高大元[1]2003年在《混合炸药爆轰与安全性能实验与理论研究》文中进行了进一步梳理本论文的主要研究内容如下： 分别加入氟化钾、表面活性剂对AN进行改性研究，结果表明，添加氟化钾能使硝酸铵的晶变温度大于95℃，但不利于AN吸湿性和结块性能的改善；添加表面活性剂可改善AN的防吸湿性和抗结快性，阳离子表面活性剂比阴离子表面活性剂效果好，而复合表面活性剂改性后的硝酸铵的防吸湿性和抗结快性效果最好。硝酸铵经过复合表面活性剂作用，制成自身具有雷管感度的膨化硝酸铵，取代了敏化剂TNT的敏化作用，使膨化硝铵炸药的起爆感度发生了质的变化。 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，用VLWR爆轰程序计算了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，理论计算值和实验值比较接近；用波形测试法测定了φ100×100mm岩石膨化、煤矿膨化、铵梯以及乳化炸药柱的底面输出波形，经过对爆轰波底面波形处理后获得波形拟合函数，表明工业炸药具有低爆速和低爆压的非理想爆轰特征。 用有机玻璃法测试了含铝炸药的爆速和爆压：用VLWR爆轰程序计算铝粉反应度对含铝炸药爆轰参数的影响，结果表明，对含铝量一定的含铝炸药，随着在C-J面内铝粉反应度增加，含铝炸药的爆速D_(CJ)、爆压P_(CJ)和爆温T_(CJ)也随着增加。 用加速热量仪研究了TATB、TCTNB和TCDNB的绝热分解过程，得到了它们的绝热分解温度和压力随时间的变化曲线以及自热速率随温度变化曲线，对TATB样品计算了绝热分解的动力学参数表观活化能和指前因子；用热重法测得了TATB、TCTNB和TCDNB在不同升温速率的热重曲线，根据Ozawa方法计算得到了热分解活化能和指前因子，研究了热分解反应机理和动力学方程。 用1000s热爆炸临界温度测定试验、炸药柱非限定性和限定性热爆炸试验研究TATB对HMX热感度性能的影响，评价HMX／TATB高聚物粘结炸药的热安全性，结果表明，TATB含量对HMX的1000s热爆炸临界温度有较大影响。TATB含量增加，炸药柱非限定热爆炸临界温度增加，而且炸药柱几何尺寸越小，影响越明显。在限定性体系中，由于炸药柱限定在金属铝的反应器里，比在非限定性体系易达到热爆炸临界条件，使热爆炸临界温度降低。 用多种感度试验方法来综合评定炸药的安全性能，把炸药的各单个安全性能表征后分别相加、相乘就可以得到炸药的感度与安全性能综合表征结果；用模糊数学对摘要博士论文JB一9002、TNT、TH4748、JOB一9003、RHT一902、JO一9159炸药的感度进行聚类分析，比较被测炸药与基准炸药的贴近度来评价炸药的感度和安全性。
薛冰[2]2017年在《RDX基金属氢化物混合炸药爆炸及安全性能研究》文中研究表明进一步提高炸药的爆炸和做功能力是含能材料研究永恒的主题。实际应用中为了提高炸药爆热等参数,通常采取添加高氧化热金属粉末等方法,但其受限于金属添加剂的性能而难以获得均衡的炸药配方。为了获得性能更加优异和平衡的高能混合炸药,亟须需要寻找新的高能组分。金属氢化物的储氢特性和高燃烧热使其成为优秀的推进剂燃料,然而目前鲜有其在高能混合炸药设计与制备中应用的系统研究。因此作为极具潜力的炸药组分,研究金属氢化物对高能混合炸药爆炸及安全性能的影响具有重要的理论意义和应用价值。本文通过实验研究与理论分析相结合,系统的研究了金属氢化物种类、粒度和含量对RDX基高能混合炸药空中、水下等爆炸性能的影响;同时通过热分析与自然存储实验,研究了 RDX基金属氢化物混合炸药的热稳定性和存储性能。首先,将两种典型的金属氢化物——氢化钛和氢化镁引入到高能混合炸药的制备中(RDX-MHx混合炸药)。并通过高效球磨的方式,制备了不同粒度的氢化钛,发现氢化钛粉末随球磨时间的增加粒度迅速减小后趋于稳定,且粒度分布逐渐变窄。基于此制备了不同粒度和含量金属氢化物的高能混合炸药。