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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3 期 提高钨系延期药秒量精度及贮存稳定性的途径 黄吉仙谢宝晶 浙江光华器材有限公司 浙江衢州，3 2 4 4 0 0 [ 摘要] 文章对药剂中粘合剂含量、延期体装药结构、装药压力等进行研究，从而提高产品质量。结果表明采用 秒量较高的过渡药、2 0 0M P a 压药压力、药剂中造粒剂含量为1 ．5 ％时能明显提高延期药秒量精度和贮存稳定性。 [ 关键词] 钨系延期药秒量精度贮存稳定性 [ 分类号] T D 2 3 5 ．2 2 9 钨系延期药根据不同材料粒度、不同药剂配方 和不同的装药量可以制造出从几十毫秒到十几秒的 延期时间段，是较好的长延期药剂之一。又因其原材 料来源广泛、价格低廉、且毒害性相对较小，故在军 民领域均得到广泛应用，多用于毫秒高段、半秒、秒 延期药。但在使用过程中也存在一定缺陷，即秒量精 度不够理想，特别是半秒、秒高段，延期时间越长、精 度越差，且贮存一段时间后秒量容易漂移，甚至断燃 而造成产品瞎火现象。为解决这一难题，从延期元件 中药层结构设计、药剂中造粒剂含量及延期元件装 配工艺等方面进行试验研究。 1 钨系延期药的组成及反应原理 钨系延期药一般由可燃剂钨粉、氧化剂铬酸钡、 高氯酸钾和燃速调整剂及少量粘合剂机械混合而 成，其中氧化剂B a C r O ．的熔点超过7 0 0 ℃，高熔点 的氧化剂反应活性小，同时另一氧化剂高氯酸钾的 分解是吸热过程，放氧比K C l O 。难。钨粉熔点为 3 4 1 0 ℃，沸点5 9 0 0 ℃，在空气中的发火点为7 5 0 0 ℃， 生成热Q 一4 4 ．1 8 4 1 0 3 J ，因此钨系延期药是一 种较难点燃的延期药。钨系延期药在燃烧时可能的 化学反应式为 K C l O 。一K C l 2 0 2 W 1 ．50 2 一W 0 3 B a C r 0 4 ，B a O 0 ．5 C 0 2 0 3 O ．7 5 0 2 B a O 十W 0 3 B a W 0 ‘ 当在零氧平衡时，其反应方程式为 8 W 3 K C l O ‘ 8 B a C r O t 8 B a W 0 4 4 C r 2 0 3 3 K C l 此时化学计量比率为W ；K C l O ‘B a C r O 。一 3 8 ．o 9 ．5 5 2 ．5 ，理论上应为燃速最快的配方，但 从实际试验的燃速曲线看，最大燃速并未出现在此 配比，研究和试验都表明当可燃剂含量超过理想配 比时放热更大，高延期时间段药剂配方选用W ； K C l 0 4 t B a C r O ‘一3 0 t 1 0l6 0 外加5 ％的硅藻 土 。 2 试验条件和仪器 钨粉为株州硬质合金厂出品，平均粒度为3 ．4 5 弘m 费氏法 ；铬酸钡采用西安化学试剂厂出品的分 析纯；高氯酸钾采用上海试剂二分厂出品的分析纯； 硅藻土采用化学纯。以上各种材料均使用3 6 0 目筛 下物 铬酸钡适当降低目数 ，造粒剂选用虫胶造粒。 主要试验仪器 B C 一1 A 型秒量测试仪； L S 一2 型脉冲高压起爆器。 3 试验方法及结果分析 3 ．1 火焰传递匹配关系的确定 按给定配方称量各种原材料，并机械混合均匀， 外加造粒剂进行造粒、烘干，作为主装药；按一定配 方混制不同燃速的点火药系列，代号分别为3 装一1 、 3 装一2 、3 装一3 和2 装一1 、2 装一2 、2 装一3 ，其中各种点 火药系列的延期时间 2 m m 药高 见表1 。 表1点火药系列延期时间 m s 药剂名称3 装一13 装一2 3 装一32 装一1 2 装一22 装一3 延期时间 1 85 01 1 0 4 5 0 6 5 08 8 0 分别采用不同匹配将药剂装入内孔为够3 ．8 m m 的钢性管壳中，每组2 0 发，其中主装药高为7 ．