPLC)分析方法,采用TG-DTG和DSC研究了TEX的热行为,测定了不同升温速率(5、10、15、20和25 K/min)下TEX的分解峰温,用Kissinger方法计算了TEX放热分解反应的表观活化能(Ek)和指前因子(A),用热力学方程计算了TEX放热分解反应的活化熵(△S)、活化焓(△H)和活化吉布斯自由能(△G)。结果表明,TEX对热较稳定,其热分解反应的△S、△H和△G值分别为501.03J/(K·mol)、432.48kJ/mol、145.26kJ/mol。
  • 花成, 张盛国, 高大元
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    为了对炸药冲击波感度进行量化评估,根据裕度和不确定度的量化(QMU)评估的通用框架和关键要素,研究了炸药安全性的QMU评估方法。按序贯试验方法设计了炸药的安全性试验,统计分析了炸药的起爆临界阈值、试验方差和响应概率,建立了隔板试验中冲击波作用下炸药安全性的QMU评估模型。通过隔板试验研究了炸药爆炸的临界隔板厚度和其他参数,利用Bruceton升降法试验和大样本量的Monte-Carlo模拟,得到炸药安全性的QMU评估的系列公式,计算了PBX-C炸药冲击波安全性要求的临界阈值Xth、均值μ、方差σ和XP估计的标准差,导出了给定置信水平时爆炸概率P相应点XP估计的不确定度区间,对冲击波作用下PBX-C炸药的安全性进行了初步QMU评估。
  • 王小军,张晓鹏,宋磊,王霞,金韶华
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    以乙二肟和叠氮化钠(NaN3)为原料,采用一锅法制备了中间体二叠氮基乙二肟(DAG),然后DAG与HCl、Et2O反应合成5,5′-联四唑-1,1′-二羟基二水合物(BTO),BTO与氯化铵发生复分解反应合成了目标化合物5,5′-联四唑-1,1′-二氧氨盐(ABTOX),用X-射线单晶衍射仪对其晶体结构进行表征。采用DTA/TG技术研究了ABTOX的热行为,并测试了其感度。结果表明,该晶体属于正交晶系,空间群为Aba2(41)。晶体学参数为:a=1.07165(13)nm,b=1.07033(13) nm,c=1.32904(16)nm,V=1.5244(3)nm3,z=4,D=1.779g/cm3。ABTOX的热分解温度为287.8℃,撞击感度(H50)为46cm,摩擦感度为0。
  • 侯果文,黄振亚,王建峰
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    为研究三炔基化合物与聚叠氮缩水甘油醚(GAP)在无催化剂时的交联反应活性和反应动力学,以三炔丙基间苯三酚醚(TPPG)、均苯三甲酸三炔丙酯(TPTM)、均苯三甲酸三炔丁酯(TBTM)为对象,通过傅里叶红外(FT-IR)跟踪反应进程并观察反应过程中特征官能团的变化,采用差示扫描量热法(DSC)研究了交联反应动力学,建立了反应动力学方程并模拟实际等温反应历程。结果表明,在60℃下,3种三炔基化合物可与GAP发生1,3-偶极环加成反应生成三唑交联体系,TPPG、TPTM、TBTM交联反应活性依次降低,TPPG的低温反应活性最好;根据DSC 曲线计算出3种体系的活化能分别为78.8、80.3、87.6kJ/mol,交联反应级数约为0.92;n级动力学模型可以很好地预测等温反应进程,预测结果与验证结果基本符合。
  • 谢凤英,张丘,刘维,黄交虎
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    为了优化炸药及其模拟材料的切削表面质量,采用低速正交切削实验和显微摄像方法,对奥克托今(HMX)为基的高聚物黏结炸药模拟材料的切屑剥离、实际切深、切屑形态以及边缘质量等成型特征进行了实验研究,建立了切削表面成型过程的唯象模型。结果表明,炸药模拟材料的切削过程符合脆性材料切削成型的基本特征,但受组分材料、细观结构以及制备工艺等因素的综合影响,小切深、中等切深及大切深3个特征切深的范围不同,分别为0~0.1mm、0.1~0.5mm、0.5~1.5mm;边缘崩块与切深、工件结构的边界条件有关,裂纹形成与扩展的成型特征决定了中等及大切深下容易产生边缘崩块,减小切深可以改善边缘崩块,中等切深下可以通过改变进刀与出刀位置来控制边缘崩块。
  • 彭克荣,卫延安
