硼系高能点火药对太安燃烧转爆轰的影响.pdf

2 0 0 7 年4 月 珊系高能点火药对太安燃烧转爆轰的影响荣光富等 硼系高能点火药对太安燃烧转爆轰的影响 荣光富沈建根袁冬琴 浙江震凯化工有限公司 浙江嵊州，3 1 2 4 0 9 黄寅生崔晨晨 南京理工大学化工学院 江苏南京，2 1 0 0 9 4 [ 摘要] 文章研究了硼系高能点火药对P E T N 燃烧转爆轰的影响。试验证明高能点火药剂B K F ，在有外界加强 约束的条件下，能够使装药压力小于1 3 ．8M P a 的P E T N 完全燃烧转爆轰；对改性后的B K F z 进行P E T N 燃烧转爆 轰试验，在相同条件下，B K F 使P E T N 燃烧转爆轰的概率远远大于B K F 。。 [ 关键词] 燃烧转爆轰点火药太安 [ 分类号] T D 2 3 5 ．2 2 1 引言 国外对炸药燃烧转爆轰 D D T 的研究始于2 0 世纪4 0 年代，经过了几十年的探索，已经累积了比 较成功的经验。苏联学者K o r o t k o v ．A ．I 等人在 G r i f f i t h s ．N 试验的基础上以P E T N 作为研究对象， 对D D T 过程作了更深入的研究[ 1 ] 。认为爆轰前的冲 击过程是由加速的对流燃烧引起炸药的局部“热爆 炸”而产生。对于高密度P E T N ，在燃烧波阵面后发 生了爆炸，从而产生一个冲击波，该冲击波超越燃烧 波进入下一层高密度的P E T N 炸药，进而发展为完 全爆轰。本文研究太安燃烧转爆轰的方式时增强了 点火能量，加强了外部约束，以便限制被生成的气体 泄漏，选择使用改性后的高能点火药剂对P E T N 进 行试验研究。 2 药剂的准备 2 ．1 高能点火药B K F ，的制备 试验所用的B 粉、K N O 。 分析纯 分别过筛，实 验中的高能点火药B K F ，在烘箱中放置约几个小 时，然后进行湿混造粒[ 2 ] 。 2 ．2 新型硼系点火药B K F 的制备 将已经制备好的点火药B K F 。 B ／K N O 。／酚醛 树脂 ，与M 药剂按照一定的质量比多次进行混合， 使之均匀，记为B K F 。 3 试验部分 3 ．1P E T N 的燃烧转爆轰试验 P E T N 的燃烧转爆轰试验装置如图1 ，一遍 P E T N 的质量4 0 0 m g 、压药压力为1 7 ．3 M P a ；二遍 P E T N 的质量2 0 0 m g 、压药压力为O ～1 3 ．8 M P a 。点 火药的压药压力为1 1 ．8M p a 。其中加强帽的长度为 2 l m m ，小孔直径为2 m m 。 表1 列出了试验结果，其中铅板厚度为5m m 。 从表1 可以看到，压药压力为1 1 ．8M P a 的高能点 火药B K F 。在2 、4 、6 、8 无外界约束铜管的情况 1 一一遍P E T N ；2 一普通铜管壳；3 一厚铜管壳} 4 一塑料塞； 5 一导爆管；6 一二遍P E T N ；7 一加强帽；8 一高能点火药 图1P E T N 的燃烧转爆轰的试验装置 表1高能点火药B K F 。使太安炸药 燃烧转爆轰以及铅板穿孔试验 下，不能使P E T N 在任何压药压力条件下的太安燃 烧转爆轰；相反，1 4 、3 社、5 、7 4 的样品，外界加个壁 厚为2 m m 的铜管，就能够使P E T N 炸药在o ～ 1 0 M P a 的压药压力的条件下完全爆轰。P E T N 爆轰 后的铅板穿孔见图2 。 图2P E T N 爆轰后的铅板穿孔 万方数据 爆破器材 E x p l o s i v eM a t e r i a l s 第3 6 卷第2 期 3 ．2 高能点火药B K F 。极限药量的确定 试验中发现高能点火药B K F ，的药量都大于 6 0 0 m g ，为此研究它使太安炸药燃烧转爆轰的极限 药量是很有意义的。做8 个同样有约束管的铜管，减 小加强帽的长度，即减小点火药的药高。一遍P E T N 的质量4 0 0 m g 、压药压力为1 7 ．3 M P a ；二遍P E T N 的质量2 0 0 m g 、压药压力为1 3 ．8 M p a ；点火药的压 药压力为1 1 ．8M P a ，得到的试验数据如表2 ，其中 铅板厚度为5 m m 。 表2不同药量的高能点火药B K F ， 对太安的燃烧转爆轰的影响 霉震怒露麓慧萎| | 器 1 4 ．5是1 3 ．2 1 2 ．6是1 3 ．O 1 3 ．O 是 1 2 ．3 1 2 ．O 是 1 2 ．4 ．上1 ．4 是1 2 ．8 9 ．9是1 2 ．O 8 ．5 是半爆 9 ．2 否半爆 从表2 中可知，要使在有外界的铜管约束下、压 药压力为1 3 ．8M P a 的P E T N 完全燃烧转爆轰，高 能点火药B K F ，的极限药量为2 5 0 m g 。 3 ．3 改性高能点火药B K F 的研究 文献[ 3 ] 指出硼点火药是常见的高能点火药，它 具有较大的爆热和燃烧残渣量，但由于产气量较小， 难以形成足够大的点火压力，因此难以迅速点燃某 些烟火药和推进剂。