通过空中爆炸实验研究了不同含量和粒径的氢化钛对RDX基钛氢复合炸药性能的影响,并分析了固相爆炸产物。结果表明氢化钛粒径减小能有效提高冲击波参数,氢化钛含量为20%时,氢化钛粒径为0.96μm的复合炸药的超压峰值、正相时间和正相冲量较标准RDX分别增加了3.8%、12.7%和14.0%,而粒径为0.96μm的氢化钛含量由10%增加到20%时,冲击波正相冲量增加7.0%,但超压峰值减小5.1%。方差分析表明氢化钛粒径对复合炸药爆炸性能有显着影响,且与氢化钛含量有交互作用。固相爆炸产物分析表明,复合炸药爆炸过程中氢化钛发生了氧化反应,生成钛氧化合物。基于空中爆炸实验和固体爆炸产物分析结果,初步建立了二元金属氢化物的爆炸反应模型,分析了金属氢化物粒度对其爆炸反应过程的影响。同时,通过水下爆炸实验的方式研究了 RDX基金属氢化物的爆炸冲击波参数和爆炸能量结构,测试了不同金属氢化物含量和粒度的混合炸药。实验结果表明,添加细粒度氢化钛(D50=0.96μm)能有效改善混合炸药的爆炸性能,此时爆炸性能参数随着氢化钛含量的增加而增加。实验获得的比冲击波能、比气泡能以及比总能量,最高分别提高大10.5%、6.4%和7.1%。但是,添加较大粒度氢化钛(D50=20.78μm,D50=136.74μm)时,混合炸药的水下爆炸参数与氢化钛的含量基本呈现负相关。这说明氢化钛的粒度对其参与爆炸反应的窗口和活性有着显着影响。氢化钛的粒度与含量对混合炸药水下爆炸性能的影响也存在交互作用,这与空中爆炸是一致的。另外,测试的氢化镁含量为10%的高能混合炸药展现了更高的冲击波参数,其冲击波超压、比冲量及测点处比冲击波能分别提高达5.7%、7.0%和8.4%。相反,由于氢化钛较高的密度,RDX基氢化钛混合炸药的密度比能量提升明显,这有利于提高战斗部空间利用率。最后,通过热分析实验手段(TG-DTA)对比研究了 RDX基氢化钛混合炸药的热稳定性与组分相容性。实验结果表明氢化钛对RDX基混合炸药的热分解动力学参数和热分解峰温产生明显影响,其添加降低了 RDX基混合炸药的热安定性,两者相容性一般。通过2年的自然存储实验发现,由氢化钛表面自然生成了化学性质稳定的二氧化钛,使得RDX基混合炸药表现出良好的存储性能。通过X射线衍射(XRD)和热重、差热分析(TG-DTA)等测试发现在RDX基氢化镁混合炸药中存在Mg(OH)2和Mg,这是由于氢化镁在一般环境存储时发生了水化和分解所形成。这两个反应都会释放氢气,导致混合炸药粘结结构破坏,使得力学性能和存储性能下降明显。研究表明,金属氢化物作为高能炸药组分能有效改善混合炸药的爆炸性能,具有很高的应用前景。其中RDX基氢化钛混合炸药具有优秀的爆炸性能和存储性能,是极具潜力的炸药体系。相关研究结果可以为金属氢化物在高能炸药设计制备中的应用提供参考。
罗宁[3]2011年在《爆轰法合成碳包覆金属纳米材料的研究》文中研究指明自二十世纪九十年代发现碳包覆金属纳米颗粒(Carbon-encapsulated metal nanoparticles, CEMNPs)以来,其已成为继发现富勒烯C60、碳纳米管之后的又一研究热点,再次掀起了碳材料领域的研究热潮。CEMNPs是一种新型的、核壳结构的碳-金属复合纳米材料,核心由球形纳米金属晶构成,外壳主要由多层石墨片层紧密环绕金属纳米晶核有序包裹。由于碳包覆层的保护,有效的防止了金属纳米晶团聚、长大,保护了内核金属纳米晶不发生氧化及环境腐蚀,同时提高了纳米金属活性与生物体之间的相容性。爆轰法以速度快、产率高、能耗低及操作工艺简单等优势在合成纳米金刚石、纳米氮化物、纳米氧化物、纳米碳材料等方面独树一帜。本文主要从实验分析和理论计算等多个方面分别进行研究和讨论。