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    以5-氨基四唑(5-AT)为原料,经氧化和离子置换反应合成了富氮含能化合物偶氮四唑二胍(GZT),用红外光谱、核磁共振、元素分析、高效液相色谱、质谱和扫描电镜对目标化合物进行表征。采用DSC考察了目标化合物的热性能,并测试了其机械感度,通过实验得到最佳的合成工艺为:氢氧化钾的浓度为1.5mol/L,5-氨基四唑、高锰酸钾与硝酸胍的摩尔比为1.0∶1.0∶1.1,氧化反应温度为60℃,氧化反应时间60min,置换反应的温度为80℃,在最佳合成条件下产率为97.2%,纯度为99%,产物为黄色针状晶体,尺寸均一。产物的分解峰温为256.6℃,摩擦感度和撞击感度分别为4%和16%,表明该富氮含能化合物的分解温度高,机械感度低,在生产和运输过程中具有较高的安全性。
  • 李萌,康超,邹高兴,罗志龙,董海燕
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    采用超声波协同Fenton氧化技术对HMX生产废水进行处理,考察了超声波频率及功率、Fenton试剂的投料量、废水的pH值、反应初始温度等参数对HMX生产废水中污染物降解的影响。结果表明,反应初始温度及废水的pH值对降解结果的影响较大。在超声波频率为45Hz、功率为5kW/m3、H2O2与Fe2+投料量分别为0.235mol 和 0.023mol,即n(H2O2)∶n(Fe2+)=10∶1,反应初始温度30℃条件下,100mL HMX废水的COD去除率达到80%以上;在H2O2投料量较少时超声波协同效应的优势明显,H2O2与Fe2+摩尔比越低,超声波协同效应越显著,比单独使用Fenton试剂处理的效果好;当H2O2与Fe2+摩尔比高于10∶1时,超声波的协同效应几乎消失。
  • 雷英春,王晶禹
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    采用水悬浮包覆技术制备了TATB/HMX基PBX,研究了料液比(TATB/HMX与纯净水的质量比)、温度、真空压力、颗粒的成熟时间、表面活性剂等因素对TATB/HMX基PBX包覆效果的影响。结果表明,当料液比为1∶10时,水对包覆颗粒的打磨作用明显;真空压力为0.045MPa时,60℃可以使乙酸乙酯/水恒沸物不沸腾,且包覆颗粒呈球形;在温度为60℃、真空压力为0.045MPa、搅拌速率为500r/min条件下,控制成熟时间为3min,TATB/HMX基PBX的最大堆积密度为0.8240g/cm3;Span-80/Tween-80(质量比6∶4)复合表面活性剂可明显改善TATB/HMX基PBX的包覆效果。
  • 李娜,许建兵,叶迎华,沈瑞琪,胡艳
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    采用气-固原位合成技术,通过多孔铜与叠氮酸(HN3)反应制备了叠氮化铜(Cu(N3)2),用氢气泡动态模板法制备了三维多孔铜。用场发射扫描电镜(FESEM)及X射线衍射(XRD)表征了多孔铜和叠氮化铜的形貌、组成和结构,采用TG-DTG和DSC分析了Cu(N3)2的热分解特性。结果表明,多孔铜与HN3反应首先生成叠氮化亚铜(CuN3),之后生成Cu(N3)2。Cu(N3)2为结晶良好的斜方晶系,其晶枝长度约为500nm。在178~240℃,Cu(N3)2有较强的放热峰,热分解反应的峰温为216℃,放热量为3116.86J/g,并放出氮气,失重约56.27%,与理论质量损失接近。
  • 程扬帆,颜事龙,马宏昊,沈兆武
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    为解决MgH2型水解敏化储氢乳化炸药的发泡过程难以有效控制及后效问题,提高MgH2的贮存稳定性,采用溶胶凝胶法用石蜡和硬脂酸对MgH2进行包覆,制备了石蜡和硬脂酸包覆的MgH2。用扫描电镜对包覆膜的微观结构进行表征,并根据猛度实验结果选择石蜡作为最终包覆材料,对石蜡包覆的MgH2进行防水实验和抗氧化EDS测试。利用水下爆炸实验研究了石蜡包覆的MgH2与乳化基质的相容性和贮存稳定性。结果表明,石蜡膜具有优良的防水性能,但其抗氧化性能不佳,石蜡包覆的MgH2复合敏化乳化炸药的贮存性能符合要求。

  • 刘厅,陈昕,胥会祥,韩爱军,叶明泉,杜慧,潘功配
