奥克托今在丙酮中的热安全性研究

奥克托今(HMX)作为爆速高和耐热性好的炸药被广泛应用,其制备提纯工艺均在丙酮中进行。为研究HMX在丙酮中的热安全性,用差示扫描量热-热重(DSC-TG)同步热分析仪研究HMX的热分解过程。测得升温速率为5,10,15,20℃/min的DSC和热重-微商热重法(TG-DTG)曲线,并得出分解峰温分别为279.8,282.5,284.5和288.8℃。用自行设计的临界爆温测试装置,通过小容量法测定HMX、丙酮以及HMX的丙酮溶液的临界爆炸温度。结果表明,在试验条件下,HMX的丙酮溶液的临界爆炸温度高于纯HMX的临界爆炸温度,说明丙酮抑制了HMX的热分解反应,当HMX溶液质量分数为10%时,临界爆炸温度最高,热安全性最好。     

醋酐法制备奥克托今过程中废液的回收利用

为了处理醋酐法制备奥克托今(HMX)产生的废液,采用蒸馏的方式,在处理废液的同时回收硝酸铵和醋酸.经两步过滤对废液进行预处理,加热废液至115℃,馏出约占65％废液总量、质量分数为70％左右的乙酸溶液,釜底液冷却结晶,理论上可回收约88.9％硝酸铵.分别利用回收的硝酸铵与原料硝酸铵制备HMX,所得HMX无明显差异.     

2-苯基[60]富勒烯吡咯烷衍生物的合成研究

为了给高能炸药提供钝感剂,以提高其安全性能,用甘氨酸、苯甲醛和C60等为原料合成了2-苯基[60]富勒烯吡咯烷衍生物(产物1),探讨并获得了产物1的适宜合成工艺条件: 反应物C60、苯甲醛和甘氨酸物质的量之比为1∶4∶6,温度为105 ℃,反应时间为14 h,此时产率可达到75%(以消耗的C60计).用FT-IR(傅立叶变换红外光谱)、UV-Vis(紫外可见光谱)、1H-NMR(核磁共振氢谱)和MS(质谱)表征了产物1的结构,初步探讨了产物1对HMX(奥克托今)的钝感作用.结果表明,产物1对HMX具有明显的钝感作用,添加质量分数为1%的产物1可使HMX的摩擦感度降低到33%,撞击感度降低到48%.     

HMX的氟橡胶包覆技术及其撞击感度研究

采用超临界流体SAS法,以氟橡胶（FPM2602）为钝化包覆剂,对主体炸药超细奥克托今（HMX）的粒子表面均匀包覆,制备出超细HMX为基传爆药。对系统温度、系统压力、溶液浓度等参数进行实验研究,用红外光谱（FT-IR）和扫描电镜（SEM）对包覆后超细HMX进行了表征,并对其撞击感度进行了测试。结果表明：溶液浓度是影响包覆效果的最主要因素;当系统温度45℃,系统压力9.5MPa,溶液浓度为0.4g/ml,通气时间为20min条件下,氟橡胶均匀包覆在超细HMX颗粒表面,包覆后颗粒呈0.4-1μm球状,包覆后造型粉特性落高H50为38.50cm（12型工具、2.5kg落锤）,撞击感度比原料（H50为26.30cm）明显降低。     

气体反溶剂(GAS)过程细化技术及对炸药安全性能的影响研究

介绍了气体反溶剂 (GAS)过程细化技术原理及影响细化结果的主要因素 ,并从理论和实验角度分析了炸药重结晶细化处理后 ,对撞击感度和冲击波感度的影响 ;结果表明 ,GAS过程不仅可以有效地控制炸药颗粒的粒度、粒度分布、晶形 ,而且可以有效降低炸药撞击感度和冲击波感度 ,改善炸药安全性能     

HMX粒度、粒度级配对混合传爆药性能影响的研究

通过喷射方法把主体炸药 HMX重结晶后 ,将其制成粗细不同的几种粒度药粉 ,并按粗细不同比例进行级配 ,随后采用 SSGT和爆速测试 ,研究了不同粒度及粒度级配对其混合传爆药冲击波感度和爆速的影响规律 ,并对其结果进行了理论分析。由于实验条件的限制 ,还不能达到按要求控制条件以细化出要求的各种粒径 ,所以实验所选的几种级配粒度是随机的 ,因而具有代表性。     

两种纳米结构五氧化二钒的合成与表征

分别以五氧化二钒为钒源、双氧水为溶剂和以偏钒酸铵为钒源、稀硫酸为溶剂,通过低温水热法合成了五氧化二钒纳米带和纳米板。并利用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和场发射扫描电镜(SEM)对产物进行表征。结果表明,反应产物均为正交的五氧化二钒晶型,纳米带宽度100～300 nm,厚度约100 nm左右,纳米板形状规则,分布较为均匀,厚度在纳米级别。     

