PBX炸药

摘要： 为了促进高能钝感炸药的发展,制备了3,3'-二氨基-4,4'-偶氮氧化呋咱(DAAF)与1,1'-二羟基-5,5'-联四唑二羟胺盐(HATO)形成的复合炸药。首先,采用自组装重结晶技术制备了DAAF/HATO复合粒子;然后,采用水悬浮法制备了DAAF/HATO/F_(2602)复合材料,并对样品的形貌、粒径分布、晶体结构、热性能以及撞击感度进行表征和测试。研究表明:DAAF/HATO为规则形态的花瓣状球体,DAAF/HATO/F_(2602)呈球形,粒径范围为1~2mm,表面致密光滑;相比DAAF/HATO,DAAF/HATO/F_(2602)的平均表观活化能提高了29.24kJ·mol^(-1),并且安全性能显著提高。

摘要： 了解高聚物粘接炸药(polymer bonded explosive,PBX)失效机理对改善PBX老化性能、准确评估PBX寿命具有重要意义。讨论了PBX中炸药晶体、黏接剂和黏接剂-晶体界面等对PBX性能的影响,以及常见的PBX寿命预测方法。结论表明,PBX炸药晶体粒径分布影响炸药的性能释放和感度,晶体越小,分布越均匀,性能释放越好,感度越小。老化过程中由于多种作用的综合影响,感度变化不大,但炸药晶体分解深度仍是评价炸药性能的重要因素。黏接剂作为炸药的基体对PBX性能有着重要影响。黏接剂在老化过程中会发生氧化交联和降解断链,黏接剂的交联和断链是PBX力学性能变化的根本原因,氧化交联占主导时PBX变硬,变脆,降解断链占主导时,PBX变软、变黏。界面脱粘是PBX损伤的重要形式,是PBX力学性能变化的直接原因,可以通过在炸药基体中添加功能助剂可改变界面的力学性能从而提升PBX的强度。

摘要： 针对压制成型的PBX炸药装药,选择CT无损检测、巴西实验和扫描电镜检测等技术,对比研究了室温和加热两种温度下压制成型的炸药装药内部质量、静态力学性能和细观破坏形式。结果表明,加热压制有利于改善炸药装药的内部质量,可避免产生初始损伤,且提高了装药的力学性能。细观尺度上,室温压制成型的装药主要发生界面脱黏破坏,加热压制成型装药的主要破坏形式是穿晶断裂。

摘要： 为了将增材制造技术应用到炸药成型制备中,解决常规手段难以实现的战斗部装药多样化、异形化发展问题,选用3D直写工艺和自动点胶机,完成HMX和HMX/Al药柱的打印成型;使用流变仪测试了不同固含量对打印浆料流变性能的影响,并优化打印参数;对打印出的药柱进行了热分解性能、微观形貌及爆轰性能测试。结果表明,固含量80%~87.5%的浆料均具有剪切变稀效果,符合假塑性流体的特征,满足打印需求;使用黏合剂GAP/N100配置成浆料以及铝粉的加入使HMX的热分解峰温从288.2°C分别提前到244.4°C和235.5°C;HMX浆料溶剂质量保持在5~6g、打印压力8~13psi,HMX/Al浆料溶剂质量保持在2~3g、打印压力10~16psi,打印速率设置为10mm/s时成型效果较好;3D打印成型的药柱无明显的裂纹和孔隙,HMX药柱平均密度为1.67g/cm^(3),爆速均值达7662.9m/s;HMX/Al药柱的平均密度为1.72g/cm^(3),爆热均值达到7359.41kJ/kg。

摘要： 自然破片战斗部装药与壳体之间的匹配关系对破片的形成起着至关重要的作用,破片的数量直接影响战斗部的毁伤威力。以某奥克托今(HMX)基浇注高聚物黏结炸药(polymer bonded explosive, PBX)炸药作为杀爆战斗部主装药,为研究主装药与壳体材料及厚度之间的匹配关系,建立简化缩比战斗部有限元模型,选取30CrMnSi、4340钢、45钢3种材质作为壳体材料,并设置每种壳体的厚度分别为5、5.5、6、6.5、7 mm,采用AUTODYN软件中的Stochastic随机破坏模型对自然破片战斗部的爆炸过程进行模拟。结果表明,当主装药浇注PBX炸药爆炸时,壳体厚度为6.5 mm的4340钢作产生的有效破片数量最多,为325个,并且有效破片占破片总数的比例较优,达到43.10%;其动能大于98 J的破片数量最多,为276个。研究结果可以为杀爆战斗部的设计提供一定理论支撑。

