• 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

  • 2023年, 第46卷, 第1期      刊出日期:2023-01-31
      
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  • 2023,46(1): 0.
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    为研究磁流体发电机用推进剂的燃烧性能与电学特性,用量热法、靶线法与微波干涉法测试了不同配方丁羟推进剂的燃烧热、压强指数及燃烧产物的电子浓度值,分析了硝酸铯、Al和AP含量对丁羟推进剂燃烧热、燃速及电子浓度的影响。结果表明,随硝酸铯含量的增加,推进剂燃烧热逐渐降低,当铝粉质量分数为18%,硝酸铯质量分数低于6%时,燃烧热为6000kJ/kg;AP含量对压强指数有较大影响,当AP质量分数从61.1%增至63.15%时,推进剂的压强指数提高13%以上。硝酸铯可显著提高推进剂燃烧产物的电子浓度,使其平均电子浓度增至1.9×1012cm-3,较不含硝酸铯盐相同配方的推进剂的燃烧产物提高1000倍以上。
  • 金石进展

  • 郝嘎子;寇勇
    2023,46(1): 0-IV.
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    以ANPyO、Zn(CH3COO)-2·2H2O和DMSO作原料,通过溶液法合成了含能配合物Zn4(C4N6O5H2)4(DMSO)4,采用傅立叶变换红外光谱、元素分析、X射线单晶衍射、差示扫描量热法(DSC)和热重分析法(TG)对其结构进行了表征, 用Kissinger和Ozawa法计算了配合物放热过程的表观活化能。研究了配合物对黑索今(RDX)、奥克托今(HMX)和高氯酸铵(AP)热分解的催化效果,测试了其撞击感度和摩擦感度。 结果表明,配合物属单斜晶系,空间群为P21/C。配合物热分解过程有一个吸热峰和一个放热峰,剩余残渣质量分数为14.38%;表观活化能为225.56kJ/mol;配合物对RDX和HMX热分解催化效果不明显,但对AP具有非常显著的催化效果;配合物对撞击和摩擦钝感。
  • 张建侃
    2023,46(1): 0-VI.
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    用地面和空中冲击波超压测试系统测定了TNT和B炸药爆炸的马赫反射波超压和入射冲击波超压,计算得到不同测试条件下TNT爆炸冲击波超压的经验公式和B炸药的TNT当量。结果表明,马赫反射波超压大于入射冲击波超压,马赫反射波超压与入射冲击波超压比值随实验中对比距离的增加而增加。由马赫反射波超压和入射冲击波超压计算得到的B炸药TNT当量比分别为1.40和1.32。认为以空中入射冲击波超压测试结果计算得到的TNT当量更真实。
  • 李瑞勤,姜一帆,张 明,王 艳,李 辉,秦 钊,左英英,侯晓婷,赵凤起
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    以含能基团为区分,综述了固体推进剂含能燃烧催化剂近年来的研究现状,总结了唑类、吖嗪类、二茂铁类、蒽醌类、石墨烯类及硝基类含能燃烧催化剂对固体推进剂及其主要组分的催化燃烧作用及催化机制。指出唑类和吖嗪类部分化合物对固体推进剂催化效果优异; 二茂铁及衍生物含能化兼具提升能量和改善迁移; 蒽醌类等新型含能催化剂也各有优势; 含氮量越高,对催化剂体系能力贡献越大,可通过在氮杂环上引入硝基等含能基团以提高氮含量并改善催化剂的性能。指出今后含能燃烧催化剂的研究重点为:进一步开展多功能、多金属含能燃烧催化剂的设计及机理探索; 同时加强含能燃烧催化剂对其他含能材料热分解的催化作用及在固体推进剂中的应用研究。附参数文献89篇。
  • 郝 雪,叶志文,周新利
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    综述了苯环类、氮杂环类、氮氧杂环类、烷烃类及含能离子盐类低熔点含能化合物的国内外研究现状、合成方法、物理化学性质与爆轰性能,并分析了其性能优劣及实际应用所面临的问题等,对比不同分子主体结构和官能团对化合物性能的影响,探索今后含能材料的重点研究方向以便设计出更好的低熔点化合物,更好地满足熔铸炸药应用要求。 指出DFTNAN、DNP、DNBF、BOO、BODN、TNTON等化合物性能优良,可以作为取代TNT作为新型熔铸炸药载体; 可以尝试以四唑为基础原料,引入不同性能优良的基团,如:—N3、—F、—ONO2、—NHNO2等, 设计新型低熔点含能化合物。附
  • Boris E. Krisyuk, Danila A. Markin, Timofey M. Sypko, Viktor V. Zakharov, Nikita V. Chukanov, Boris L. Korsunskiy
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    A theoretical and experimental study of the thermal decomposition of nitroguanidine(NQ)has been carried out. Various thermolysis channels were studied by quantum chemistry methods at the CCSD(or DLPNO-CCSD)level using the aug-cc-pVDZ basis set. It is shown that the lowest activation enthalpies(170—180kJ/mol)are characteristic of the reactions of NO2 abstraction from the initial NQ and the reaction channel with the transfer of oxygen from the nitro group to carbon in the limiting stage. Additionally, the thermolysis of NQ was studied experimentally in a nonisothermal mode with heating rates from 1 to 10K/min. In these experiments, the weight loss of the sample, thermal effects, and mass spectra of the products were recorded. An analysis of the experimental data confirmed the results of a theoretical study of the mechanism of thermal decomposition of NQ. The main thermolysis products are N2O, HNCO, NH3, and NO2, which fully corresponds to quantum chemical calculations.
