GAP/CL-20基传爆药微注射成型技术及性能研究

发布时间：2021-08-17 19:21

　　高能毁伤定向战斗部武器对爆炸网络传爆药提出了更高的要求,一方面要求传爆药的临界尺寸较小,一般在亚毫米级;另一方面要求装药精度高,装药方法简便易行。针对这两点要求,本文开展了小尺寸爆炸网络传爆药的配方设计、装药成型方法和性能测试等方面的研究,其研究结果对定向战斗部的小型化具有一定的实际意义。首先,通过分子动力学软件MS模拟、药浆的流变性及热分解特性等确定适用于小尺寸爆炸网络沟槽的传爆药配方。选择端羟基聚丁二烯（HTPB）、聚叠氮缩水甘油醚（GAP）为粘结剂,其中GAP与CL-20的结合能大于HTPB与CL-20的结合能;结合炸药的理论爆速和实测粘度,确定主体炸药的固含量为82%;主体炸药CL-20的大小颗粒粒径比为7:1,质量比为2:1时,药浆的综合流变因子最大;选择已二酸二辛酯（DOA）、三乙酸甘油酯（TA）为增塑剂,其中添加TA配方的表观活化能和热爆炸临界温度明显提高;选择司班80、吐温80和硅油做表面活性剂,其中加入司班80的配方综合流变性能最好。最优配方为:CL-20（粒径约为140μm）54.7wt%,CL-20（粒径约为20μm）为27.3wt%,GAP为14wt%,TA为1... 

【文章来源】：中北大学山西省

【文章页数】：116 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究的背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 爆炸逻辑网络
        1.2.2 爆炸逻辑网络炸药技术
        1.2.3 爆炸网络装药工艺研究
    1.3 与装药工艺有关的流变学理论基础
        1.3.1 稳态剪切流
        1.3.2 流体的流动特性
        1.3.3 粘度的测量
        1.3.4 传爆药药浆的流变性能对装药工艺的影响
    1.4 论文研究的主要内容
2 GAP/CL-20基传爆药配方设计研究
    2.1 主体炸药的选择
        2.1.1 RDX
        2.1.2 HMX
        2.1.3 CL-20
    2.2 分子动力学方法优选粘结剂
        2.2.1 粘结剂介绍
        2.2.2 主体炸药CL-20分子和 ε-CL-20晶体模型建立
        2.2.3 高聚物粘接剂分子结构的建立
        2.2.4 结合能计算与分析
    2.3 固含量的选择
    2.4 主体炸药粒度级配的确定
        2.4.1 实验材料和方法
        2.4.2 GAP/CL-20传爆药配方制备和流变性能测试
        2.4.3 结果与讨论
    2.5 增塑剂的确定
        2.5.1 实验试剂和材料
        2.5.2 GAP/CL-20基微注射传爆药的制备及测试
        2.5.3 DSC测试结果
        2.5.4 热动力学参数
        2.5.5 活化热力学参数
        2.5.6 临界爆炸温度
        2.5.7 结论
    2.6 表面活性剂的筛选
        2.6.1 实验材料
        2.6.2 GAP/CL-20微注射传爆药配方及流变性能测试
        2.6.3 不同表面活性剂对粘度的影响
        2.6.4 表面活性剂对微注射传爆药非牛顿指数的影响
        2.6.5 表面活性剂对微注射传爆药粘流活化能的影响
        2.6.6 表面活性剂对综合流变学因子的影响
        2.6.7 结论
    2.7 其它助剂的选择
    2.8 微注射传爆药配制设计方案
    2.9 本章小结
3 GAP/CL-20基传爆药微注射装药工艺研究
    3.1 流变性能测试
    3.2 微注射装药工艺
    3.3 药浆的基本流变特性
        3.3.1 剪切速率和粘度
        3.3.2 粘度指数和非牛顿指数
    3.4 微注射装药工艺的影响因素
        3.4.1 温度对CL-20基传爆药装药工艺的影响
        3.4.2 预固化时间对CL-20基微注射传爆药装药工艺的影响
        3.4.3 压力对GAP/CL-20基传爆药装药工艺的影响
    3.5 本章小结
4 GAP/CL-20基传爆药固化过程研究
    4.1 GAP/TDI固化反应原理
        4.1.1 GAP/TDI固化反应类型
        4.1.2 水对GAP/TDI固化危害性
    4.2 GAP/TDI固化过程分子动力学模拟
        4.2.1 GAP与TDI交联建模
        4.2.2 结果与讨论
    4.3 GAP/CL-20固化反应动力学研究
        4.3.1 化学流变模型
        4.3.2 固化动力学模型
    4.4 本章小结
5 GAP/CL-20基传爆药性能研究
    5.1 XRD测试与分析
        5.1.1. XRD测试
        5.1.2 结果与分析
    5.2 GAP/CL-20传爆药的密度计算
        5.2.1 理论密度计算
        5.2.2 装药密度
    5.3 能量输出
        5.3.1 实验原理与装置
        5.3.2 实验方法及结果
    5.4 冲击波感度
        5.4.1 冲击波感度测试
        5.4.2 冲击波感度测试结果
    5.5 撞击感度
        5.5.1 撞击感度测试
        5.5.2 撞击感度测试结果
    5.6 DSC热分析
        5.6.1 DSC热分解测试
        5.6.2 DSC热分解结果分析
    5.7 热可爆性（篝火）实验
        5.7.1 热可爆性测试
        5.7.2 热可爆测试结果
    5.8 临界直径的确定
        5.8.1 临界直径测试
        5.8.2 临界直径的测试结果
        5.8.3 沟槽扩张度
    5.9 爆速
        5.9.1 爆速测试
        5.9.2 爆速测试结果
    5.10 高低温冲击实验
        5.10.1 高低温冲击实验
        5.10.2 高低温冲击实验测试结果
    5.11 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 主要创新点
    6.3 展望
参考文献
攻读博士学位期间发表论文和科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]HTPB基粘结体系中ε-CL-20的晶型转变规律[J]. 徐金江,蒲柳,刘渝,孙杰,焦清介,郭学永,刘晓锋.  含能材料. 2015(02)
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[3]国外火炸药技术发展新动向分析[J]. 彭翠枝,范夕萍,任晓雪,张培,王敬念,王昕.  火炸药学报. 2013(03)
[4]环保型增塑剂的研究进展[J]. 王波,王克智,巩翼龙.  塑料工业. 2013(05)
[5]微通道挤注药剂配方与装药工艺研究[J]. 吴凯,刘玉存,刘登程,袁俊明,王建华.  兵工学报. 2013(02)
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[8]HTPB推进剂中增塑剂扩散系数计算[J]. 李红霞,强洪夫,李新其,王洪伟.  固体火箭技术. 2012(03)
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博士论文
[1]喷雾干燥法制备纳米复合含能微球及性能表征[D]. 石晓峰.中北大学 2015
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硕士论文
[1]CL-20基低临界传爆药的配方设计及装药工艺初探[D]. 李海兴.中北大学 2014
[2]CL-20基低能起爆炸药技术研究[D]. 荆肖凡.中北大学 2014
[3]起爆逻辑网络用挤注型传爆药研究[D]. 宋伟冬.中北大学 2011
[4]钨基金属粉末注射成形喂料制备与评价[D]. 唐艳.中南大学 2005
[5]金属导爆索爆炸网络及应用技术研究[D]. 康聪成.南京理工大学 2004
[6]主体炸药粒度及粒度级配与炸药冲击波感度和能量输出的实验与理论研究[D]. 吕春玲.华北工学院 2001



本文编号：3348345