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    为研究硼粉含量对镁/聚四氟乙烯(Mg/PTFE)富燃料推进剂性能的影响,采用混合模压成型工艺制备了7种不同硼粉含量的Mg/PTFE推进剂药柱。用红外测温仪、TG-DTA、量热仪分别测试其燃烧性能、热分解性能和爆热,并测试了其机械感度。结果表明,加入硼粉后,推进剂的燃烧性能明显改善,硼粉质量分数为15%时,线性燃速和质量燃速达到最高;当硼粉质量分数为20%时,燃烧温度达到最高;随着硼粉含量的增加,爆热稍微降低,完全燃烧热随着硼粉含量的增加而增大;当硼粉质量分数为10%时,高温放热峰温度降低128℃,撞击感度和摩擦感度达到最高值。
  • 田军,王宝成,桑军锋,张富平,郑伟,王江宁
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    为研究DNTF-CMDB推进剂的性能,按照国军标方法测试了其能量、比容、燃烧性能、安全性能、力学性能和内弹道性能,并与HMX-CMDB推进剂的相关性能进行了比较。结果表明,DNTF-CMDB推进剂的比容较大、爆热和密度较小,其密度、爆热和比容分别为1.684g/cm3、4586J/g和739L/kg;DNTF-CMDB推进剂可以实现平台燃烧,20~50℃的燃速温度敏感系数较大;对热刺激较为敏感,但机械感度较低;20℃和50℃时压缩率较高,分别为43.8%和46.4%,-40℃时抗压强度为175MPa。50mm发动机试验测得比冲约为2162.7N ·s/kg(10MPa)。
  • 邹伟伟,郝晓琴,张志勇,党海燕,周伟良,田书春
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    为改善可燃药筒的燃尽性,在可燃药筒基础配方的基础上添加含能纤维,通过抽滤模压工艺制备了3个小口径可燃药筒,并采用压汞法、密闭爆发器、力学试验与射击试验分别对可燃药筒的孔结构特性、燃烧特性、力学性能、弹道性能等进行了研究。结果表明,可燃药筒的孔结构以狭缝形和楔形孔为主,孔径分布较宽,压汞法测得的可燃药筒的孔隙率大于25%、总孔容超过0.25cm3/g、比表面积约为20m2/g。添加耐热涂料后可燃药筒在400℃的香烟感度超过6s。含能纤维有利于提高药筒的孔隙率和能量,燃烧速度增大,并缩短燃烧结束时间,可明显改善药筒的燃尽性。可燃药筒与十九孔火药组成装药的射击试验表明,含能纤维的加入能够提高药筒装药的弹道性能。
  • 杨丽侠,张邹邹,杨建新,刘来东
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    为研究高能叠氮硝胺发射药的动态力学强度及影响因素,以现有配方DAGR1为基础,通过调节组分设计制备了4种21/19粒状发射药,低温(-40℃)下对其进行了落锤撞击试验。结果表明,撞击初速为4.0m/s时,DAGR1的临界撞击能约为33J/cm2;在配方中添加质量分数1.5%的热塑性弹性体(ETPE)及混合增塑剂总含量不变增加DIANP含量均可提高样品的低温抗撞击损伤强度。
  • 丁小雨,金星,张鹏
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    采用燃烧温度测试系统测量了0.2、0.4、1.4和3.1MPa下含硼富燃烧料推进剂的一次燃烧温度,利用最小自由能法研究了压强对含硼富燃料推进剂一次燃烧产物组分的影响,用扫描电镜对不同压强下一次燃烧产物凝聚相的形貌进行了表征。结果表明,含硼富燃料推进剂一次燃烧产物中含硼产物主要以B2O3、B4C、BN、B、B2O2(g)和HBO(g)的形式存在,压强较低时,燃烧产物中单质硼和B4C含量较高,硼的反应率较低;随着压强的升高,燃烧产物中单质硼和B4C含量大幅降低,B2O3含量增加,说明压强升高有利于提高硼的反应率和硼燃烧的热量释放。B2O2 (g)、HBO(g)和MgCl2(g)的含量随压强的升高而增加,HCl(g)含量随压强升高而降低,H2(g)含量则保持稳定。燃烧压强越高,凝聚相产物分散性越好,平均粒度越小。
  • 景青,刘晶,周致富,康超,马宁
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    为研究硝化甘油喷雾法中喷雾压力、甘油流量等工艺参数对硝化效果的影响,使用相位多普勒技术(PDA)检测了不同工艺参数下喷雾颗粒的粒径及速度分布,并通过高速摄影对雾化效果进行了验证。结果表明,喷雾压力为0.12MPa时液滴粒径分布最稳定,甘油流量为5kg/h时液滴粒径最小可达20μm;喷雾液滴粒径随轴向距离的增加总体呈递减趋势,而随着喷雾径向距离的增加而增大;喷雾径向速度服从高斯分布。高速摄像仪(CCD)验证结果表明,喷雾压力0.12MPa时,甘油流量5和6kg/h时,喷雾效果较好。