M 药剂具有火焰感度高、点火 压力大等优点，但其爆热和固体残渣较小，故点火能 力较小。如果在硼点火药中加入适量的M 药剂，则 有望得到既具有较大的点火压力，又具有较大的燃 烧热和较多的固体残渣的点火药，从而改善其点火 能力。表3 列出B K F ，和M 药剂的基本性能。 表3B K F ，和M 药剂的基本性能 从表3 中可以看出，B K F 。药剂比M 药剂的爆 热大得多，而其比容相对少了很多，可以通过药剂的 混合来使爆热和气体压力值达到最佳。采用一定质 量比的B F K ，和M 药剂混合作为点火药B K F 。对 于高能点火药剂B K F 。和B K F ，当P E T N 的装药量 为3 0 0 ～4 0 0m g ，点火药的质量为2 0 0 ～3 0 0 m g ，并 且有厚铜管的约束时的对比试验结果如表4 。 表4高能点火药剂B K F ，及B K F 对不同 压力下的P E T N 燃烧转爆轰的影响 。 P E T N 的点火药P E T N 的 铅板穿孔直径 竺 装药量剂质量压药压力 ／m m 。 ／m g／m g ／M P a B K F lB K F 2 6 ．9 1 0 ．4 1 3 ．8 2 0 ．8 2 7 ．7 3 4 ．6 6 ．9 1 0 ．4 1 3 ．8 2 0 ．8 2 7 ．7 3 4 ．6 1 0 ．8 半爆 半爆 半爆 半爆 半爆 1 4 ．O 1 3 ．O 1 2 ．2 1 4 ．7 1 3 ．8 1 3 ．6 比较表4 得出在点火药剂为2 0 0 m g 时，改性 后的点火药B K F 。使P E T N 燃烧转爆轰的概率 1 0 0 ％ 远远大予B K F ， 1 6 ．7 ％ ；在有厚管壳约束 的情况下，2 0 0 m g 的B K F 。并不能全部使太安燃烧 转爆轰，而改性后威力就有很大的提高，铅板穿孔的 直径均大于1 1 ．O m m ；当药量B K F 2 为3 0 0 m g 、 P E T N 为4 0 0 m g 时，铅板的穿孔直径就明显大很 多，均大于1 4 m m 。由此可以得到，改性后的点火药 B K F 对P E T N 燃烧转爆轰起到很大的作用。 4 结论 1 高能点火药剂B K F ，在装药压力为1 1 ．8 M P a ，并且必须有外界加强约束的条件下，能够使装 药压力为1 3 ．8M P a 的P E T N 完全爆轰，铅板穿孔 直径在1 1 ．O m m 以上。 2 在有外界的铜管约束下，要使压药压力为 1 3 ．8M P a 的P E T N 完全燃烧转爆轰，高能点火药 B K F l 的极限药量为2 5 0 m g 。 3 新型硼系点火药B K F 使P E T N 燃烧转爆 轰的概率 1 0 0 ％ 远远大于B K F I 1 6 ．7 ％ ；当药量 达到3 0 0 m g 时，铅板的穿孔直径都大于1 4 ．o m m 。 由此可以得到，改性后的点火药B K F 对P E T N 燃 烧转爆轰起到很大的作用。 参考文献 1O b m e n i n ．A ．V ，K o r o t k o vAI ，e t c ．C o m b u s t i o n ，E x p l o s i o na n dS h o c kw a v e s [ M ] ．1 9 6 9 ．3 1 7 2荣光富．燃烧与爆炸相互转换试验及应用研究[ D ] [ 学 位论文] ．南京南京理工大学，2 0 0 6 3 陈守文，成一，章文义．硼系点火药的改性研究[ J ] ．爆破 器材，2 0 0 2 ，3 1 6 1 5 ～1 7 5 7 6 1 4 O O 3 7 6 6 5 n n n 地n 心M M M M M M O 0 O O O O O O 0 O O 0加加加加加加∞∞∞∞∞∞ O O O 0 O O O O O O O O∞∞∞∞∞∞如∞如∞如如 r驴蓦，铲p铲p驴铲Ⅻ小协 O O O O O O 0 0踮{；；弱嬲筋筋∞加钻鹞∞∞弛眈蛆孔 1 1 1 1 1 1 1 ▲1 ▲1 ■ l 卜护驴铲铲铲“铲 万方数据 2 0 0 7 年4 月含金属粉点火药的吸湿性研究朱艳辉等 含金属粉点火药的吸湿性研究 朱艳辉高俊国张倩张芳 军械工程学院弹药工程系 河北石家庄，0 5 0 0 0 3 [ 摘要] 为了研究含金属点火药的化学安定性，对一含镁、铝等金属点火药进行了吸湿性实验。实验说明镁、铝 虽然为使用最为广泛、性能极好的可燃剂，但对于空气中的氧气和水分反应性太强。通过进一步对金属粉粒度和钝 化情况对其吸湿性的影响进行分析，得知不同粒度的金属粉其吸湿性略有不同，但钝化与否则差别很明显，基于 此，提出了降低点火药吸湿性和提高长贮性能的措施。 [ 关键词] 点火药化学安定性吸湿性 [ 分类号] T Q 5 6 0 ．7 1 1 引言2 ．2试验装置 点火药的化学安定性是研究药剂各组分之间相电热真空干燥箱温度波动度士1 ℃； 互作用所引起的物理、化学变化过程及规律。化学安干燥器直径3 0 0m m ； 定性的优劣直接影响制品的长贮安定性。