摘要： 采用零级反应动力学模型,对某含能黏结剂PBX装药分别进行了3.3 k/h、6 k/h、9 k/h、30 k/h四种升温速率烤燃的数值模拟,并设计了模型实验对带壳装药进行慢速烤燃实验研究,通过实验结果与计算结果对比分析,得到了含能黏结剂PBX炸药慢烤时的温度场演化、点火时间、点火温度和点火区域等关键参数。结果表明,含能黏结剂PBX炸药装药慢烤时,加速反应先是一个热传导过程,内部温度梯度较大,装药中心温度低,边缘温度高;当温度升高至396 k后,炸药热分解速率增大,装药内部出现热积累。升温速率为3.3 k/h时,点火位置为中心点;升温速率为6 k/h、9 k/h时,点火位置变为轴线上逐渐远离中心向两端移动的两点;升温速率为30 k/h时,点火位置变为远离轴线向4个端角移动的四点。

摘要： 为研究典型高聚物黏结炸药(PBX)在温度影响下剪切带和脆韧转换行为的关系,结合DIC数字图像技术,测试PBX在323~363 K下的剪切带参数,对剪切带演变规律与破坏模式进行深入分析。基于裂纹滑移理论模型,分析温度效应下PBX的脆韧转换机制,得到翼裂纹失稳扩展和塑性滑移区的判定条件。结果表明:在323~363 K下,PBX的剪切带宽度变化取决于剪胀和剪缩的竞争机制,其主要机制有4类:Ⅰ:剪胀与剪缩达到平衡;Ⅱ:剪缩占优;Ⅲ:剪胀占优;Ⅳ:剪胀间歇性占优。结合Griffith能量释放原理,发现试件的剪切强度、粘聚力、断裂韧度是脆韧转换的控制因素,并以此为基础,进一步获得了PBX脆韧转换的判定依据:当满足翼裂纹失稳的条件时,宏观破坏模式趋于劈裂破坏;当满足塑性滑移区的临界生成条件时,多个滑移区相互连接形成塑性滑移面,宏观破坏模式以剪切裂纹滑移的韧性断裂为主导。

摘要： 为研究侵彻过程典型装药的力学响应和损伤点火过程,采用高聚物黏结炸药微裂纹-微孔洞力热化学耦合细观模型,对侵彻过程中PBX装药的力学响应、应力波传播情况和损伤-温升机理进行了研究,标定了两类炸药的本构模型参数,对比分析了压装PBX04和浇注GOFL-5两类装药的力学-损伤-温升响应的差异性.结果表明:GOFL-5炸药的屈服强度、硬化模量、初始微裂纹密度和微裂纹尺寸均小于PBX04炸药;加载初期,压装药头部微裂纹损伤高于浇注药;整个侵彻过程中,两类炸药的微裂纹损伤较严重区域均为装药头部和尾部;剪切裂纹热点为压装药主导的温升机制,且浇注药GOFL-5在侵彻过程中的温升较压装药PBX04更低.

摘要： 采用约束炸药中心电热丝点火实验,利用高速摄像机,拍摄了3种约束强度作用下PBX炸药点火后的微秒量级时间的反应演化过程;分析了约束强弱对最终反应烈度和反应升级特征过程的影响.结果 表明,约束作用强度越大,炸药点火后能达到的反应烈度越高,且反应升级速度更快;点火后的反应演化过程大致经历了4个阶段:燃烧火焰驱动的裂纹扩展;约束界面发生对流燃烧;炸药基体断裂和破碎导致反应烈度急剧增大;约束解体.其中,在裂纹扩展及燃烧火焰传播阶段,圆环约束作用主要通过影响炸药内部应力状态进而影响裂纹扩展和燃烧反应传播的过程;在火焰达到约束界面并沿界面传播阶段,约束圆环通过变形进而引导圆环与炸药的界面发生对流燃烧;炸药基体的断裂和破碎将导致后续反应烈度进一步地快速增大.