研究如何采用爆轰技术制备碳包覆金属纳米材料,并结合X-射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)及能谱仪(EDX)、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱仪(Raman)、X光射线荧光光谱仪(XRF)、振动样品磁强计(VSM)、差热分析仪(DSC)和热失重分析仪(TG)等现代分析手段对所合成的纳米复合材料的物相成分、形貌结构、元素构成、磁性特征及前驱体热力学性能进行了分析并通过数值模拟探讨了其合成机理。在总结前人采用爆轰法合成纳米金刚石、纳米纳米管、石墨材料等基础上,首先对爆轰前驱体从氧平衡、爆炸性能、热力学性能、选择材料等方面对前驱体炸药进行初步设计。以此为出发点,首先开展了尿素硝酸盐络合物炸药爆轰合成碳包覆金属(N、Co、Fe)纳米颗粒的研究。结果表明,通过调整前驱体中元素摩尔比例,在密闭容器内惰性气体保护下,成功制备出碳包覆金属(Ni、Co、Fe)纳米材料并初步探讨了其合成机理。之后进一步开展了合成碳包覆合金纳米材料的研究。通过调整炸药前驱体中两种金属源与碳源材料的元素摩尔比例,成功地合成了碳包覆合金(FeNi、FeCo)纳米颗粒,且一次合成产率大约10～15%。再者,采用柠檬酸凝胶法对溶碳量较差的金属(以铜为代表),进行爆轰凝胶前驱体炸药合成碳包覆铜纳米材料的探索性研究。选用硝酸铜与柠檬酸按照一定摩尔比和RDX混合后形成了柠檬酸凝胶前驱体炸药,成功合成了碳包覆铜纳米材料。为了考察合成碳包覆金属(铁、钴、镍)的尿素硝酸盐络合物炸药的热安全性,分别采用DSC/TG热分析技术对其进行热分解动力学研究。通过对前驱体炸药各组分、炸药混合物及尿素硝酸盐络合物炸药的热分析并通过热分析动力学方程计算其动力学参数。结果表明,尿素络合物对金属离子的稳定作用并且遵循一定规律的动力学特征,探明了硝酸盐络合物炸药的热分解机理,为制备碳包覆金属纳米材料专用安全炸药提供了必要依据。最后,运用BKW炸药物态方程和金属的高温高压物态方程相结合并运用吉布斯最小自由能原理,通过编写GS-BKW专用程序,实现了爆轰产物与金属单质或者合金固体物态方程的耦合,并对前驱体专用炸药爆轰合成复合纳米颗粒的爆轰参数进行了数值模拟。结果表明：压力范围在9-15GPa,温度在2000-3500K之间有利于碳和金属团簇的生成并探讨了爆轰合成碳包覆金属纳米颗粒的生长机理。
毕晓露[4]2016年在《含储氢材料炸药制备及爆炸机理研究》文中进行了进一步梳理储氢材料燃烧热值高,储存的氢释放后经燃烧生成水,并释放热量,用在炸药中有望提高炸药的能量。本文以储氢材料为可燃剂,将其应用于黑索今、高氯酸铵组成的炸药中,通过爆压、爆速和爆轰威力等性能研究含储氢材料炸药的性能和爆炸机理。本文的研究工作和取得的成果如下:(1)运用BKW状态方程系统地研究不同炸药配方的爆轰性能,确定炸药配方,可燃剂的含量为20%~30%,炸药的爆轰性能最佳。BKW状态方程为炸药配方设计提供理论指导。(2)制备氨基硼烷、肼基单硼烷和肼基二硼烷叁种氨硼烷配合物,运用FT-IR、XRD、NMR等分析方法研究叁种物质的结构和性能。运用非等温动力学方法研究了叁种氨硼烷配合物的热分解动力学,计算热分解活化能。结果表明,热稳定性排序为:肼基二硼烷>氨基硼烷>肼基单硼烷,活化能排序为:肼基二硼烷>氨基硼烷>肼基单硼烷。优先选择感度低,稳定性好的氨基硼烷作为炸药的可燃剂。(3)通过TG-DSC方法研究氨基硼烷对高氯酸铵热分解过程的影响。结果表明,氨基硼烷对高氯酸铵的热分解具有催化作用,能降低高氯酸铵低温分解和高温分解的温度和最大放热峰。随着氨基硼烷加入量的增加,高氯酸铵低温分解放热峰和高温分解放热峰重迭,形成一个放热峰,低温分解和高温分解无明显区分。建立氨基硼烷/高氯酸铵热分解模型,为氨基硼烷在炸药中应用奠定基础。(4)采用造型粉压装工艺制备含氨基硼烷混合炸药。通过密度、水分及挥发分、吸湿性、燃烧热、安定性与相容性、爆轰性能、感度研究炸药的性能。结果表明,含氨基硼烷混合炸药是一种密度高、爆热高、爆速高、燃烧热高、感度低、安定性能好的混合炸药。