GI-920炸药老化前后的热分解

在长期贮存过程中，GI-920炸药中的PETN会发生缓慢热分解，其中分解产物气体对炸药产生自加速作用。从以前的研究结果来看，GI-920网络炸药老化后有明显的爆速下降，如平面爆速板经65℃老化14个月，其爆速由原来的7303m／s下降到6822m／s。为了跟踪老化过程，本文在65℃下对GI-920炸药进行了14个月的加速老化实验，并测试了不同老化阶段的GI-920样品在100℃，48h下的常压热失重，结果见图1。     

落锤撞击下非均匀炸药点火特性实验研究

对落锤实验装置进行改进,由落锤直接撞击炸药样品改为使落锤先撞击上击柱,再由上击柱对颗粒炸药样品进行加载。采用改进的落锤实验装置,结合高速数字相机和PVDF压力计测量,实时记录了以HMX为基的黏结炸药在低速撞击条件下的响应过程图像及其压力变化过程。结果表明:非均匀炸药在低压长脉冲加载下基本都要经历压实→塑性扩展→颗粒破碎→形成局部高温区域→点火→燃烧→熄灭的典型非冲击点火过程,但由于炸药在细观尺度上存在不均匀性,导致相同实验条件下不同样品中局部高温区域点火出现的位置、持续时间以及反应强度都存在差异。     

光电法研究JO-9159炸药反应区宽度

采用光电法研究炸药反应区结构的实验装置如图1所示，炸药装置用平面波透镜起爆。为了屏蔽炸药爆轰发光，在炸药样品和窗口材料氯仿之间用0．01mm厚的铜箔隔开。然后用硅油将铜箔紧紧地贴在被测样品的表面，其目的是避免炸药样品与铜箔之间有空气隙存在，以免其影响测试精度。为了防止氯仿的渗漏，在铝套筒和炸药样品之间用真空油脂密封。光纤一端直接插入装置之中，另一端和高温计的各通道相连。炸药爆轰后，在透明液体氯仿中产生冲击波，在冲击波作用下液体发光，光纤和光电倍增管将光信号转变为电信号，记录在示波器上，计算得到氯仿中的冲击波温度随时间的变化曲线。     

JB-9014钝感炸药冲击Hugoniot关系测量

采用火炮加载技术对JB-9014钝感炸药进行一维平面冲击实验。通过激光干涉测速仪测量冲击波到达炸药样品前、后表面的时刻以及炸药/镀膜氟化锂窗口界面粒子速度。利用冲击波到达炸药样品前、后表面的时刻差和炸药样品的厚度计算出冲击波在炸药样品中的传播速度,并结合炸药样品/氟化锂窗口接触面处粒子速度求出炸药样品冲击波后粒子速度,进而获得了炸药样品在3.1~9.7GPa压力范围内的冲击Hugoniot关系。对炸药样品中冲击波速度以及波后粒子速度进行不确定度分析,得到炸药样品中冲击波速度和波后粒子速度的合成标准不确定度约为0.54%和1.7%。将未反应炸药的冲击Hugoniot曲线和冲击波阵面的Rankine-Hugoniot关系进行联立得到冲击波后炸药样品内的压力和密度,进而拟合得到炸药样品在冲击绝热状态下沿(p,ρ)面的p-ρ曲线。     

点火药与接触材料在老化过程中的相容性及金属材料腐蚀

通过研究点火药与接触材料的相容性随贮存或老化时间的变化规律、金丝、焊锡和铝箔的腐蚀机理及金属与炸药接触腐蚀原因及程度，为其在贮存环境条件下的性能变化及寿命预估提供了可靠的试验和理论依据。     

JOB-9003、JB-9014炸药老化规律

采用加速老化试验对JOB-9003、JB一9014炸药进行温湿度应力加载，试验条件分别为45，55，75℃以及45℃，65％RH，贮存时间达15个月，每3个月取样进行分析。采用凝胶渗透色谱法、X-射线光电子能谱、高效液相色谱、示差扫描量热计等分析手段，对高聚物分子量、主炸药成分、表面元素及结构、高聚物结晶度进行了测试，以此作为PBX炸药的老化特征量进行监测，获得了炸药在不同温湿度条件下的变化趋势。结果如下：     

JOB-9003炸药试件机械加载损伤超声检测

近来PBX材料损伤、损伤的非破坏过程检测已成为PBX材料研究和库存老化研究关注的热点和难点。为解决高聚物粘结炸药（PBXs）在加工或贮存过程中的损伤开裂的技术难题，开展了在典型力学加载条件下对炸药试样的超声波检测研究。依据材料的细观损伤的基本理论，对高于200kHz频率的线弹性各向同性体中损伤为一标量，泊松比不随损伤而变，且损伤因子D==1-p1C^2 L1/p0C^2 L0，p0，C L0为初始密度、声速，p1，CL1为有损伤时的密度、声速。     