摘要： 为研究PBX炸药在热载荷作用下的内部损伤,设计了加热分析装置,采用高精度分析天平获得不同温度下PBX8701炸药试样质量与加热温度的演化关系.通过扫描电镜观测对比加热前后PBX8701炸药试样,热作用下PBX炸药细观结构的变化特征显示,PBX8701炸药热损伤主要是由于RDX分解产生气体无法排出而造成的.在180°C以下加热,温度越高,RDX分解程度越大,产生的孔穴越多,损伤越严重.组成PBX的粘结剂性能受温度影响更明显,在高温下软化、流动,对内部结构中的孔隙和裂纹有填充作用.

摘要： 为研究PBX炸药在热载荷作用下的内部损伤,设计了加热分析装置,采用高精度分析天平获得不同温度下PBX8701炸药试样质量与加热温度的演化关系.通过扫描电镜观测对比加热前后PBX8701炸药试样,热作用下PBX炸药细观结构的变化特征显示,PBX8701炸药热损伤主要是由于RDX分解产生气体无法排出而造成的.在180°C以下加热,温度越高,RDX分解程度越大,产生的孔穴越多,损伤越严重.组成PBX的粘结剂性能受温度影响更明显,在高温下软化、流动,对内部结构中的孔隙和裂纹有填充作用.

摘要： 为研究PBX炸药在热载荷作用下的内部损伤,设计了加热分析装置,采用高精度分析天平获得不同温度下PBX8701炸药试样质量与加热温度的演化关系.通过扫描电镜观测对比加热前后PBX8701炸药试样,热作用下PBX炸药细观结构的变化特征显示,PBX8701炸药热损伤主要是由于RDX分解产生气体无法排出而造成的.在180°C以下加热,温度越高,RDX分解程度越大,产生的孔穴越多,损伤越严重.组成PBX的粘结剂性能受温度影响更明显,在高温下软化、流动,对内部结构中的孔隙和裂纹有填充作用.

摘要： 为研究PBX炸药在热载荷作用下的内部损伤,设计了加热分析装置,采用高精度分析天平获得不同温度下PBX8701炸药试样质量与加热温度的演化关系.通过扫描电镜观测对比加热前后PBX8701炸药试样,热作用下PBX炸药细观结构的变化特征显示,PBX8701炸药热损伤主要是由于RDX分解产生气体无法排出而造成的.在180°C以下加热,温度越高,RDX分解程度越大,产生的孔穴越多,损伤越严重.组成PBX的粘结剂性能受温度影响更明显,在高温下软化、流动,对内部结构中的孔隙和裂纹有填充作用.

摘要： 本文综述了国内外固体推进剂销毁及再利用技术发展的几个阶段,介绍了国外可降解粘合剂的研究现状以及在PBX炸药和固体推进剂中的应用情况,同时也简述了我国在可化学降解推进剂领域的研究现状.借鉴国内外可降解粘合剂的研究经验,用于可化学降解固体推进剂的研究,为服役期满火炸药和推进剂的回收再利用提供一条新途径.

摘要： 本文综述了国内外固体推进剂销毁及再利用技术发展的几个阶段,介绍了国外可降解粘合剂的研究现状以及在PBX炸药和固体推进剂中的应用情况,同时也简述了我国在可化学降解推进剂领域的研究现状.借鉴国内外可降解粘合剂的研究经验,用于可化学降解固体推进剂的研究,为服役期满火炸药和推进剂的回收再利用提供一条新途径.

摘要： 本文综述了国内外固体推进剂销毁及再利用技术发展的几个阶段,介绍了国外可降解粘合剂的研究现状以及在PBX炸药和固体推进剂中的应用情况,同时也简述了我国在可化学降解推进剂领域的研究现状.借鉴国内外可降解粘合剂的研究经验,用于可化学降解固体推进剂的研究,为服役期满火炸药和推进剂的回收再利用提供一条新途径.

摘要： 本文综述了国内外固体推进剂销毁及再利用技术发展的几个阶段,介绍了国外可降解粘合剂的研究现状以及在PBX炸药和固体推进剂中的应用情况,同时也简述了我国在可化学降解推进剂领域的研究现状.借鉴国内外可降解粘合剂的研究经验,用于可化学降解固体推进剂的研究,为服役期满火炸药和推进剂的回收再利用提供一条新途径.