影响点火外磨口称量瓶直径5 0m m ，高3 5m m ； 药化学安定性的因素主要有两点，即药剂各组分的电光分析天平最大载荷2 0 0g ，分度值o ．1 物理、化学性质和药剂、制品的生产和贮存环境，尤m g 。 其是温湿度的影响[ 1 ’2 ] ，对于含金属点火药，环境湿 2 ．3 试验条件 度的影响更明显。吸湿性实验可以为研究含金属点每次称量时实验室温度控制在2 5 ℃士5 ℃，相 火药的化学安定性提供可靠的数据，对判定其化学对湿度6 0 ％。 安定性起到很大作用[ 3 “] 。2 ．4 试验步骤 2 吸湿性实验 1 被测试药剂均称取3g 试样，分别移入已知 2 ．1 试验原理质量的称量瓶内，每个瓶内放2 个；将称量瓶置于安 按照G J B 7 3 7 ．4 9 3 火工品药剂试验方法中吸全烘箱内，在5 5 ℃1 ℃下烘2h ；取出称量瓶，盖上 湿性测定方法，在恒温常压条件下，将干试样放在盛瓶盖，置于盛有变色硅胶的干燥器内，冷却3 0m i n 有硝酸钾饱和溶液的干燥器内，经过一定时间吸湿后称其质量，并计算试样的质量。每种药剂分别作两 达到平衡，测量试样吸收水分的质量，计算出试样的个试样，结果取平均值。 吸湿增量百分数。对以镁一铝合金为主要可燃剂的点 2 按照硝酸钾与蒸馏水质量之比为8 0 1 0 0 火药，通过采用不同粒度和钝化处理的金属粉，在相配制硝酸钾饱和溶液5 0 0g ，并移入干燥器内。在干 同条件下同时进行吸湿性数据测定实验，结合已经燥器的瓷板上和干燥器盖内表面各放一张带孔的滤 广泛使用的非金属高能点火药硼一硝酸钾点火药作纸。然后将该干燥器放入烘箱中，在3 0 ℃土l ℃下放 为对比展开以下试验。 置8h 。 AS t u d yo nt h eC o m b u s t i o no fB b a s e dH i g h e n e r g yI g n i t i o n C o m p o s i t i o nT r a n s f o r m e dt ot h eD e t o n a t i o no fP E T N R o n gG u a n g f u ，S h e nJ i a n ’g e n ，Y u a nD o n g q i n Z h e J i a n gZ h e n K a iC h e m i c a lE n g i n e e r i n gC O ．，L T D Z h e j i a n gS h e n g z h o u ，3 1 2 4 0 9 H u a n gY i n s h e n g ，C u iC h e n c h e n N a n j i n gU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y J i a n g s uN a n j i n g ，2 1 0 0 9 4 [ A B s T R A C T ]I nt h i sp a p e r ，t h ee f f e c to fl 卜b a s e dh i g h - e n e r g yi g n i t i o nc o m p o s i t i o nt r a n s f o r m a t i o no fc o m b u s t i o nt oe x p l o s i o no fP E T Nw a ss t u d i e d ．I ts h o w e dt h a tu n d e rt h ec o n d i t i o no ft h i c kc o n f i n e dc o p p e rp i p e ，t h eh i g h e n e r g yI g n i t i o nC o m p o s i t i o nB K F lc o u l dd e t o n a t et h eh i g he x p l o s i v eP E T N ，w h i c hw a su n d e rt h ep r e s s u r el e s s t h a n1 3 ．8M P a ．T h ee f f e c to ft h em o d i f i e dh i g h 吨n e r g yi g n i t i o nc o m p o s i t i o nB K F 2w a sa l s ot e s t e d ．A sar e s u l t ，t h e p r o b a b i l i t yo ft r a n s f o r m a t i o nf r o mc o m b u s t i o nt od e t o n a t i o nc a u s e db yB K F 2w a sh i g h e rt h a nB K F l ． [ K E Yw O R D S ]d e n a g r a t i o nt od e t o n a t i o nt r a n s i t i o n D D T ，i g n i t i o nc o m p o s i t i o n ，P E T N 万方数据