(5)采用流体力学理论设计含储氢材料炸药的爆炸模型,计算含储氢材料炸药和聚奥-8炸药的驱动破片能力,解释含储氢材料炸药驱动破片能力、破片速度高于聚奥-8炸药的原因。在模型中,含储氢材料炸药驱动破片的初始速度计算值为2224 m/s~2667 m/s,试验中破片在3 m处的速度为2262 m/s,计算结果和实验值相吻合,说明设计的模型参数适用于含储氢材料的炸药。(6)开展含储氢材料炸药与聚奥-8炸药装填弹药及地面静置爆炸试验,通过两种不同状态的试验,证明含储氢材料炸药战斗部破片穿透钢靶的能力、破片初速及飞行速度明显高于聚奥-8炸药战斗部,冲击波超压略低于聚奥-8炸药,且随着测试距离的增大,含储氢材料炸药的能量优势越明显。(7)通过漏斗试验对比同等质量的含储氢材料炸药与梯恩梯炸药的爆轰威力。含储氢材料炸药的爆坑容积是梯恩梯炸药的2.62倍,且含储氢材料炸药爆炸后土质呈粉末状,梯恩梯炸药的呈块状,表明含储氢材料炸药对土质的作功能力高于梯恩梯炸药。(8)对比1 kg的含储氢材料炸药与梯恩梯炸药的冲击波超压值。在测试距离为1 m时,含储氢材料炸药与梯恩梯炸药的冲击波超压平均值分别为1.927 MPa和0.505MPa,正压作用时间分别为1.00 ms和0.48 ms;在测试距离为2 m时,含储氢材料炸药与梯恩梯炸药的冲击波超压平均值为0.648 MPa和0.097 MPa,正压作用时间分别为1.50 ms和0.38 ms。含储氢材料炸药的冲击波强度和正压作用时间明显高于梯恩梯炸药,具有应用在武器装备上的实用价值。
胡骏[5]2010年在《新型高能粉状工业炸药的配方设计》文中研究说明本文主要是针对某些特别坚硬的岩石爆破,而在已有的由硝酸铵、燃料油和木粉组成的无梯改性硝铵粉状炸药中引入几种能够提高炸药爆轰性能的物质,以满足特殊场合爆破的需要。并根据零氧平衡原则和最大放热原则建立基于此类炸药的配方设计数学模型,并利用计算机进行线性规划求解,得到了一些令人满意的配方。具体研究如下：(1)通过对所设计配方的热化学和爆轰参数计算得出：随着复合蜡质量分数增多,设计配方的爆热、爆容、爆速、爆压、做功能力计算值均上升,但爆温下降；随着CH3NO2和C2H5NO2质量分数增多,设计配方的爆热、爆速、爆压做功能力、爆温计算值均上升,爆容几乎不变；随着Al粉质量分数增多,设计配方的爆热、爆温计算值显着上升,爆速和爆压变化不大,爆容有所下降。其中计算的爆热和爆温最高的是含Al粉4.12%的配方8；计算的爆容最高的是含复合蜡4.09%的配方4；计算的爆速、爆压以及做功能力最高的是含有CH3NO2和C2H5NO25.71%和3%Al粉的配方26。(2)通过对所设计配方炸药的爆速、猛度、做功能力进行爆炸测试可得：随着复合蜡质量分数增多,炸药的爆速、猛度、做功能力均增大,但复合蜡量不宜过多,否则木粉减少,起爆热点减少,难以使炸药完全爆轰；随着CH3NO2和C2H5NO2的质量分数增多,炸药的爆速和猛度显着增大,做功能力略有增大,可见CH3NO2和C2H5NO2对炸药的爆速和猛度贡献是较大的,做功能力影响较小；随着Al粉质量分数的增多,炸药的爆速稍有增大,猛度增大明显,做功能力显着增大,可见Al粉能提高炸药的爆速和猛度,显着提高炸药的做功能力。其中含3%Al、5.71% CH3NO2和C2H5NO2的配方26,其爆速为3447m/s,猛度值为15.82mmm,抛掷爆破作用指数达到1.73。