摘要： 本文利用烘箱和电加热套两种热加载方式对PBX炸药进行了热损伤实验，并通过超声波测试获取声速等特征参数对炸药损伤程度进行定量表征，分析了炸药的热损伤机理。采用隔板实验和枪击试验对不同损伤的炸药进行冲击波感度和枪击感度的实验，分析热损伤对PBX炸药安全性的影响规律。实验结果表明，PBX炸药的冲击波感度和枪击感度随损伤程度的增加而提高。

摘要： 本文利用烘箱和电加热套两种热加载方式对PBX炸药进行了热损伤实验，并通过超声波测试获取声速等特征参数对炸药损伤程度进行定量表征，分析了炸药的热损伤机理。采用隔板实验和枪击试验对不同损伤的炸药进行冲击波感度和枪击感度的实验，分析热损伤对PBX炸药安全性的影响规律。实验结果表明，PBX炸药的冲击波感度和枪击感度随损伤程度的增加而提高。

摘要： 本发明公开了一种NTO基PBX炸药造型粉制造方法。将NTO粗品加热水溶解，滴加碳酸氢钠水溶液中和残酸，快速降温并高速搅拌使NTO固体析出，过滤、干燥，得到NTO重结晶品。取符合粒度要求的NTO重结晶品加入黏结剂溶液中形成悬浮液，采用超临界包覆技术制备得到造型粗粉。采用70°C‑120°C‑70°C程序保温，得到NTO基PBX炸药造型粉。本发明中NTO重结晶品纯度99.4％、残酸0.03％、水分0.05％。制造的PBX炸药造型粉包覆完全，能保证后续压装工序的安全性以及压装药柱的抗拉强度和抗压强度。

摘要： 本发明公开了一种提高压装PBX炸药安全性能的粘结体系，按质量百分比包括以下组分：氯化橡胶20％～40％，氯化石蜡30％～60％，惰性酯类增塑剂0％～30％；本发明还公开了该粘结体系的制备方法及应用。本发明公开的粘结体系通过氯化石蜡与氯化橡胶的复配形成具有良好阻燃性能的粘结剂，与压装PBX常用的各类粘结体系相比，本发明公开的粘结体系能在单质炸药颗粒表面形成隔离和均匀包覆，且在120～150°C高温度下吸热发生热分解，降低PBX炸药的质量燃烧速率，阻碍了其燃烧转爆轰，显著降低其DDT反应响应特性，提高压装PBX炸药的使用热安全性。

摘要： 本发明公开了一种浇注PBX炸药共振混合工艺，解决了浇注PBX炸药混合过程中均匀性难以保证及工艺安全性差的问题。本发明的整个混合过程按照时间顺序划分为五个区域，分别为颗粒混合区(1)、固液混合区(2)、成球区(3)、粘弹区(4)和流化区(5)，混合过程包含三个用加速度来表征的关键点，三个关键点分别为颗粒混合区(1)和固液混合区(2)分界处的起混点(12)、固液混合区(2)和成球区(3)分界处的聚合点(23)、成球区(3)和粘弹区(4)分界处的流化点(34)。本发明为一种无桨混合方法，无混合死角，无物料沉积现象，混合均匀性好，适合于浇注PBX炸药，提别是高固含量浇注PBX炸药中超细材料的分散。

摘要： 本发明属浇注炸药，固体推进剂技术领域，为克服现有HTPB型浇注PBX炸药固化成型温度较高，而室温固化时间长固体成分易沉降等问题，提供一种PBX浇注炸药用室温固化聚氨酯粘接剂体系。由聚多元醇、增塑剂、多异氰酸酯、固化催化剂按一定比例制备而成。良好的可加工性能，固化前期黏度较低且黏度增长较慢，利于施工过程中气泡的脱除；适合不同尺寸PBX浇注炸药的装药工艺施工过程；固化后期体系黏度增长明显加快，能在一定程度上抑制PBX浇注炸药固化成型过程中固相沉降的问题；满足各项施工指标的基础上，显著降低固化过程的温度要求，达到室温条件下固化成型，对提升PBX浇注炸药生产过程中的安全性、浇注药柱质量、节能方面效果显著。

