CL-20/TNT共晶炸药的分子动力学研究

运用分子动力学(MD)方法,选择凝聚态分子势能优化力场(COMPASS),对六硝基六氮杂异伍兹烷(ε-CL-20)、2,4,6-三硝基甲苯(TNT)晶体及其等摩尔比的CL-20/TNT混合炸药和共晶炸药进行不同温度下恒定粒子数等压等温(NPT)系综模拟研究.结果表明,CL-20/TNT共晶的内聚能密度(CED)和结合能随温度的升高逐渐减小;共晶的CED比混合炸药的大,结合能是混合炸药的2倍多,预示其稳定性明显增强.对相关函数和局部放大结构显示共晶中组分分子间作用主要来自TNT中H和CL-20中O以及CL-20中H和TNT中O之间形成的氢键.通过波动法求得的弹性力学性能结果表明,CL-20/TNT共晶的拉伸模量(E)、体积模量(K)和剪切模量(G)介于ε-CL-20和TNT晶体之间,且随温度的升高而下降,符合一般预期;但共晶炸药的柯西压(C12-C44,Cij弹性系数)、K/G和泊松比(ν)均比其组分炸药ε-CL-20和TNT高得多,预示该共晶具有异常高的延展性和弹性伸长,主要是二组分呈层状交替排列且之间存在较强相互作用所致.     

常见炸药的稳定同位素比值分析方法研究进展

炸药的深度比对与溯源对于爆炸案事件的侦破具有重大意义,以不同地域来源的原料或不同生产工艺生产的炸药,其组成元素的稳定同位素比值具有差异,因而稳定同位素比值可作为炸药深度比对与溯源的重要指标。稳定同位素比值质谱法(IRMS)作为一种高精度的稳定同位素比值测量手段,已逐渐发展成熟,与元素分析仪、气相色谱仪、液相色谱仪等仪器联用,在食品安全、环境保护、法庭科学等领域应用广泛。IRMS在炸药比对与溯源上亦发挥了重要作用,自1975年IRMS被应用于区分不同国家生产的三硝基甲苯(TNT)以来,IRMS已成功用于多种炸药的分析。但目前尚未见有文献系统地总结常见炸药的稳定同位素比值分析研究进展。该文介绍了稳定同位素比值分析的相关原理、仪器组成及特点,分别总结了硝酸铵、黑火药、TNT、太恩、黑索金等常见炸药的稳定同位素比值分析方法,汇总了文献报道的不同国家生产的硝酸铵、黑火药、TNT等炸药的稳定同位素比值。文章就不同炸药的稳定同位素比值差异、炸药生产、存储过程中相关因素对同位素比值的影响,爆炸前后稳定同位素比值的变化情况等内容进行了分析。本文还指出了目前炸药的稳定同位素比值分析研究中存在的问题,对可能的解决办法进行了讨论,对未来的发展方向提出了建议。     

落锤试验中炸药样品表面能的多重分形性质

从能量守恒和质量守恒出发结合炸药样品在受冲击压缩时的分形性质，证明在样品周边的表面能具有多重分形的结构。     

冲击载荷下炸药装药动态响应的有限元分析及热点形成机理的数值模拟

对稳态温度场中受冲击载荷作用的炸药药柱进行了弹粘塑性分析。在Ｐｅｒｚｙｎａ本 构模型的基础上，作了适当的补充和修正，将流动参数、弹性模量Ｅ均视为温度的函数，动态 有限元计算结果表明，计算曲线和实验曲线有很好的近似。为模拟材料中不均匀性的影响，在 药柱中心引入一孔洞，有限元计算结果给出含孔洞药柱的粘塑性动态响应、药柱网格变形图以 及药柱等温线，可以清楚看出在孔洞附近区域有局部高温产生。本文的本构模型和计算方法对 于研究冲击载荷下炸药装药的力学响应以及炸药装药中热点形成机理的数值模拟提供了良好 的基础。     

液体炸药滑移内爆加载下钢管的变形与层裂破坏研究

用液体炸药滑移内爆加载方式,研究了不同炸药厚度和外壳条件下20钢圆管的内聚变形和破坏特征。实验中,钢管发生了较大径向应变,应变值大致随炸药厚度的增加而线性增大。在炸药厚度不低于3mm时钢管变形均匀,轴对称较好;药厚小于3mm时其变形不再是基本轴对称收缩,管子表面出现扭转褶皱。各种装药厚度下,均未观察到预期的层裂破坏。对未层裂的原因进行了初步分析。     

铝粉颗粒度对黑索金含铝炸药粉快速反应影响的微观特性研究

利用我们研制的光谱技术及回收技术成功地研究了含铝炸药粉中铝粉快速反应的微观特性。研究发现:铝粉越细，能和氧原子、氢原子（或含氧分子）反应的激励态铝原子增加，铝氢化反应与氧化反应加剧；但是颗粒度小于５０ｍ后，颗粒度对铝粉氧化反应的影响不明显。激励压力增加可导致铝粉氧化反应加强，激励压力大于１．２ＭＰａ后氢化反应减弱，激励态铝原子减少。激励态铝原子减少的原因是铝粉结块造成。     

关于初始温度影响TATB炸药冲击引爆阈值的机制问题

通过具体的例证，分析了温度影响ＴＡＴＢ炸药冲击引爆阈值的机制问题，认为温度变化引起密度变化从而使炸药中的空穴参数变化不是导致引爆阈值变化的重要原因。     

炮药断裂韧性初探

高膛压炮的问世,对炮药的力学性能提出了更高的要求。本文根据炮药的性质、加工和使用的特点,探讨炮药断裂韧性的测定。     

以纳米TATB为基炸药的短脉冲冲击起爆阈值的测量

利用金属箔电爆炸驱动聚酰亚胺薄膜飞片产生短脉冲冲击波的加载技术,依据DRM(Delayed Robbins-Monro)试验程序,分别测量了以纳米级、亚微米级TATB为基炸药的50%短脉冲冲击起爆阈值,并进行比较。结果表明,以纳米级TATB为基炸药短脉冲冲击起爆阈值比以亚微米级TATB为基炸药的低,在确保炸药安全的前提下,使用以纳米TATB为基炸药更有利降低短脉冲冲击起爆装置所需的能量。     

无外壳炸药药柱的热爆炸参数测定和理论分析

利用自行设计的热爆炸实验装置，测定了以ＲＤＸ、ＨＭＸ、ＨＭＸ／ＴＡＴＢ、ＴＡＴＢ为基的粘结炸药在三种尺寸下的有量纲热爆炸参数（临界温度、延滞期）；利用Ｓｅｍｍｅｎｏｖ参数，求得了上述炸药热爆炸表现活化能，讨论了临界温度与圆柱体高和半径的关系、延滞期与超临界程度的关系、并预测了炸药在一些较大尺寸下的临界温度。