韩志伟[6]2014年在《特种乳化炸药爆轰合成纳米氧化铈及其性能研究》文中提出本文以Ce(NO3)3·6H2O作为铈源,研制了用于爆轰法合成纳米氧化铈的特种乳化炸药,通过在爆炸罐中起爆该乳化炸药合成了纳米氧化铈。着重研究了爆轰法合成纳米氧化铈过程中的粒径控制方法、目标产物的后处理方法及纳米氧化铈的性能。主要研究内容如下：(1)通过建立特种乳化炸药配方设计数学模型,并对该数学模型进行求解,研制了用于爆轰法制备纳米氧化铈的特种乳化炸药。探讨了包括水相加热温度、油相加热温度、乳化器转速和敏化温度等四个因素对特种乳化炸药制备过程的影响,获得了最佳乳化条件。采用实验和理论计算相结合的手段,对Ce(NO3)3含量分别为10%、20%、30%和40%的4种配方的特种乳化炸药设计的合理性进行了验证。(2)系统研究了特种乳化炸药爆轰法合成纳米氧化铈的粒径控制方法。探讨了特种乳化炸药中Ce(NO3)3含量、惰性添加物、乳化器转速等条件对爆轰合成的纳米氧化铈粒度及其均一性的影响,获得了通过特种乳化炸药爆轰合成粒度均一的纳米氧化铈的方法。研究过程中发现,乳胶基质中水相液滴的粒度及其均一性与纳米氧化铈的粒度及均一性存在对应关系。(3)针对爆轰法制备纳米氧化铈过程中得到的爆轰产物中含有部分金属氧化物杂质的问题,考虑反应温度、盐酸用量、硝酸用量、蒸馏水用量、反应时间等五个因素及因素间的交互作用,设计了正交实验,考查了不同条件对纳米氧化铈纯度的影响,获得了最优化的因素与水平组合。(4)利用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)两种手段,研究了不同热处理温度对晶格结构和纳米粒子表面形貌的影响。获得了最佳热处理温度。(5)为探索特种乳化炸药爆轰法合成的纳米氧化铈的应用,将纳米氧化铈作为添加剂,利用差示扫描量热仪(DSC),研究了不同升温速率条件下,纳米氧化铈对高氯酸铵和黑索金两种含能材料热分解行为的影响。利用热分析动力学方法,计算了在是否添加纳米氧化铈两种条件下,两种含能材料表观活化能和临界热爆炸温度的变化情况。结果表明,纳米氧化铈可以促进两种含能材料的热分解。(6)利用紫外分光光度计研究了纳米氧化铈对紫外光的吸收作用。结果表明,乳化炸药爆轰合成的纳米氧化铈对紫外光具有较好的吸收作用。
廖学燕[7]2010年在《铝纤维复合炸药研究》文中进行了进一步梳理炸药与其他能源(除核能)相比的优点是能量密度高,反应时间极短(μs量级),作功功率巨大。炸药是武器杀伤力的直接能量来源,正是由于炸药的问世,战争从冷兵器时代进入热兵器时代。炸药在国民经济建设中也起着重要的作用,它能减轻劳动量,加快生产速度,提高工作效率,被广泛地应用于矿山开采,隧道、沟渠、路基、暗礁开挖,爆破拆除,油气井开采等领域。长期以来,炸药研究者总是希望研究出具有高能量密度的炸药。随着现代军事和民用科技的发展,炸药的生存环境越来越差,如高温、高压、高速等,迫使人们在选择炸药时,不但要要考虑炸药的能量密度,而且不得不考虑炸药的安全性、稳定性、力学性能等综合性能。目前如何提高炸药的综合性能已经成为军民两用炸药发展急需解决的问题。从目前研究情况看,对于炸药的研究多是关注炸药的单一性能：只研究如何提高炸药的能量密度,或者只研究怎样降低炸药的感度,或者研究怎样提高炸药的力学性能。而对于如何提高炸药的能量密度、安全性和力学强度等综合性能的研究较少。为了满足现代军事和民用工程对炸药综合性能的高要求,在爆炸化学和纤维增强的基础上,本文提出一种新理念炸药——含铝纤维复合炸药(Explosives containing Aluminum Fiber),简称铝纤维炸药(EAF)。铝纤维炸药是以铝纤维(AF)和单质炸药或者混合炸药作为原料,经过一定工艺加工而成的新型复合炸药,其具有高能量密度、高安全和高力学强度的特点。根据爆炸化学理论,炸药中添加高热值金属粉能提高炸药的能量输出,目前应用最多的是铝粉。但是铝粉加入炸药后存在两个负面影响：一是铝粉在炸药中容易形成热点,导致炸药的感度升高,减低了炸药安全性能；二是铝粉比表面积大,容易被氧化,失去部分活性,造成铝粉能量利用率低。本文提出的铝纤维在提高炸药能量密度的同时,可以克服铝粉带来的两个问题,铝纤维炸药具有以下叁个主要优点：一是铝纤维和铝粉一样具有高热值,能提高炸药的能量输出：二是铝纤维良好的热传导性,在炸药内部起到良好的热扩散作用,将局部积累的热量扩散到周围炸药,抑制局部升温过快导致炸药快速反应,从而提高了炸药的安全性；叁是铝纤维比表面积小于铝粉的比表面积,使得铝纤维的活性铝含量高于铝粉,因此铝纤维能量利用率高于铝粉。