某型枪射催泪弹的可靠性研究.pdf

ｄｏｉ１０. ３９６９/ ｊ. ｉｓｓｎ. １００１-８３５２. ２０１８. ０２. ０１０ 某型枪射催泪弹的可靠性研究 ❋ 崔晓萍① 马永忠① 杨 建② ①武警工程大学装备工程学院陕西西安，７１００８６ ②武警工程大学研究生处陕西西安，７１００８６ [摘 要] 为了对某型枪射催泪弹的可靠性进行研究，首先对其发射药的组分含量进行分析；然后对主装药各组 分含量、在体系中的分散情况及安定性能进行了深入探讨；最后分别对主装药与铝和钢之间的相容性进行了测试。 结果表明发射药及主装药经 ５ ａ 储存后，各组分含量的变化均在标准允许范围之内；主装药的 ＳＥＭ 图表明，各组 分经长期储存后依然分散均匀，没有出现明显的质变现象；不同升温速率下的 ＤＳＣ 曲线中，主装药储存前、后的熔 点和分解温度位移幅度小于 ２ ℃，安定性较好；主装药与铝和钢的 ＤＳＣ 曲线上放热峰的微量变化也表明各自之间 具有理想的相容性。 以上研究表明该型枪射催泪弹在使用年限内具有极高的安全性和可靠性。 [关键词] 枪射催泪弹；发射药；主装药；安定性；相容性 [分类号] ＴＪ５３ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ａ Ｇｕｎ Ｆｉｒｉｎｇ Ｔｅａｒ Ｇａｓ Ｇｒｅｎａｄｅ ＣＵＩ Ｘｉａｏｐｉｎｇ①， ＭＡ Ｙｏｎｇｚｈｏｎｇ①， ＹＡＮＧ Ｊｉａｎ② ① Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｌｌｅｇｅ， Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ ＰＡＰ Ｓｈａａｎｘｉ Ｘｉ’ａｎ， ７１００８６ ② Ｇｒａｄｕａｔｅ ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ， Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ ＰＡＰ Ｓｈａａｎｘｉ Ｘｉ’ａｎ， ７１００８６ [ＡＢＳＴＲＡＣＴ] Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ａ ｇｕｎ ｆｉｒｉｎｇ ｔｅａｒ ｇａｓ ｇｒｅｎａｄｅ， ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ ｗａｓ ｆｉｒｓｔｌｙ ａｎａｌｙｚｅｄ. Ｔｈｅｎ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｈａｒｇｅ ａｎｄ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｏｆ ｅａｃｈ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ. Ｆｉｎａｌｌｙ， ｔｈｅ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｈａｒｇｅ/ Ａｌ ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｈａｒｇｅ/ ｓｔｅｅｌ ｗｅｒｅ ｔｅｓｔｅｄ， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｃｏｎｔｅｎｔ ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｅａｃｈ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｉｎ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ ａｎｄ ｍａｉｎ ｃｈａｒｇｅ ａｒｅ ｍａｉｎｔａｉｎｅｄ ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ ａｌｌｏｗａ- ｂｌｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔａｎｄａｒｄ ａｆｔｅｒ ｓｔｏｒａｇｅ ｏｆ ５ ｙｅａｒｓ. ＳＥＭ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｈａｒｇｅ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ａｒｅ ｓｔｉｌｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｕｎｉｆｏｒｍｌｙ ａｆｔｅｒ ｌｏｎｇ ｔｅｒｍ ｓｔｏｒａｇｅ， ａｎｄ ｔｈｅｒｅ ｉｓ ｎｏ ｏｂｖｉｏｕｓ ｑｕａｌｉｔａｔｉｖｅ ｃｈａｎｇｅ. Ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｈｅａｔｉｎｇ ｒａｔｅｓ， ＤＳＣ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｈａｒｇｅ ｉｓ ｓｕｐｅｒｉｏｒ ｉｎ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｅｌｔｉｎｇ ａｎｄ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｕｎｓｔｏｒｅｄ ａｎｄ ｓｔｏｒｅｄ ｍａｉｎ ｃｈａｒｇｅ ａｒｅ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ２ ℃. Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＤＳＣ ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｈａｒｇｅ/ Ａｌ ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｈａｒｇｅ/ ｓｔｅｅｌ， ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｅｘｏｔｈｅｒｍｉｃ ｐｅａｋｓ ａｒｅ ｖｅｒｙ ｓｍａｌｌ， ｓｏ ｔｈｅ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ ｉｓ ｖｅｒｙ ｉｄｅａｌ ｆｏｒ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｈａｒｇｅ/ Ａｌ ｏｒ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｈａｒｇｅ/ ｓｔｅｅｌ. Ｒｅｓｕｌｔｓ ａｂｏｖｅ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｅｓｔｅｄ ｇｕｎ ｆｉｒｉｎｇ ｔｅａｒ ｇａｓ ｇｒｅｎａｄｅ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ ｈｉｇｈ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｓａｆｅｔｙ ｄｕｒｉｎｇ ｌｉｆｅｔｉｍｅ. [ＫＥＹＷＯＲＤＳ] ｇｕｎ ｆｉｒｉｎｇ ｔｅａｒ ｇａｓ ｇｒｅｎａｄｅ； ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ； ｍａｉｎ ｃｈａｒｇｅ； ｓｔａｂｉｌｉｔｙ； ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ 引言 防暴弹药是武警部队处突维稳、反恐作战中的 必备装备，对维护社会治安及保护群众的生命财产 发挥了不可替代的作用[１-３]。 某型枪射催泪弹刺激 效果显著、迅速，并且发射准确率高，因而在执行任 务中是诸多防暴弹中出勤率最高的弹种。 对于防暴 弹药来讲，从生产、储存到使用、退役、报废和销毁的 全寿命过程中，储存是时间最长的一个环节，一般该 类弹药的储存期为５ ａ，为了考察弹药在保质期内使 用时的安全性，对储存弹药的可靠性进行评价至关 重要。 