炸药Spigot跌落试验

Spigot跌落试验是一种评定大型炸药药柱同时受到机械撞击、剪切力、摩擦力及绝热压缩时的安全性能试验。将试验件装置通过爆炸螺栓与提升装置连接，用提升装置将试验件装置提升至预定高度后，通电起爆爆炸螺栓，试验件装置从空中自由下落撞击到靶板上，钢栓受到靶板的作用后，对炸药产生强烈的机械撞击、剪切、摩擦等作用，从而使炸药样品发生不同程度的反应。最后，根据试验残余物的收集观察、高速摄影与空气冲击波超压来评价炸药及炸药部件跌落试验的安全性能，按4级分类标准进行分类。     

炸药枪击试验和数值模拟研究

HL-10炸药是一种以RDX为基的含铝炸药,为了研究该炸药在子弹或金属破片撞击作用下的安全性,利用12.7 mm机枪法对钢壳包覆的柱形HL-10装药进行了枪击试验,试验结果表明,炸药没有发生燃烧或爆轰现象,由此可定义该炸药的枪击感度试验反应等级为1级。建立了炸药枪击试验的计算模型和数值计算方法,对子弹撞击和穿透炸药过程进行了三维数值模拟计算,计算结果与试验结果相符,分析了子弹速度对HL-10炸药枪击感度的影响,其结果可为炸药安全性评价分析提供理论根据。为了进一步验证计算模型和方法,对美国的PBX-9404炸药的枪击作用过程进行了计算分析,结果表明,PBX-9404炸药在枪击作用下发生了完全爆轰反应,与Neff等人的试验结果相吻合。     

新型均相液体炸药配方及性能

研制的3种硝基甲烷为基的液体炸药具有腐蚀性小、安全和安定性好、价格低廉，并且其爆速、爆压、传爆等性能均能满足使用要求。但是，研制的炸药配方中稀释剂的挥发性和毒性都较大，并且液体炸药在成型、运输、贮存上都存在不足。对NM/／CHCL3／DETA(50／50／5(外))液体炸药进行了改进和完善。     

用PVDF压力计研究未反应JB-9014钝感炸药的Grüneisen参数北大核心CSCD

为了获得未反应JB-9014炸药的Grüneisen参数Γ,在火炮加载平台上对JB-9014炸药进行一维平面冲击实验。实验中,将炸药样品安装于两个铜板之间,两个PVDF压力计分别安装在炸药样品前表面和中部,记录两个位置处的压力随时间的变化历程;将圆形铜板作为飞片安装于弹托前表面,利用火炮加速弹托,使飞片以一定速度撞击样品装置前铜板,前铜板中产生右行冲击波对炸药样品形成一次压缩;随后冲击波在炸药样品/后铜板交界面发生反射,产生左行冲击波对炸药样品形成二次压缩。假设炸药样品的Grüneisen参数Γ为常数,计算不同Γ值下炸药样品前表面和中部压力随时间的变化历程,将不同Γ下的计算值与实验值进行对比,获得了JB-9014钝感炸药Grüneisen参数的最优值,为1.7。     

谱元法数值模拟约束结构内炸药中应力波的传播

针对高速侵彻类战斗部在侵彻过程中的装药安定性以及在意外事故中的安全性问题,对约束结构内炸药在冲击加载下的应力波传播规律进行了模拟研究。计算了不同侵彻速度下弹体的冲击响应函数,并将具有高精度和低耗散特点的谱元法应用于约束结构内凝聚炸药中的应力波传播模拟;考虑炸药-金属界面的动摩擦特性,计算了冲击加载下由动摩擦引起的装药-壳体界面温升,以及装药内部的塑性功积累。成功地将谱元法应用于凝聚炸药中应力波传播过程的模拟,模拟结果对更准确地评估热点生成机制,以及进行装药安定性分析具有参考意义。     

