不同铝粉含量RDX基浇注PBX炸药的慢速烤燃特性研究

通过差式扫描量热法(DSC)测定不同比例Al/RDX浇注PBX炸药的热分解过程,分别获得不同升温速率下的热分解峰温,根据Kissinger方程计算了其表观活化能,分析了表观活化能与Al/RDX比例的关系。采用实验室慢速烤燃试验,获取了不同Al/RDX比例配方的响应特性。结果表明,Al/RDX比例与配方表观活化能及慢速烤燃响应特性有关,Al含量为15%时,表观活化能最小,发生慢速烤燃响应的时间最早,但是响应剧烈程度最低。     

不同固化剂对浇注高聚物黏结炸药药浆固化时间的影响

为探究不同固化剂应用于浇注高聚物黏结炸药(polymer bonded explosives, PBX)药浆时的固化时间,利用傅里叶变换红外光谱仪、旋转流变仪及邵氏A型硬度计,研究了甲苯二异氰酸酯(TDI)、二聚酸二异氰酸酯(DDI)及TDI/DDI混合固化剂对浇注PBX药浆固化过程中的固化反应速率、适用期及固化时间的影响。结果表明,不同固化剂与端羟基聚丁二烯(HTPB)在55℃下的反应速率大小关系为k_TDI>k_TDI/DDI>k_DDI,且反应遵循二级反应规律。对于高固含量的浇注PBX药浆,在固化比1.2、固化温度55℃的条件下,采用TDI固化剂时适用期为4 h,固化时间为72 h;采用DDI固化剂时,适用期能够达到5 h以上,但其固化时间为128 h;采用TDI/DDI混合固化剂时,固化时间缩短为96 h,适用期可以达到5 h以上,固化效果较为理想。     

炸药烤燃特性的隔热层效应研究

为研究炸药烤燃特性的隔热层效应,以钝化RDX炸药为对象,选用硅橡胶腻子GPS-2和耐烧蚀涂料T-09作为隔热材料,对不同厚度隔热层的烤燃试样进行了1℃/min的慢烤实验;并用Fluent软件对各升温速率下不同厚度的烤燃模型进行了数值模拟。结果表明,无隔热层时的炸药烤燃响应剧烈程度比有隔热层时强,而有隔热层时,随隔热层厚度的增加,响应剧烈程度会逐渐增强;且隔热层材料不同,也会使响应剧烈程度不同。隔热层对炸药烤燃响应时间和响应温度的影响存在临界厚度效应,即响应时间和响应温度随隔热层厚度的增加会出现先减小后增大现象;且与隔热层材料、炸药种类、装药尺寸直接相关。随升温速率的增大,临界厚度逐渐减小,临界厚度效应逐渐减弱,升温速率较大时,增大隔热层厚度能有效提高炸药耐热性。     

铝粉粒度对奥克托今(HMX)基含铝浇注高聚物粘结炸药爆热的影响

利用恒温式量热计测定了不同粒度的HMX(1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮杂环辛烷)基含铝炸药的爆热值。对其能量释放规律研究结果表明:含粗铝粉的炸药爆热随铝粉含量增加呈递增趋势。当铝粉含量为35%时,爆热达到最大值;而细颗粒铝粉含量为25%时,含铝炸药爆热达到最大值;之后随铝粉含量的增加爆热值降低。铝含量低于13%左右时,含细颗粒铝粉的炸药爆热值较含粗颗粒铝粉的炸药爆热值高;高于此值后,爆热值较后者偏低。根据爆热结果分析,铝粉粒度对HMX基含铝浇注PBX炸药的反应机理和反应动力学有影响。     

TEX的细化及TEX基高聚物黏结炸药的制备与性能表征

为了探究晶体形貌和粒径大小对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)及其高聚物黏结炸药(PBX)性能的影响,先利用溶剂非溶剂重结晶法制备超细TEX,再利用溶液水悬浮法制备了超细TEX基PBX。采用扫描电子显微镜(SEM)、激光粒度仪、X射线衍射仪(XRD)、热重分析(TG)、差示扫描热量法(DSC)对样品进行了表征和热分析;并测试了细化前后TEX及其PBX的机械感度。结果表明:超细TEX的中值粒径从原料的102.23μm减小到4.53μm,粒度分布均匀且大多呈微球形;与原料TEX及其PBX相比,超细TEX及其PBX的最大热失重温度分别提高了6.93℃和8.36℃;超细TEX的表观活化能和热爆炸临界温度比原料TEX分别提高了22%和4.96℃,具有更好的热稳定性,机械感度下降明显。     