近年来，随着计算技术的发展，诸多学者[２-８]采 用数学建模的方法对弹药的可靠性进行评价，虽说 所得参数能够对相应工作提供一定的指导，但该类 第 ４７ 卷 第 ２ 期 爆 破 器 材 Ｖｏｌ. ４７ Ｎｏ. ２ ２０１８ 年 ４ 月 Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ａｐｒ. ２０１８ ❋ 收稿日期２０１７-０９-２０ 基金项目武警部队基础理论研究基金ＷＫ２０１６-Ｌ７；武警部队军事应用研究基金ＷＫ２０１５-Ｊ１２；武警工程大学基础研究基金ＷＪＹ２０１５０８ 作者简介崔晓萍１９７５ － ，女，博士，教授，主要从事非致命武器及高性能材料方面的研究。 Ｅ-ｍａｉｌｗｊｃｘｐ＠１２６. ｃｏｍ 万方数据 方法理论性太强，与实际情况之间存在较大误差。 为了完善评估理论，提高评价的准确性、科学性 和可操作性，本文中，以储存时间满 ５ ａ 的弹药为样 本，在分析其发射药组分含量变化的基础上，对催泪 主装药的组分含量、各组分的分散情况、安定性以及 药剂与接触包装材料之间的相容性进行测试和深入 研究，为弹药的可靠安全使用提供理论依据和技术 支撑。 １ 试验部分 １. １ 主要试验仪器和原材料 试验仪器电子天平，ＪＭ-Ｂ２００３，慈溪红钻衡器 设备有限公司；精密增力电动搅拌器，ＪＪ-１，上海浦 东物理光学仪器厂；扫描电子显微镜，Ｅｖｏ-５０，德国 Ｃａｒｌ Ｚｅｉｓｓ 公司生产；差示扫描量热仪，ＤＳＣ２０４Ｆ１，美 国耐驰公司生产；气相色谱仪，ＧＣ６８９１Ｎ，北京恒通 瑞利仪器有限公司。 主要试验材料某型枪射催泪弹，武警工程大学 装备器材研制中心提供；丙酮，分析纯，西安化学试 剂厂；去离子水，实验室自制，沸煮 ２０ ｍｉｎ 后静置备 用；碘标准滴定溶液，０. １ ｍｏｌ/ Ｌ，深圳市福海化玻仪 器有限公司；酚酞指示剂，广州万从化工有限公司； 无水亚硫酸钠，分析纯，上海国药集团化学试剂有限 公司。 １. ２ 试验方法 １. ２. １ 发射药黑火药组分含量测试[９-１１] 水分含量测定质量为 ｍ１的试样在１００ ２℃ 下烘干 ３０ ｍｉｎ，而后自然降至室温后称量得 ｍ２。 水分质量分数 ｗ１＝ ｍ１－ ｍ２ / ｍ１１００％。 硝酸钾含量测定用一定量的去离子水溶解质 量为 ｍ３的干燥试样并静置１０ ｍｉｎ；通过抽滤的方式 进行分离；而后将滤纸上的残留物在１０５ ２℃下 烘干 ２ ｈ，自然降至室温时称量得 ｍ４。 硝酸钾质量 分数 ｗ２＝ ｍ３－ ｍ４ / ｍ３１００％。 硫磺含量的测定黑火药中的硫磺与亚硫酸钠 作用生成硫代硫酸钠，以碘标准滴定溶液滴定，由其 消耗量换算出黑火药中硫磺的质量分数 ｗ３，具体操 作参照 ＧＪＢ１０４７２００４[９]。 反应方程式如式１、式２ Ｓ ＋ Ｎａ２ＳＯ３＝ Ｎａ２Ｓ２Ｏ３，１ ２Ｎａ２Ｓ２Ｏ３＋ Ｉ２＝ Ｎａ２Ｓ４Ｏ６＋２ＮａＩ。２ 木炭质量分数 ｗ４＝１ － ｗ２－ ｗ３。 １. ２. ２ 主装药组分含量测试 某型枪射催泪弹的主装药主要由氧化剂、可燃 剂、催泪剂和黏合剂等组成。 通过理化分析，各自含 量采用溶剂分离和气相色谱相结合的方法进行。 １. ２. ３ 主装药组分分布 为了观察主装药各组分在体系中的分散情况， 采用 Ｃａｒｌ Ｚｅｉｓｓ 公司的 Ｅｖｏ-５０ 型扫描电镜ＳＥＭ对 试样的表面形貌进行表征。 １. ２. ４ 主装药安定性和相容性测试 采用德国耐驰公司生产的 ＤＳＣ２０４Ｆ１ 测试仪在 室温至 ５９０ ℃的温度范围内，对试样的安定性以及 主装药与包装材料间的相容性分别进行测试，全程 在氮气保护下进行，具体操作参照 ＧＪＢ５８９１. １７ ２００６[１２]实施。 ２ 结果与讨论 ２. １ 发射药黑火药组分变化 黑火药作为某型枪射催泪弹的发射药，经过长 期储存后，各组分的含量变化对其性能有较大影响， 在一定程度上直接决定着弹药的发射性能，如出现 燃速下降、迟弹或近弹等现象。 某型枪射催泪弹经 ５ ａ 储存后的发射药各组分 含量与原始试样含量测试结果如表 １ 所示。 经过比 较能够发现体系中的各组分最终含量质量分数 虽有变化，但浮动幅度极为微小，均分布在 ０. ４％ ０. ９％这一范围，这是各组分分子在较长时间内扩散 保持动态平衡的结果，符合标准要求。 测试结果表 明，该防暴弹药结构设计合理，经过常规储存能够满 足作战需求。 