用PVDF压力计研究未反应JB-9014钝感炸药的Grüneisen参数

为了获得未反应JB-9014炸药的Grüneisen参数Γ,在火炮加载平台上对JB-9014炸药进行一维平面冲击实验。实验中,将炸药样品安装于两个铜板之间,两个PVDF压力计分别安装在炸药样品前表面和中部,记录两个位置处的压力随时间的变化历程;将圆形铜板作为飞片安装于弹托前表面,利用火炮加速弹托,使飞片以一定速度撞击样品装置前铜板,前铜板中产生右行冲击波对炸药样品形成一次压缩;随后冲击波在炸药样品/后铜板交界面发生反射,产生左行冲击波对炸药样品形成二次压缩。假设炸药样品的Grüneisen参数Γ为常数,计算不同Γ值下炸药样品前表面和中部压力随时间的变化历程,将不同Γ下的计算值与实验值进行对比,获得了JB-9014钝感炸药Grüneisen参数的最优值,为1.7。     

应用分形理论探讨炸药的撞击感度

 根据分形几何的周长-面积公式及线性回归原理,对TATB等六种炸药样品的落锤试验的分幅图像进行了图像处理和分形维数计算。从中发现,越钝感的炸药样品,分形维数越大。因此,可以认为,用炸药样品的分形维数来鉴别撞击感度是基本可行的。     

高速水射流与凝聚炸药相互作用的数值模拟

 利用LS-DYNA3D软件并采用Lagrange算法，对500 m/s的高速水射流与凝聚炸药的相互作用过程进行了数值模拟；对不同时刻凝聚炸药中的压力分布以及不同径向、轴向处的压力历史进行了分析；确定了所选凝聚炸药的声速。数值模拟的结果与理论分析的结果之间具有很好的一致性。模拟结果表明，在高速水射流与凝聚炸药相互作用的过程中，凝聚炸药药柱截面上的压力随径向距离的增加而降低；药柱中的最大压力出现在水射流头部附近或水射流头部的前方。     

炸药与不同材料之间摩擦系数的研究

采用分离式霍普金森压剪杆装置,对GO-924炸药与铝合金、橡胶、GO-924炸药之间在不同冲击加载条件下的摩擦系数进行了研究,得到了炸药与不同材料界面间的摩擦系数随时间变化的曲线。结果表明:炸药与铝合金之间的动摩擦系数维持在0.166~0.176范围内,且不随冲击加载速率的变化而变化;炸药与橡胶之间的动摩擦系数在运动过程中不断增大,其数值与冲击加载速率相关;炸药与炸药之间的动摩擦系数在运动过程中先增大,达到峰值后迅速下降,分析认为这种现象与炸药内部产生损伤有关。     

显微红外光谱成像技术研究BTF炸药老化中的组分迁移

在贮存老化过程中炸药的组分迁移是常见现象,易迁移组分的迁移、重聚、再结晶等过程对装药的安全性有显著影响,严重的会使得装药发生失效。装药的组分迁移过程的精细化表征是一个难点。本文利用显微红外光谱技术针对BTF炸药组分的分布情况进行了精细表征,进一步研究了BTF在不同温度、不同时间老化过程中BTF的组分分布情况,从中探索了BTF的组分迁移规律及其表征方法。实验获得了BTF的组分分布情况,发现BTF具有较强的耐迁移能力,在经历100,110,130℃进行20,24和17h的老化过程中BTF发生了轻微的迁移现象。该研究表明显微红外光谱技术是一种有效的研究BTF组分迁移规律的表征手段。     

硝酸酯炸药与聚氨酯胶的相互作用

文中对硝酸酯炸药与聚氨酯胶单组分及二者的接触体：系在65℃不同湿度条件下老化贮存4个月，利用FTIR及GC—MS与固相微提取相结合的方法对贮存前后的凝聚相及富集的气相组分进行分析，对彼此之间可能发生的相互作用进行了探讨。     

氚化钛中氦的热解析

氚以金属氚化物贮存形式过程中，会衰变生成氦-3，从而影响金属氚化物的使用性能。文中采用热解析方法研究了不同贮存周期氦在金属氚化物中的能量状态的变化情况。     

猛炸药RHT-901和钝感炸药IHE-2的爆轰波直角绕射

 采用高速转镜分幅相机和电探针技术研究了猛炸药RHT-901和钝感炸药IHE-2的爆轰波直角绕射图像和不同位置上的爆轰波传播时间。从研究得出，两种炸药都在拐角顶点附近绕射，爆轰波传播时间增长，爆速变小。但是两种炸药绕射爆轰波的状态不一样，钝感炸药IHE-2中爆轰波绕过直角时，在拐角顶点附近约10 mm范围内炸药未完全反应，猛炸药RHT-901中爆轰波绕过直角时未出现类似现象。两者相比，钝感炸药中绕射爆轰波速度变化大，波阵面曲率半径小，而猛炸药的绕射爆轰波速度变化小，波阵面曲率半径大。这说明炸药的爆轰波绕射与炸药的冲击感度、反应区宽度有关。