根据纤维增强理论,在基体材料中添加纤维材料能有效的提高基体材料的力学强度。铝纤维在炸药中能起到很好的桥连作用,提高炸药的成型效果和力学强度。良好的力学强度,是炸药在运输、使用过程中安全、稳定的一个重要指标。铝纤维炸药是充分利用铝纤维的物理、化学性质,改善炸药的综合性能。在铝纤维炸药爆炸前,利用铝纤维的力学性能和热传导性能,提高炸药力学强度和炸药安全性；铝纤维炸药爆炸时,利用铝纤维高热值,提高炸药的能量密度。铝纤维炸药是一种综合性能优良的新型复合炸药,具有高能量密度、高安全和高力学强度的特点,为提高炸药的综合性能提供了一条新路线。为了研究铝纤维炸药的综合性能,首先研究了铝纤维炸药的制备方法,并在实验室制备了一系列铝纤维炸药。然后研究了铝纤维炸药的综合性能,包括能量输出特性、能量影响因素,力学强度、感度,具体研究内容如下：铝纤维炸药的制备方法提出了铝纤维炸药的几种制备技术路线,采用几种简单、安全、有效的工艺,并在实验室制备出了一系列铝纤维炸药,分析了各种制备方法的特点。铝纤维炸药能量输出特性研究从理论上提出铝纤维的“破碎—氧化”反应机理：铝纤维炸药起爆时,炸药组份先反应,并生成高温,高压,高速的气体产物,铝纤维先被气体产物破碎成铝颗粒,然后铝颗粒与爆轰产物发生氧化反应释放热量,从而提高炸药的能量输出。铝纤维炸药的总能量为炸药组份的爆热加上铝纤维反应放热,再减去铝纤维破碎吸收的能量,只要铝纤维反应放热大于破碎吸能,铝纤维就能提高炸药的能量输出。通过铝纤维炸药空中爆炸和水下爆炸测压实验,研究了铝纤维炸药的能量输出特性。实验结果表明：铝纤维能有效提高炸药能量输出：在TNT中加入20%铝纤维后,超压峰值是纯TNT的1.19倍,爆热是纯TNT的1.29倍。RDX中加入20%铝纤维后,超压峰值是纯RDX的1.2倍,爆热是RDX的1.31倍,是TNT的1.64倍。铝纤维炸药能量输出的影响因素通过实验研究了影响铝纤维炸药能量的几个主要因素：铝纤维含量,纤维的尺寸,主基炸药性能、装药密度和约束条件。研究结果表明：铝纤维含量对铝纤维炸药能量输出的影响较显着,铝纤维含量小于20%时能量随铝含量增加而提高,大于20%时,能量着随铝纤维含量增加而降低；铝纤维的直径越小,铝纤维炸药能量输出越高；相同厚度的铝箔,铝箔面积越大,含铝炸药能量输出提高越显着；主体炸药的爆热,爆压越大,越有利于铝纤维快速粉碎和反应,从而铝纤维炸药能量越高；铝纤维炸药的密度越大,能量是输出越高；增加药包的约束,可提高炸药爆炸压力,从而增加铝纤维的能量输出。铝纤维炸药的力学性能研究根据纤维增强理论,铝纤维加入炸药后,可以在炸药内部起到桥连作用,使炸药形成一个复合整体,提高炸药的成型效果和力学性能。TNT中加入铝纤维后炸药的极限应力从2MPa提高到6.8MPa。随着炸药中铝纤维含量的增加,炸药的极限应力和应变都随之提高,炸药表现出更好的力学强度和韧性。铝纤维含量为14%的复合炸药的极限应力和应变分别为4.7MPa和0.013；铝纤维含量为23%的复合炸药,极限应力和应变提高到6.8MPa和0.039。铝纤维炸药感度的研究从理论上分析了铝纤维对炸药感度的影响：首先铝纤维堆炸药的力增强强度作用,可以降低炸药之间碰撞和摩擦产生热点的概率,起到降低感度的作用；其次是铝纤维的热扩散机理可以降低炸药的感度：当炸药内部出现局部热积累时,铝纤维良好的导热性,可以将该处的热量扩散到周围的纤维和炸药,将炸药热积累处的“升温—反应—升温”过程转变为“升温—扩散—降温”过程,从而降低炸药感度,提高炸药的安全性。实验研究了铝纤维炸药的感度,包括起爆可靠性和安全性。用雷管起爆实验研究铝纤维炸药的可靠性表明：铝纤维含量为30%以下的绿先去炸药炸药能用1gRDX药量的雷管起爆；铝纤维含量为30%到60%的铝纤维炸药用1gRDX药量的雷管无法起爆,但增加1.2gPETN传爆药,可用雷管成功起爆。研究铝纤维炸药的撞击感度结果表明：铝纤维炸药的撞击感度低于TNT和RDX。说明和铝粉相比,铝纤维加入炸药不但不会降低炸药的安全性,反而能提高炸药的安全性。