铝粉粒度对HMX基含铝浇注PBX炸药爆热的影响

利用恒温式量热计测定了不同粒度的HMX基含铝炸药的爆热值,对其能量释放规律研究结果表明：含粗铝粉的炸药爆热随铝粉含量增加呈递增趋势,当铝粉含量为35%时,爆热达到最大值;而细颗粒铝粉含量为25%时,含铝炸药爆热达到最大值,之后随铝粉含量的增加爆热值降低;铝含量低于13%左右时,含细颗粒铝粉的炸药爆热值较含粗颗粒铝粉的炸药爆热值高,高于此值后,爆热值较后者偏低。根据爆热结果分析,铝粉粒度对HMX基含铝浇注PBX炸药的反应机理和反应动力学有影响。     

橡胶隔层对炸药烤燃速率的影响

炸药及炸药制品的储存、运输、使用过程中可能受到意外的外界热源作用。这为炸药类产品的储存、运输、使用提出了严格要求但是意外难以避免,所以对炸药类产品的烤燃研究就显得至关重要。本文通过有限元的方法对钢壳内装药有无隔层进行了数值模拟分析得到在同等热通量作用下,使用橡胶做隔层比无隔层情况下,炸药的升温速率明显减小,这说明了使用隔层可以缓解外界热源对炸药的烤燃效应。     

发射环境下高聚物黏结炸药的瞬态响应及裂纹扩展

为了提供发射环境下含炸药弹体安全性评估所需的精确的炸药动力响应数据,该文提出了黏弹性统计裂纹本构模型,并用于数值计算冲击载荷作用下含裂纹黏弹性复合材料的瞬态响应。采用四阶龙格库塔法解耦常微分方程形式的本构方程。通过Fortran语言编制了相应的子模块,并将其嵌入非线性有限元计算程序,通过比较数值结果与实验结果验证了该文方法的正确性。数值结果表明,发射(冲击载荷作用)后110μs时裂纹扩展已经稳定,此时高聚物黏结炸药(PBX)柱两端面的边缘位置和中心位置的等效应力大于其他位置,从而导致这些部位的平均裂纹半径大于其他各点。研究还发现,裂纹扩展速度低于应力波的传播速度,扰动点的应力达到峰值时该点裂纹半径才开始增大。     

铝粉含量及粒度对炸药驱动能力的影响

通过一维平板加速试验方法,研究了铝粉含量及粒度对含铝浇注PBX炸药驱动能力的影响。测试分析了不同铝粉含量或粒度的炸药配方金属加速能力,并进行了工程验证试验。结果表明,在铝含量一定范围内,炸药驱动破片金属加速能力随着铝粉含量增加先增加后减小,铝粉含量存在一个最优配比;铝粉尺寸对能量释放有影响。     

FOX-7/HMX混合炸药烤燃试验的数值计算

为研究FOX-7/HMX混合炸药的热响应特性,基于热爆炸理论中的热平衡原理,以McGuire-Tarver三步反应模型及成核和生长反应模型分别描述HMX和FOX-7的化学反应过程,建立了FOX-7/HMX混合炸药烤燃过程的计算模型.将建立的计算模型以用户自编函数的方式添加到Fluent软件中,对混合炸药的烤燃过程进行了...     

高聚物黏结炸药模拟材料冲剪实验下的动态变形破坏研究

采用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,对一种高聚物粘结炸药(PBX)模拟材料的冲剪实验进行加载. 利用高速摄影装置记录材料动态变形破坏过程,结合数字散斑相关技术,对典型加载条件下的位移场和应变场进行了分析,对PBX模拟材料动态变形破坏现象和机理进行了分析. 实验结果验证了DIC方法用于PBX模拟材料动态测量的可行性.     