HMX基含铝炸药低易损性能测试研究

为探讨炸药低易损性的测试方法,系统研究以奥克托金(HMX)为基的含铝炸药的低易损性能(LOVA)。基于美军标《非核弹药危险评估试验标准》、北约《不敏感弹药评估和试验方法》和国内相关试验方法,通过开展慢烤、快烤、射流撞击、12.7 mm子弹撞击、12.7 mm破片撞击和殉爆等6项标准试验,从样品残余状态、弹体损坏状态、验证板破损状态、冲击波超压和爆炸场温度等方面综合评价药剂的易损性。结果表明:HMX基含铝炸药对外界多种刺激不敏感,可承受较高的过载,能满足大多数高性能战斗部装药要求,测试方法的可行性被验证。     

赤泥制备光催化剂降解染料废水的研究

以固体废物赤泥为原料,采用酸溶-水热法制备光催化剂,并进行化学成分、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis)等物性测试分析.通过降解甲基橙模拟废水,探讨了制备过程中渣酸比、溶剂、水热反应pH值、水热反应温度等条件对赤泥制光催化剂活性的影响.将最佳条件下制备的光催化剂用于染料废水的处理,结果表明,染料废水COD去除率达到75.23％,出水COD值仅为123.07 mg/L,达到二级排放标准.这为氧化铝厂废渣-赤泥的综合利用提供了一条新思路.     

Ag修饰Bi2GeO5的制备及光催化处理TNT废水性能研究

为了进一步提高Bi₂GeO₅的催化活性，为炸药废水实际处理提供可借鉴的方法，采用一步溶剂热法，以一定比例的水和二乙醇胺混合物为溶剂，AgNO₃为Ag源，用Ag修饰Bi₂GeO₅纳米粒子，制备Ag修饰的Bi₂GeO₅光催化剂。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、N₂吸附-脱附和紫外-可见分光光度计(UV-Vis)对所制备的复合光催化剂进行表征，随后通过降解TNT试验测试所制备复合材料的光催化性能，评估了不同配比的Ag修饰对Bi₂GeO₅光催化剂所制备产物的光催化活性的影响。结果表明，0.1 g Ag修饰的Bi₂GeO₅光降解TNT的性能要优于其他比例修饰的Bi₂GeO₅,在25 min内光催化降解率达到94%,T...     

壳体厚度对传爆药慢速烤燃响应的研究

针对传爆药在制造、存贮、运输及实战环境中可能会遭受意外的热刺激,本文通过壳体厚度对传爆药慢速烤燃响应特性的影响的实验研究,来检测弹药对意外刺激的敏感程度和发生反应时的剧烈程度,并对实验结果进行了分析。实验以钝化RDX为主装药,以45#钢为壳体,利用自行设计的慢速烤燃试验系统对其进行试验。结果表明：在相同装药条件下,随着壳体厚度的增加,单位时间内传热量减少,体系升温速率减慢,炸药的烤燃时间随之增加,热爆炸延滞期增长;同时,随着壳体厚度的增加传爆药发生慢速烤燃反应的温度升高,热敏感程度降低,热安定性也随之提高。另外,在相同装药条件下,壳体厚度对慢速烤燃响应的剧烈性也有很大得影响。烤燃反应的剧烈程度随着壳体厚度的增大而减小。     

复合乳化剂对乳化炸药热安全性影响研究

为了探究复合乳化剂对乳化炸药热分解特性的影响,使用C80微量热仪通过MC法研究了乳化剂A(SP80)和乳化剂B(T152)作为单一乳化剂和复合乳化剂(加入比例为1:1、1:2、2:1)制备的乳化炸药。以升温速率为0.5K/min时的C80热流速曲线为基础来求解5种炸药热分解反应的表观活化能(Ea)、指前因子(lnA)等热安全参数。结果表明,使用复合乳化剂制备的乳化炸药稳定性均高于使用单一乳化剂的乳化炸药。采用复合乳化剂可导致乳化剂分子间排斥作用降低,使分子排列更紧密,增加了界面膜的致密性。当加入的乳化剂比例为m(SP80):m(T152)=1:2时,由于两种乳化剂相互作用形成致密的复合界面膜,其稳定性最高。     

Calculation of the stability criterion in the reaction of energetic materials

The stability in the energetic materials' thermal decomposition reaction is developed from both transient mass and heat transfer equations simultaneously. The derived equation is the sufficient and necessary condition for the reaction system's stability, which was expressed as:

In this stability equation, a modified Semenov number φ is the expressed function of three kinetic parameters, i.e., n, and β and two variables, i.e., x and θ, respectively. A reaction system is stable if its evaluated modified Semenov number satisfies this stability criterion. In the case of the minimum modified Semenov number φ_m, we can deduce the stability equation at critical condition as

The criteria of stability for the explosives TNT, RDX, PETN and HMX were evaluated using this formula, which was expressed θ_c as function of x at given n, η and various β as parameters.     