杨慧群[8]2005年在《炸药装药结构的易损性研究》文中研究指明为提高武器弹药系统在战场上的生存能力和生产、运输及勤务处理的安全性，适应弹药在战场上所处的恶劣环境，武器及弹药的易损性问题已引起人们越来越多的关注，研制高性能低易损性的炸药成为炸药研究与发展的重要内容之一。本文的研究目的是寻找一种新的通过装药结构降低炸药易损性的技术途径。 本文通过对单基药、太根药和双铅推进剂能量性能的分析，确定分别以这叁种含能材料作为主炸药，选择适合于不同装药的填充液。针对加入硝酸铵胶液的不同装药体系，导出了爆炸性能参量的理论估算式。采用见证板法和电离导电法，得到了不同装药结构对爆轰性能的影响规律：1)颗粒状单基药经过钝感包覆，装药在不小于φ50mm的壳体内不加胶液爆轰不完全，加胶液时爆轰完全；2)管状与颗粒状单基药装药有类似的效果；3)钝感的太根药经过氧化剂混合水溶液预先浸泡，在φ110mm壳体内，横排排列结构时未加胶液爆轰不完全，加入胶液爆轰完全，而装药随意排列、竖排排列无论是否加胶爆轰都不完全；4)双铅推进剂装药轴向空隙(2mm)未明显影响装药的稳定爆轰，而径向空隙与装药药段长，尤其传爆端药段长，明显影响爆轰的稳定性，根据实验结果得出了一定范围内非整体式装药爆速与径向空隙、药段长的关系式。 本文对双铅推进剂不同装药结构的爆轰性能进行了数值模拟。在基本假定基础上，建立了离散差分格式，编制了炸药装药爆轰及传爆过程数值模拟软件，利用ANSYS/LS-DYNA的爆炸分析功能对TNT和B炸药的爆轰与传爆过程及爆速进行了分析，证明其可靠性，运用修正后的参数对双铅推进剂和硝酸铵胶体混合装药结构的爆轰及传爆过程进行了模拟和计算，模拟与实验结果基本相符。同时对混合装药结构的传爆、迟滞和熄爆进行了初步探讨。 本文研究表明：采用合理的装药结构可以降低炸药装药的易损性。如果与低易损性炸药配方相结合，可以得到性能更加优良、易损性更低的炸药。
万晓智[9]2015年在《新型含铝炸药爆轰特性及其在土壤中爆炸效应研究》文中进行了进一步梳理含铝炸药作为军用混合炸药,其性能优良,并广泛应用于空中和水下兵器战斗部中。但在传统含铝炸药中,铝粉生产加工工艺复杂,细径铝粉(微米级或纳米级)不仅会带来粉尘污染、粉尘爆炸等危害,而且提高了混合炸药的机械(撞击、摩擦)感度,因此考虑通过改变铝的形态来解决以上问题,如采用铝纤维或铝箔膜等替代铝粉参与混合炸药制作。炸药在岩土中爆炸形成空腔的技术思想在军民领域均发挥着重要作用,铝纤维炸药相对工业乳化炸药在能量输出及力学性能等方面具有明显优势,可弥补工业炸药在一些特殊环境下工作效率的不足。本文通过水下爆炸性能测试及土中爆炸扩腔现场实验与数值模拟等方法研究新型含铝炸药的能量输出特点,具体研究内容如下：通过铝纤维炸药与传统铝粉炸药及基体炸药黑索金的水下爆炸实验,得到冲击波压力时程曲线,通过分析计算获得叁种炸药的冲击波压力峰值、冲量、比冲击波能、气泡脉动周期、比气泡能、总能量等参数。实验表明：铝纤维炸药和铝粉炸药相对RDX的冲击波压力峰值较低,但冲量有很大提高。铝纤维炸药的压力峰值与冲量在测点较近的位置略低于铝粉炸药,在测点较远的位置与铝粉炸药趋于相当,铝纤维炸药的压力峰值衰减速率低于铝粉炸药。铝纤维炸药的比冲击波能相对于RDX提高了9.56～15.00%,相对于铝粉炸药降低了1.19-2.40%。铝纤维炸药的比气泡能相对于RDX提高了44.00-47.35%,相对于铝粉炸药提高了3.07～3.60%,铝纤维与爆轰产物的二次反应主要体现在炸药比气泡能的增加。铝纤维炸药的总能量相对于RDX提高了24.85-29.18%,相对于铝粉炸药提高了0.95-1.62%。数据统计与方差分析结果表明,该实验数据可信、分布合理。将铝箔膜与RDX均匀混合得到铝箔膜炸药,与铝粉炸药对比分析水下爆炸性能。