摘要： 本发明提供了一种用于CL‑20基浇注PBX炸药的复合增塑剂及制备方法。所述复合增塑剂含有酯类化合物和液体石蜡；所述酯类化合物的通式为其中，R1和R2各自选自C6～C12的直链或支链烷基；以该复合增塑剂的总重量为基准，所述酯类化合物的含量为1～99重量％，优选为20～80重量％，所述液体石蜡的含量为1～99重量％，优选为20～80重量％。本发明的复合增塑剂与HTPB的互溶性好，含水量低、纯度高，燃烧热值高，真空安定性好，将其应用于CL‑20基浇注PBX炸药时，炸药固含量高，力学性能可调控，工艺性好，且制备耗时短，能耗低。

摘要： 本发明属浇注炸药，固体推进剂技术领域，为克服现有HTPB型浇注PBX炸药固化成型温度较高，室温固化时间长固体成分易沉降等问题，提供一种室温固化PBX浇注炸药用复配催化剂粘结剂体系。由端羟基聚丁二烯、多异氰酸酯、固化催化剂与催化剂纳米氧化锌按一定比例制备而成，多异氰酸酯为IPDI、HMDI、HDI三聚体中任意一种；固化催化剂为TNB

摘要： 本发明公开了一种交替微层化导热PBX混合炸药，炸药含量占PBX总重的90％～95％，高分子粘结剂占4％～9.8％，导热填料占0.2％～1％，所述导热填料包括片状导热填料和线状导热填料两种，片状导热填料包括石墨烯、石墨烯纳米片、氮化硼纳米片中任意一种；线状导热填料包括单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、氮化硼纳米管、纳米碳纤维中任意一种。本发明还提供了交替微层化导热PBX混合炸药的制备方法。本发明充分利用二维片状和一维线状高导热填料的导热特性和优势，采用巧妙的结构控制策略，分别在局部层空间富集，形成片状和线状导热层通路，实现层内并联传输，最大化热量传递。

摘要： 本发明公开了缺氧环境无接触检测浇注PBX炸药温循体积的装置及方法。检测装置包括样品架、测量管、控温桶、控温装置、密封盖、保温盖、“n”形紧固扳手。检测时将浇注PBX炸药块用保鲜膜包裹，放入检测装置的控温桶，注满硅油拧紧密封盖，调节测量管中硅油液面读取初始体积，开始温度循环试验，每次循环升温前读取1次硅油体积，计算药块的体积变化率α，得到α随循环次数的变化规律。本专利通过无接触方式检测炸药，减少了对药块的破坏，提高了检测准确度。此外药块处于缺氧环境，其体积变化规律更能反应装药实际情况。

摘要： 本发明公开了一种PBX炸药中粘结剂含量测定方法，包括：将待测样品放入索氏提取器的试样滤杯中；将与待测样品中的粘结剂材料相同的粘结剂纯品放入另一滤杯中，将该滤杯放置在试样滤杯的上方；以丙酮作为回流溶剂，在85～95°C下提取1h；回流过程中冷凝的丙酮溶液的滴速为60～70滴/min；提取结束后，挥干试样滤杯中的丙酮，干燥后获得提取残余物；若待测样品中含有铝时，以盐酸为溶剂对提取残余物进行洗脱处理，待反应体系不产生气泡后进行抽干、洗涤、干燥处理，获得最终残余物，计算粘结剂含量；本发明通过重新设计索氏提取系统，实现了PBX炸药中粘结剂和钝感剂的良好分离，解决了溶解性质相似的组分分离时效率低的问题。

摘要： 本发明公开了一种PBX炸药模拟材料，由2％～8％热塑性聚合物、3％～19％液体石蜡、0.5％～3.5％聚乙烯蜡、2％～10％氟油、20％～45％无水硫酸钠、1％～18％聚氯乙烯、15％～43％硫酸钾、0.1％～0.3％颜色指示剂组成，热塑性聚合物为乙烯－醋酸乙烯酯共聚物(EVA)或丁二酸丁二醇酯‑己二酸丁二醇酯共聚物(PBSA)，本发明模拟材料流变特性与真实材料基本一致，可以反映物料混合及装药过程中流场的分布状态，为PBX炸药数字化工艺设计提供较为真实合理的模型参数；该模拟材料成型周期短，可重复利用，提高工作效率，降低材料成本；同时增加了指示剂，回收处理时易于区分真实材料和模拟材料，减少了安全隐患。