  • 伍 波,蒋绣俄,杜慧英,石先锐,杨雅麟,裴重华
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    A family of ethylene-bridged energetic compounds containing 4-amino-3,5-dinitropyrazolated moiety and diverse explosophore groups were designed and synthesized by using 4-bromo-3,5-dinitropyrazole as raw material. The structures were characterized by NMR and single crystal X-ray diffraction. Their thermal decomposition properties were measured and detonation performances were predicted by Gaussian 09 program and EXPLO5 software. The results show that these new energetic compounds exhibit good thermal stability with thermal decomposition temperature ranging from 167.3℃ to 294.1℃, and low mechanical sensitivities with impact sensitivity not less than18J and friction sensitivity not less than 240N. The theoretical detonation velocity and detonation pressure are ranging from 7939 to 8448m/s and 25.0GPa to 30.8GPa, respectively.
  • 李 聪,荆苏明,朱 锦,邓佳豪,王媛媛,苗舒悦
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    为了研究分子结构对称方式对含能化合物性能的影响,分别以平面结构分子乙烯、苯、萘、吡嗪并[2,3-b]吡嗪为主体骨架结构,硝基为能量修饰基团,氨基为安全修饰基团,构建两组分别具有轴对称和中心对称结构的含能化合物。采用密度泛函理论,在B3PW91/6-31G(d,p)级别下,对目标化合物进行了系统的研究计算。结果表明:轴对称结构含能化合物分子结构更稳定,能隙和键离解能均高于中心对称结构含能化合物; 轴对称结构含能化合物具有更高的密度,中心对称结构含能化合物生成焓更高,两种对称方式结构目标化合物爆轰性能极为接近; 最后分别在分子和晶体层面对产生该规律的原因进行了相关解释。轴对称结构含能化合物的设计策略对于开发新型高能量密度化合物具有一定的理论价值。
  • 霍宏彪,叶宝云,安崇伟,冯宸赫,王杰超,王晶禹
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    为了降低黑索今(RDX)的机械感度,以聚叠氮缩水甘油醚(GAP)和乙基纤维素(EC)为黏结剂,采用预混膜乳化法制备了RDX/GAP/EC复合颗粒,并采用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热法(DSC)、BAM撞击感度仪和BAM摩擦感度仪对其性能进行表征。结果表明,用200mL乳液制得的模板所得到的RDX/GAP/EC复合颗粒与原料RDX相比,形貌规则较好,球形度比较高,粒径范围270~450μm,晶型未发生改变,活化能提高了20kJ/mol,热爆炸临界温度提高了30℃,撞击感度和摩擦感度能量分别提高了3.5J和48N。
  • 李晓霞,胡双启,曹 雄,邓 鹏,付玉平