铝箔膜炸药压力峰值衰减较铝粉炸药缓慢,冲量略高于铝粉炸药,比冲击波能相当,铝箔膜相对铝粉纯度高(比表面积小),铝箔膜炸药气泡脉动周期较长、比气泡能略高于铝粉炸药,铝箔膜炸药总能量略高于铝粉炸药。数据统计与方差分析结果表明,该实验数据可信、分布合理。通过对铝纤维炸药在土中爆炸成腔效应进行现场实验研究,得到铝纤维炸药土中爆炸扩腔的半经验公式。在等药量条件下,铝纤维炸药相对于乳化炸药爆腔横向半径增大了15.6%,纵向半径增大了21.6%,体积增大了54.1%,说明了铝纤维炸药相对于乳化炸药做功能力优势明显。针对实验室5m高水下爆炸塔的倾斜问题,结合塔底矩形钢板环绕支撑结构和地质情况,设计具体的单孔装药量与孔深,利用铝纤维炸药土中扩腔技术重新调整塔底地基水平面,使塔在振动与重力作用下得以纠偏。通过铝纤维炸药土中爆炸扩腔效果来检验其做功能力。采用ANSYS/LS-DYNA软件对铝纤维炸药土中扩腔过程进行数值模拟,得到铝纤维炸药爆腔半径随药量、药柱半径变化的关系,以及药柱附近土体单元的爆炸波压力峰值随比例距离的关系。铝纤维与爆炸产物的二次反应有效延缓了冲击波压力的衰减,使冲击波能量得到补充,有利于炸药爆炸做功。
宋伟冬[10]2011年在《起爆逻辑网络用挤注型传爆药研究》文中提出本文利用混合炸药模拟捏合技术和挤注装药对沟槽通道小尺寸传爆药进行了研究。确定了以HMX/HTPB为基传爆药在模具沟槽宽2mm的条件下稳定传爆的配方:HMX 90%-92%,HTPB 3%-5%,DOS 1.0%-2.0%,溶剂乙酸丁酯约是叁倍HTPB的量。并测得相关尺寸下传爆药平均装药密度为:1.54±0.08 g/cm~3,在2mm模具内的平均爆速为7120±100m/s。确定了以PETN/硅橡胶为基传爆药在模具沟槽宽度分别为0.8mm、1.0mm、2.0mm的条件下稳定传爆的配方:PETN 78%-88%,硅橡胶5%-15%,DOS 1.0%-2.0%,溶剂甲苯约5倍硅橡胶的量。并测得相关尺寸下传爆药平均装药密度和爆速为别为1.15±0.08 g/cm~3、4908±100m/s。确定了以CL-20/硅橡胶为基传爆药在模具沟槽宽分别为0.8mm、1.0mm、2.0mm的条件下稳定传爆的配方:CL-20 80%-90%,硅橡胶3%-12%,DOS 1.0%-2.0%,溶剂石油醚约2-2.5倍硅橡胶的量。并测得相关尺寸下传爆药平均装药密度和爆速分别为1.14±0.08 g/cm~3、5443±100m/s。论文建立了沟槽通道小尺寸传爆药的挤注工艺实验装置,研究了叁种主体炸药的挤注传爆药配方并进行了工艺参数的优化,测定了装药密度和不同装药尺寸下爆轰波传播速度,为沟槽通道小尺寸传爆药的深入研究奠定了实验基础,提供了更好的研究思路。
参考文献：
[1]. 混合炸药爆轰与安全性能实验与理论研究[D]. 高大元. 南京理工大学. 2003
[2]. RDX基金属氢化物混合炸药爆炸及安全性能研究[D]. 薛冰. 中国科学技术大学. 2017
[3]. 爆轰法合成碳包覆金属纳米材料的研究[D]. 罗宁. 大连理工大学. 2011
[4]. 含储氢材料炸药制备及爆炸机理研究[D]. 毕晓露. 北京理工大学. 2016
[5]. 新型高能粉状工业炸药的配方设计[D]. 胡骏. 安徽理工大学. 2010
[6]. 特种乳化炸药爆轰合成纳米氧化铈及其性能研究[D]. 韩志伟. 南京理工大学. 2014
[7]. 铝纤维复合炸药研究[D]. 廖学燕. 中国科学技术大学. 2010
[8]. 炸药装药结构的易损性研究[D]. 杨慧群. 南京理工大学. 2005
[9]. 新型含铝炸药爆轰特性及其在土壤中爆炸效应研究[D]. 万晓智. 中国科学技术大学. 2015
[10]. 起爆逻辑网络用挤注型传爆药研究[D]. 宋伟冬. 中北大学. 2011
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