Research on the critical temperature of thermal decomposition for large cartridge emulsion explosives

Emulsion explosives are one type of main industrial explosives. The emergence of the large cartridge emulsion explosives has brought new security incidents. The differential scanning calorimeter (DSC) and the accelerating rate calorimeter (ARC) were selected for the preliminary investigation of the thermal stability of emulsion explosives. The results showed that the initial thermal decomposition temperatures were in the range of 232–239 °C in nitrogen atmosphere (220–232 °C in oxygen atmosphere) in DSC measurements and 216 °C in ARC measurements. The slow cook-off experiments were carried out to investigate the critical temperature of the thermal decomposition (T_c) of the large cartridge emulsion explosives. The results indicated that the larger the diameter of the emulsion explosives, the smaller the T_c is. For the large cartridge emulsion explosives with diameter of 70 mm, the T_c was 170 °C at the heating rate of 3 °C h⁻¹. It is a dangerous temperature for the production of the large cartridge emulsion explosives and it should cause our attention.     

复配超细粉体三相泡沫的制备与稳定性研究

为改善泡沫灭火剂的高温稳定性和抗复燃性能,将石墨粉、膨润土和空心玻璃微珠按一定比例复配加入泡沫灭火剂中制备防灭火三相泡沫,利用自主设计的实验台架,研究其发泡、稳泡及油面热稳定性等主要性能,分析复配超细粉体对泡沫灭火剂稳定性的影响机理。实验证明,复配粉体的加入可使泡沫灭火剂在高温下的稳定时间延长10倍以上,粉体颗粒会在泡沫表面形成一层致密壳层,增强泡沫的隔热阻燃性能,石墨粉的存在使壳层更加致密且增强了泡沫的流动性,但会对泡沫的发泡性能产生较大的影响,当空心玻璃微珠和石墨粉的添加质量比为5∶2时,整体效果较好。     

提高铵梯炸药生产安全性的技术途径

本采用粗制TNT代替军工TNT应用于工业炸药中,不仅可减少环境的污染,而且可提高生产安全性。实验证明由粗制TNT制成的炸药,其性能可满足使用要求。     

氢化锆对太安空中爆炸及热安全性能影响的研究*

为研究氢化锆对太安空中爆炸及热安全性的影响,分别对氢化锆/太安混合炸药（ZrH2/PETN）和太安单质炸药开展空中爆炸实验和热分析实验,得到相应的压力时程曲线和TG、DSC热分解曲线。研究结果表明:氢化锆的添加会降低混合炸药的压力峰值,但能显著提高其正相作用时间,氢化锆含量为10%、20%时,氢化锆/太安混合炸药的正相冲量与太安相当。同时与纯太安相比,氢化锆/太安混合组分的最大质量损失速率下降约51.07%~60.04%,热爆炸临界温度及自加速分解温度最大提高约8.78%和9.93%,但混合组分中氢化锆的加入并未改变太安的热分解机理,说明氢化锆作为惰性热稀释剂能够改善其热安全性。     

水成膜泡沫对变压器油池火的窒息特性研究

水成膜泡沫在油类表面的窒息作用是扑灭油类火灾的重要机理之一,针对自行开发的快速型泡沫灭火剂开展了其对油池火的窒息灭火特性研究。首先通过老化试验测试了泡沫液的热稳定性,然后对比了不同成分泡沫液在25＃变压器油表面的铺展特性,之后研究了不同发泡倍率和成分的泡沫液对油池火的窒息灭火效果及影响规律。研究发现,铺展性能不佳的泡沫液会逐渐丧失窒息能力,而铺展性能优异的泡沫液能持续发挥窒息作用。提升泡沫液热稳定性有利于在油面形成稳定的液膜,隔绝氧气并降低可燃分子挥发速率。此外,发泡倍率较低的泡沫液的流动性更强,在相同液体流量条件下低倍数泡沫的窒息灭火效果更优。自研的快速型泡沫灭火剂在热稳定性和铺展性能两方面均具备优良的性能,因此其窒息灭火效率和抗复燃能力优于现有的大部分同类泡沫灭火剂。     

乳化炸药高压热分解试验研究

为分析压力在乳化炸药泵送事故中的影响,运用高压加速量热仪对乳化炸药、硝酸铵和含有10%水分的硝酸铵样品热分解特性进行研究。结果表明:压力对于乳化炸药,硝酸铵和含有10%水分硝酸铵样品的热分解有着显著的影响,压力条件下虽然起始分解温度基本没有变化,但是样品反应速率有了显著的升高,导致放热量增大。水分的存在阻碍硝酸铵的热分解,在乳化炸药配方中适当增加水份含量可以提高乳化炸药生产安全性。分析认为相比于温度,压力对于泵送事故的影响更为关键。