表 １ 黑火药各组分的质量分数 Ｔａｂ. １ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｍａｓｓ ｆｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｂｌａｃｋ ｐｏｗｄｅｒ ％ 组分标准要求 储存时间 ０５ ａ 结果 判定 水≤１. ００. ６８０. ６６合格 硝酸钾７５. ０ １. ０７５. １０７４. ６０合格 硫磺１０. ０ １. ０１０. ２０９. ８０合格 木炭１５. ０ １. ０１４. ７０１５. ６０合格 ２. ２ 主装药组分变化 主装药是防暴弹药的重要组成部分，决定着防 暴弹药能够达到的作战效果和作战目的。 因此，其 组分含量的变化是考察弹药作战可靠性的关键指标 之一。 某型枪射催泪弹的主装药组分原始配方及经 储存后的组分含量见表 ２。 由所测数据可知，作为基本组分的氧化剂和可 ９４２０１８ 年 ４ 月 某型枪射催泪弹的可靠性研究 崔晓萍，等 万方数据 表 ２ 主装药剂组分的质量分数 Ｔａｂ. ２ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｍａｓｓ ｆｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｈａｒｇｅ ％ 项目标准要求 储存时间 ０５ ａ 结果 判定 氧化剂３０. ０ １. ０３０. ３３０. ６合格 可燃剂２８. ０ １. ０２８. ６２７. ９合格 催泪剂２０. ０ １. ０２０. ４２０. ７合格 消焰剂１３. ０ １. ０１２. ３１２. ７合格 黏结剂９. ０ １. ０８. ４８. １合格 燃剂，经 ５ ａ 储存后，其质量分数分别为 ３０. ６ ％ 和 ２７. ９ ％；具有主要战斗作用的催泪剂的质量分数为 ２０.７％；另外，功能添加剂与黏结剂的质量分数分别 为 １２. ７％ 和 ８. １％。 以上数据较原始配方略有偏 差，变化幅度最大为 ０. ７％，但从整体含量分布分 析，误差均在标准要求之内。 这说明主装药具有极 好的稳定性，是使用过程中发挥正常战术作用的前 提和基础。 ２. ３ 主装药组分安定性测试分析 安定性是烟火药抵抗缓慢分解能力的一个量 度，也是反映烟火药在储存中分解难易程度的指标 之一。 在还没有达到引起烟火药燃烧、爆炸的必备 条件以前，事实上药剂已有缓慢的分解和相互反应， 只是由于这些分解或化学反应速度很慢，因而在一 般温度、湿度条件下，用肉眼暂时观察不到。 但在较 长时间的储存中，这种缓慢反应的效果就会积累起 来，从而影响产品质量，例如影响点火的安全性、可 靠性以及最终的烟火效果，甚至还会产生自燃自爆 等现象，造成生命财产的损失；因此，烟火药的安定 性问题在防暴弹药全寿命过程中非常重要。 试验在氮气保护下进行，于 １０ ℃ / ｍｉｎ 的升温 速率下，对标准试样和经过储存 ５ ａ 的主装药安定 性能进行测试，具体 ＤＳＣ 曲线如图 １ 所示。 图 １ 储存 ５ ａ 主装药与标准试样的 ＤＳＣ 曲线 Ｆｉｇ. １ ＤＳＣ ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ ｆｉｖｅ-ｙｅａｒ ｓｔｏｒｅｄ ｍａｉｎ ｃｈａｒｇｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔａｎｄａｒｄ ｓａｍｐｌｅ 从图 １ 可以非常清晰地看出，标准试样的 ＤＳＣ 曲线在 ９３. ２４ ℃和 １９６. ２０ ℃附近分别出现明显的 熔融吸收峰和分解放热峰；而经过 ５ ａ 储存后的主 装药的熔融吸收峰和分解放热峰都较标准试样略有 移动，分别出现在 ９２. ８８ ℃和１９４. ２１ ℃附近。 将两 组峰值进行比较可得，峰值对应的温度分别相差 ０. ３６ ℃和 １. ９９ ℃，二者均小于 ２ ℃，这说明主装药 的原始组分配方设计科学，在 ５ ａ 的储存过程中具 有较好的安定性能。 ２. ４ 主装药各组分 ＳＥＭ 分析 原始主装药及储存 ５ ａ 后各组分在体系中的分 散情况如图 ２ 所示。 图 ２ 分别为防暴弹药原主装药和储存 ５ ａ 后在 放大 ２００ 倍和 ５００ 倍时的微观分散照片。 将图片比 较发现，储存后主装药剂各组分分散状况较好，整个 体系均匀一致，既没有出现明显的凝聚，也未呈现出 显著的皲裂现象。 这可以间接说明主装药剂各组分 之间具有较理想的相容性，是防暴弹药在储存期内 能够安全使用的保障。 ２. ５ 相容性测试分析 相容性又称反应性，是指两种及以上的物质相 互接触组成混合体后，反应能力与单一体系相比的 变化程度；若反应能力没改变或改变很少，则混合体 系相容；若反应能力明显增加则不相容，在一定条件 下会引发体系性能的根本变化，例如发烟剂的产气 量和可燃性变化等。 因而，相容性是用来评价烟火 药剂长期储存安全性与使用可靠性的一项极为重要 的性能指标[１３]。 考察的防暴弹药所用材质中，铝和钢的活泼性 最大，在外界环境条件的变化下最容易发生质量变 化，对主装药的性能影响也最大。 因此，采用 ＤＳＣ 法分别对主装药与所接触的铝 和钢之间的相容性进行测试和研究分析。 ２. ５. １ 升温速率对主装药剂 ＤＳＣ 峰值温度的影响 储存 ５ ａ 的某型枪射催泪弹主装药剂在不同升 温速率情况下的 ＤＳＣ 情况如图 ３ 所示。 由图 ３ 可以看出，曲线在 １００ ℃和 ２００ ℃附近 有明显的熔融吸热峰和分解放热峰详见表 ３，且 两组峰值出现的温度呈现规律性变化，即随测试时 升温速率的增加而升高。 这可能是由于组成该测试 主装药的固体试剂属于晶体，而晶格是组成晶体的 基本单元，在正常的室温下晶格仅发生轻微的振动， 受热后晶格的振幅会加大并发生松弛，随着温度的 进一步升高，晶格振动的幅度将会进一步增大，甚至 会失去晶格相互之间的束缚能力保持固体的能 ０５ 爆 破 器 材 第 ４７ 卷第 ２ 期 万方数据 ａ５ ａ 前５００ 倍ｂ５ ａ 前２００ 倍 ｃ５ ａ 后５００ 倍ｄ５ ａ 后２００ 倍 图 ２ 主装药储存前后各组分的 ＳＥＭ 图 Ｆｉｇ. ２ ＳＥＭ ｉｍａｇｅｓ ｏｆ ｕｎｓｔｏｒｅｄ ａｎｄ ｓｔｏｒｅｄ ｍａｉｎ ｃｈａｒｇｅ 图 ３ 升温速率对主装药放热峰温度的影响 Ｆｉｇ. ３ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｈｅａｔｉｎｇ ｒａｔｅ ｏｎ ｅｘｏｔｈｅｒｍｉｃ ｐｅａｋ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｈａｒｇｅ 表 ３ 主装药在不同升温速率下的放热峰温度 Ｔａｂ. ３ Ｐｅａｋ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｈａｒｇｅ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｈｅａｔｉｎｇ ｒａｔｅｓ 升温速率/ ℃ｍｉｎ －１ 吸热峰温度/ ℃ 放热峰温度/ ℃ ５９２. ０２１８６. ６２ １０９２. ８８１９４. ２１ １５９６. ９５１９７. ６５ ２０９７. ３２２０２. ４６ 力发生熔融。 研究表明，晶格在受热后发生松弛 时会有滞后效应，若升温速率较低时，晶格发生松弛 时所吸收的能量能够跟得上温度的变化；当温度升 高的速率加快后，提供给晶格发生松弛的时间就不 充裕，晶格就没有足够的时间来吸收温度升高所提 供的能量；因而，升温速率越快，晶格吸收能量的时 间间隔就越短，晶格在某一温度下应该达到的松弛 程度就越低，故晶体吸热熔融时应该达到的松弛程 度就会需要更高的温度。 因此，ＤＳＣ 曲线中吸收峰 出现的温度随升温速率的加快而升高。 相应地，晶 体的分解温度随着升温速率的提高同样存在滞后现 象，同样随升温速率单调递增 [１３-１６]。 ２. ５. ２ 主装药剂与铝混合后的 ＤＳＣ 测试 图 ４ 是某型枪射催泪弹主装药与铝混和后，在 各个升温速率下的 ＤＳＣ 曲线。 从该组曲线依然可 以清楚看出，混和后试样的放热峰温度仍然随升温 速率的加快而单调递增。 这说明金属铝的加入对原 主装药剂晶体结构在升温时发生松弛熔融直至分解 的机理没有显著的影响。 但是， 金属铝与主装药混合后在不同升温速率 下的放热峰温度较混合前有所升高，如表 ４ 所示。 其中，以 １０ ℃ / ｍｉｎ 升温速率升温时，混合样放热峰 温度变化幅度最大，为 １. ９７ ℃ 详见表 ４，依据 ＧＪＢ５８９１. １７２００６ 有关相容性的判定标准，由于试 样混合前、后在不同升温速率升温时放热峰温度的 最大变化幅度小于 ２ ℃，故判定储存 ５ ａ 后某型枪 射催泪弹主装药与金属铝之间具有较好的相容 性[１２，１５]。 ２. ５. ３ 主装药剂与钢混合后的 ＤＳＣ 测试 本试验中考察的某型枪射催泪弹弹壳材质采用 １５２０１８ 年 ４ 月 某型枪射催泪弹的可靠性研究 崔晓萍，等 万方数据 图 ４ 主装药/ 铝的 ＤＳＣ 曲线 Ｆｉｇ. ４ ＤＳＣ ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｈａｒｇｅ/ Ａｌ 表 ４ 主装药/ 铝混合前后在不同升温速率 下的放热峰温度 Ｔａｂ. ４ Ｅｘｏｔｈｅｒｍｉｃ ｐｅａｋ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｈａｒｇｅ ａｎｄ Ａｌ ｂｅｆｏｒｅ ｏｒ ａｆｔｅｒ ｔｈｅｉｒ ｍｉｘｔｕｒｅ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｈｅａｔｉｎｇ ｒａｔｅｓ 升温速率/ ℃ｍｉｎ －１ 峰温/ ℃ 纯主装药剂 铝 ＋ 主装药剂 温度变化/ ℃ ５１８６. ６２１８６. ９７０. ３５ １０１９４. ２１１９６. １８１. ９７ １５１９７. ６５１９９. ２７１. ６２ ２０２０２. ４６２０４. １５１. ６９ 的是钢，其主装药剂与钢进行混和后在各个升温速 率下的 ＤＳＣ 曲线如图 ５ 所示。 从图 ５ 曲线可以看出，主装药体系与钢混和后， 试样在受热过程中有明显的放热峰出现，并且放热 峰对应的温度随升温速率的增加而增加，该现象与 纯主装药剂放热峰温度在不同升温速率时的变化趋 势一致。 这同样表明原主装药剂的晶体结构未因钢 的加入而受到显著影响。 图 ５ 主装药/ 钢的 ＤＳＣ 曲线 Ｆｉｇ. ５ ＤＳＣ ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｈａｒｇｅｓ/ ｓｔｅｅｌ 从表 ５ 中的结果能够清楚看出，虽然放热峰的 温度随升温速率变化的情况跟主装药相同，但是在 各个升温速率下混合样放热峰温度较混合前单独体 系都略有移动。 当测试时的升温速率为 １０ ℃ / ｍｉｎ 时，混合样放热峰温度变化最明显，后移了１. ８５ ℃， 但小于 ２ ℃。 依据 ＧＪＢ５８９１. １７２００６ 有关相容性 的判定标准判定，储存 ５ ａ 后某型枪射催泪弹主装 药与钢之间的相容性较好[１２，１６]。 表 ５ 主装药/ 钢混合前后在不同升温速率下 的放热峰温度 Ｔａｂ. ５ Ｅｘｏｔｈｅｒｍｉｃ ｐｅａｋ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｈａｒｇｅ ａｎｄ ｓｔｅｅｌ ｂｅｆｏｒｅ ｏｒ ａｆｔｅｒ ｔｈｅｉｒ ｍｉｘｔｕｒｅ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｈｅａｔｉｎｇ ｒａｔｅｓ 升温速率/ ℃ｍｉｎ －１ 峰温/ ℃ 纯主装药剂 钢 ＋ 主装药剂 温度变化/ ℃ ５１８６. ６２１８７. ０５０. ４３ １０１９４. ２１１９６. ０６１. ８５ １５１９７. ６５１９８. ３６０. ７１ ２０２０２. ４６２０３. １１０. ６５ ３ 结 论 以储存满 ５ ａ 的某型枪射催泪弹为样本，对其 在使用期内的可靠性和安全性进行研究，所得结论 如下 １由发射药样本组分含量测试结果得知硝酸 钾、硫磺、木炭及水分的质量分数虽有浮动，但变化 幅度极小，处于标准允许范围。 ２主装药组分的质量分数测试及 ＳＥＭ 图片研 究表明主装药经过 ５ ａ 储存后，各组分含量变化在 要求范围之内，且在体系中分散均匀、没有明显的聚 集和皲裂现象，这与安定性测试结果一致。 ３主装药分别与铝和钢混合后的 ＤＳＣ 曲线跟 标准试样比较得两组曲线放热峰温度随测试升温 速率变化的趋势相同，这主要是由于滞后效应所致； 放热峰温度变化幅度均小于 ２ ℃，最大分别为 １. ９７ ℃和１. ８５ ℃，故主装药与所接触的包装材料之间具 有较好的相容性。 综上所述，某型枪射催泪弹在使用年限内具有 极好的安全可靠性，能够确保作战时应有战术效能 的发挥。 参 考 文 献 [１] 蒋大勇，白云. 某型强光爆震弹的处废方式研究[Ｊ]. 爆破器材，２０１６，４５６２６-３１. 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