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    以高氯酸铵基分子钙钛矿含能材料(DAP-4)为主体炸药,制备了Al/DAP-4复合体系,采用差热扫描量热法(DSC)和自主建立的燃烧测试方法,对DAP-4以及Al/DAP-4复合体系的热分解特性和燃烧过程进行了研究。结果表明,随着Al粉粒径减小以及添加量的增加,对DAP-4热分解的峰值温度降低效果越明显,添加质量分数40%、粒径100nm的Al使得DAP-4的热分解峰温降低了19.5℃,表明纳米级Al对DAP-4热分解具有较好的促进作用。开放性燃烧实验表明,微米级和纳米级Al粉均能提高DAP-4的燃烧剧烈程度,随着500nm和10μm Al粉含量的增加,Al/DAP-4燃烧到达火焰前锋面所需时间(tr)和持续燃烧时间(tc)明显增加,添加质量分数40%、粒径100nm的Al粉时,持续燃烧时间增益效果最为明显,是纯DAP-4燃烧时间的2.55倍。
  • 李凌峰,王 辉,韩秀凤,沈 飞,周 涛
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    为探究Al/PTFE活性材料与高能炸药组合装药的爆炸释能特性,制备了3种包含不同组分和质量的Al/PTFE活性材料的组合装药样品,并进行了爆炸试验,测量了不同距离处的自由场入射冲击波超压,拍摄了活性材料抛撒、反应、火球扩展等过程的图像,通过与裸装药静爆试验进行对比,分析了活性材料的反应特性及对冲击波超压参量的增益机理。结果表明,活性材料抛撒过程中经历了自身反应、与爆轰产物的无氧反应以及铝粉等与空气的有氧反应,相比于裸装药,二次反应增大了爆炸火球半径并大幅延长了火光持续时间,在中远场范围内有效增强了冲击波,2.5m测点处冲击波超压和比冲量最大分别达到了裸装药的1.8倍和1.5倍,且铝粉浓度越高,增益比例相对越强,但随着传播距离增大,铝粉稀释,差异逐渐缩小; 通过选用合适组分比例和质量的Al/PTFE活性材料,有益于弥补近场材料破碎和抛撒造成的冲击波能量损失,同时后燃反应为中远场提供能量补充,有望实现爆炸释能整体增益。
  • 任佳奇,李建民,杨荣杰
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    为提升复合固体推进剂的综合性能,将不同质量分数的八苯基硅倍半氧烷(OPS)、八氨基苯基硅倍半氧烷(OAPS)、八硝基苯基硅倍半氧烷(ONPS)和八(二硝基苯基)硅倍半氧烷(ODNPS)等4种有机-无机杂化结构的多面体低聚硅倍半氧烷(POSS)加入端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂中。使用电子万能试验机、热机械分析仪测定推进剂的拉伸力学性能; 使用氧弹量热仪测定推进剂在3MPa氮气下的爆热; 利用线扫描摄像燃速测定系统测定了推进剂的燃速—压强关系; 采用扫描电镜、激光粒度仪和 X 射线衍射仪(XRD)对推进剂爆热测试后的凝聚相燃烧产物进行微观形貌、粒度及物相分析; 采用同步热分析仪、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)等对POSS影响推进剂燃烧的机理进行了分析。结果表明,4种POSS均可增强推进剂的拉伸力学性能,八氨基苯基硅倍半氧烷(OAPS)效果最优; 4种POSS均可提高推进剂的燃速,ONPS质量分数为3%时,推进剂燃速及爆热最高; 4种POSS均可促进推进剂铝燃烧,明显减小凝聚相燃烧产物的粒径,ODNPS效果最优。分析认为,ONPS和ODNPS热解、燃烧产生的纳米尺寸的芳香碳和氧化硅,提高了推进剂燃速,抑制了推进剂铝燃烧团聚。
  • 许 诚,王 彬,刘红利,张红武,张义迎,王伯周,邓明哲,翟连杰
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    为了分析2,6-二苦氨基-3,5-二硝基吡啶(PYX)合成过程硝化反应的热危险性,以2,6-双(苦氨基)吡啶(PAP)为原料,经硝化反应制备得到了PYX,利用反应量热仪(RC1)测定了该硝化反应热数据,利用差示扫描量热仪和绝热量热仪分别对PAP、PYX和硝化液的热分解过程进行了测试,并计算了硝化液的分解反应动力学参数。结果表明,硝化反应的摩尔生成焓ΔmHr为-686.8kJ/mol,绝热温升ΔTad为76.8K; 硝化反应的最大累积度为48.7%,发生冷却失效时,体系所能达到的最高温度MTSR为86.6℃; DSC测得PAP和PYX的分解峰温分别为312.74℃和377.77℃; 利用绝热加速度量热仪(ARC)测得绝热条件下,硝化液的TD24为221.3℃; 综合反应量热数据和绝热量热数据得出,该硝化反应发生冷却失效后有可能引起冲料,但触发其二次分解反应风险较低。因此,需设置加料、搅拌与温度的联锁和蒸发冷却装置。