活性铝粉对RDX基含铝炸药驱动能力的影响

利用Φ50 mm标准圆筒试验研究了RDX/微米铝/活性铝/黏结剂质量比分别为75/20/0/5、75/15/5/5、75/10/10/5三种炸药对金属的驱动能力,并分析其冲击波驱动力及爆轰产物膨胀力对圆筒壁驱动特性的差异。结果表明,在添加5%、10%的活性铝粉后,冲击波的驱动能力分别降低了7.3%、5.2%,而爆轰产物的膨胀力分别提高了10.2%、5.5%,虽然对圆筒壁的驱动效果在整体上变化较小,但其能量释放特性发生了较大变化,从而有利于调整战斗部壳体的破裂时间,提高装药的能量利用率。     

自由空间对炸药慢烤响应特性影响的研究

为研究弹药中自由空间对烤燃响应剧烈程度的影响,采用主装药为RDX的高能炸药压制6种不同直径的药柱,以(1±0.2)℃/min的升温速率进行了慢速烤燃试验。实验结果表明:当弹药内的自由空间比值为0、45.71%时出现了爆炸现象,自由空间比值在10.25%时出现了部分爆轰,而自由空间比值为19.95%、29.09%、37.67%时则出现了爆轰现象,响应最为剧烈。由此可见,当壳体、炸药及装药密度不变时,在一定范围内,随着自由空间的增加,响应的剧烈程度增大,超过这个范围,随自由空间的增加,响应的剧烈程度减小。自由空间是影响烤燃响应剧烈程度的重要因素,研究结论能为弹药在热环境中的安全使用提供参考。     

不同Nb,Mo含量的Fe基微晶软磁合金磁性能的频谱特性

利用无磁场、纵向磁场和横向磁场３种热处理方式，制力求４种不同Ｎｂ、Ｍｏ含量的Ｆｅ７４．５Ｃｕ１Ｍ３Ｓｉ１２．５Ｂ９．５（Ｍ为Ｎｂ、Ｍｏ原子质量百分数之和）纳米晶试样，分别测量试样的复值磁导率｜μ｜Ｏ．３，矫顽力｜Ｈｃ｜和铁芯损耗Ｐｃｏ．２，分析试样的频谱特性和成分的影响．结果表明，不含Ｍｏ的Ｆｅ７４．５Ｃｕ１Ｎｂ３Ｓｉ１２．５Ｂ９．５合金的｜μ｜０．３随频率增加而下降的趋势最小，需含Ｍｏ的Ｆｅ７４．５Ｃｕ１Ｎｂ２Ｍｏ１Ｓｉ１２．５Ｂ９．５合金的｜μ｜Ｏ．３值最大，且｜Ｈ｜和Ｐｃｏ．２的值最小．在３种磁场热处理中，无磁场热处理后的试样的｜μ｜０．３最大，且｜Ｈｃ｜和Ｐｃｏ．２的值最小；而纵向磁场热处理后的试样的｜μ｜０３最小，且｜Ｈｃ｜和Ｐｃ０２的值最大     

应用热力学函数研究不同钙基固硫试剂的固硫特性

应用热力学数据分析了炭酸钙、氧化钙和氢氧化钙在不同温度下的固硫能力,由于固硫反应是一个放热过程,钙基因硫剂的固硫能力随着温度升高逐渐降低。高温条件下硫酸钙会发生再分解,并且随着温度的升高硫酸钙的分解压力逐步增大,因此,钙基固硫剂的适用温度一般不这１２００℃。     

不同稠度条件下的水泥基材料电阻率与水化特性研究

以硅酸盐水泥为基体,添加矿粉或粉煤灰,借助电阻率测定仪、XRD及SEM等研究了不同稠度条件下的水泥基材料在水化过程中电阻率及水化产物的变化。结果表明,在相同水化条件下,标准稠度的水泥基材料电阻率最高。非标准稠度样品电阻率偏低是因为其低水胶比时水化产物少而高水胶比时微观孔隙多。     

不同硅含量铝合金的微弧氧化及膜层特性研究

分别对含硅量为0.5%、5.0%、9.0%和12.0%的4种铝合金在不同微弧氧化(MAO)模式下处理15 min的成膜过程、膜层特征及能耗等进行了研究,通过SEM、EDS、XRD等对膜层进行了表征.结果表明:恒流条件下,随基体中硅含量的增加,合金的正向电压上升速率逐渐减缓,起弧前的等待时间显著延长,起弧电压和放电反应阶段的电压值也逐渐减小,膜层的平均生长速率明显下降,膜层表面的放电通道孔数目逐渐增多;恒压条件下,基体中硅含量对铝合金MAO的影响相对较弱,当硅元素增加时,合金的正、负向电流密度均逐渐增大,膜层的生长速率渐渐减小,但它们的表面形貌相差较小;各Al-Si合金在恒流和恒压两种MAO模式下生成的膜层均主要由γ-Al2O3、α-Al2O3及莫来石组成,且随基体中硅的增加,Al2O3的含量逐渐下降;相同MAO模式下,各合金生成的膜层的单位体积能耗值随其Si含量的增加而逐渐增大;此外,同种Al-Si合金在不同氧化模式下制得的MAO膜层的特征及能耗差异较大.     

不同叶色青钱柳叶片色素、多酚含量及光合特性的差异

【目的】青钱柳是多功能树种,通过比较分析两种不同叶色青钱柳叶片色素、黄酮和单宁两类多酚含量及其光合特性的差异,为青钱柳良种选育提供理论依据。【方法】按照季节动态分别采集红叶青钱柳和绿叶青钱柳的新叶和成熟叶,测定其花色素苷、叶绿素、类胡萝卜素、单宁和黄酮含量,定期测定4种类型叶的净光合速率(P_n)和PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m),并采用单因素方差分析比较不同类型叶间的差异。【结果】红叶青钱柳的新叶花色素苷含量显著高于其他3种类型叶(P<0.05),但叶绿素和类胡萝卜素含量显著低于红叶青钱柳和绿叶青钱柳的成熟叶片(P<0.05);红叶青钱柳和绿叶青钱柳的成熟叶片中的黄酮和单宁含量在多数采样时间均无显著差异(P> 0.05),但在秋季,红叶青钱柳成熟叶片的单宁含量显著高于绿叶青钱柳的成熟叶片(P<0.05);由于红叶青钱柳的新叶积累高花色素苷含量而使总叶绿素含量下降,但其P_n与绿叶青钱柳的新叶不存在显著差异(P> 0.05),红叶青钱柳和绿叶青钱柳成熟叶片的P_n也不存在显著差异(P> 0.05)。【结论】较高浓度的花色素苷是红叶青钱柳新叶呈现红色的主要原因;红叶青钱柳和绿叶青钱柳叶中单宁与黄酮的含量存在一定差异,但总体上差异不显著;红叶青钱柳新叶阶段叶多酚类物质含量较高,但在成熟叶阶段与绿叶青钱柳无显著差异(P> 0.05)。因此,红叶这一表型性状可为青钱柳药用优良单株的筛选提供一定参考,红叶青钱柳在7—8月叶片仍保持较高花色素苷含量而呈现红色,比绿叶青钱柳具有更高的观赏价值。     

不同硫酸钠含量条件下吹填超软土的力学特性试验研究

吹填土中所含的丰富的可溶盐对其物理力学特性有着极大的影响.通过配置不同硫酸钠掺量的含盐吹填土试样,研究了可溶盐含量对吹填土强度及变形特性的影响,并利用SEM电镜扫描试验分析了吹填土微观结构特征的变化规律,从微观角度分析了其宏观力学特性的变化机理.研究结果表明:由于钠离子作用,土颗粒吸附水膜的厚度不断增大,粒间吸引团聚作用减弱,吹填土试样内部孔隙增大,结构更加疏松,宏观上表现为强度不断减小(最大降低幅度达44.1%),压缩性相应增大;随着含盐量的不断增加,由于硫酸钠的结晶及相关离子反应导致硫酸钙的生成,吹填土试样内部胶结作用有所增强,强度会出现约29.6%的增长,压缩性相应减小.而当含水量增大时,钠离子对土颗粒团聚作用的影响以及硫酸钠的结晶作用被弱化,硫酸钙对吹填土的增强作用对其力学特性有更显著的影响.试样内部开始有明显的粒间胶结物生成,粒间孔隙减小,颗粒团聚,形成了较明显的团粒结构,土骨架效应显著,宏观上呈现出抗剪强度不断增大(最大增幅约335.5%)、压缩性不断减小的变化特点.吹填土试样在可溶盐环境下的应力-应变关系呈现应变硬化特征.