o m m ，测时结果见表2 。 表2 不同药剂的延期时间 匹配关系弋高糍 万方数据 2 0 0 7 年6 月提高钨系延期药秒量精度及贮存稳定性的途径黄吉仙等 由表2 看出，点火系列秒量越高，延期精度越 好，但前提是点火系统本身应可靠完全燃烧。另外， 点火药量有较快的燃速和较高的热量，但若延期时 间过于短暂，不能满足主装药点火延滞期的要求，结 果就会出现断火。 3 ．2 压药压力试验 按 主装药 2 装一3 3 装一3 匹配关系进 行延期体装填，主装药及点火系统压药压力分别按 2 0 0M P a 、3 0 0M P a 、4 0 0M P a ，每组2 0 发，并装配 成导爆管雷管进行测试，结果见表3 。 表3 不同压力对延期时间的影响 压力／M P a 延期时间／s 平均值标准差 从表3 看出，同一结构相同药高，采用不同压药 压力，延期时间平均值与标准偏差明显不一致。其中 2 0 0M P a 压力下延期时间最长，标准偏差小，燃烧 产物星黑色，说明延期药燃烧稳定且完全，精度好， 而在4 0 0M P a 压力下，出现类似“压死”现象，点火 药传递热量不足，B a C r O 。未完全分解，产物呈现灰 绿色，同时反映在作用时间上，因燃烧不稳定秒量精 度差，同时由于反应未按预期温度进行，K C l O 。分解 生成K C l 蒸汽，由于气体压力的影响，导致层状燃 烧明显，燃烧不稳定，燃速变快。 3 ．3 造粒剂含量试验 按 主装药 2 装一3 3 装一3 装填结构， 药剂造粒时含量分别为o ．5 ％，1 ．o ％，1 ．5 ％， 2 ．o ％，装配延期体后当日测时及贮存6 个月后测时 结果见表4 。 由表4 看出，随着造粒剂含量的增加，平均值明 显下降，造粒剂含量≤1 ．5 ％时精度变化不大，而造 表4 造粒剂含量对延期时间精度和 贮存稳定性的影响 粒剂含量 1 ．5 ％后精度明显变差。贮存后造粒剂含 量 1 ．5 ％的秒量漂移明显，且精度变差。而外加造 粒剂含量≥1 ．5 ％时，药剂贮存后秒量及精度均变化 不明显，有较好的贮存稳定性，对贮存后提高精度极 为有利。由此可见，只有造粒剂含量为1 ．5 ％时既能 满足精度好，又能满足贮存后秒量稳定的要求。 4 结束语 合理的设计延期元件，使延期药层火焰传递关 系匹配良好，并优化装配工艺及药剂配方 造粒剂含 量 ，有利于药剂稳定燃烧，提高秒量精度及贮存稳 定性。试验结果表明，采用秒量较高的过渡药，2 0 0 M P a 压药压力，药剂中造粒剂含量为1 ．5 ％时能明 显提高延期药秒量精度和贮存稳定性。 参考文献 1 蔡瑞娇．火工品设计原理[ M ] ．北京北京理工大学出版 社，1 9 9 7 2 艾鲁群．国外火工品手册[ M ] ．北京国家机械工业委员 会标准化研究所，1 9 8 8 3 杨政委．点火药对秒量精度的影响[ J ] ．爆破器材，2 0 0 3 ， 3 2 3 2 0 ～2 2 4 李俊安，劳允亮．点火一延期药界面能量匹配与延期精度 [ J ] ．火工品，1 9 9 5 ， 1 1 5 ～1 8 5 陈利魁，盛涤伦，王克恭，等．纳米钨系延期药的研究[ J ] ． 火工品，2 0 0 5 ， 4 { 6 ～9 6 论谈．工业延期雷管延期精度的工艺探讨[ J ] ．火工品， 1 9 9 9 ， 2 1 9 ～2 1 A p p r o a c ht oP r o m o t i n gD e l a yP r e c i s i o na n dS t o r a g eS t a b i l i t yo f T u n g s t e nT y p eD e l a yC o m p o s i t i o n H u a n gJ i x i a n ，X i eB a o j i n g Z h e j i a n gG u a n g h u aM a t e r i a lC o ．，L t d ． Z h e j i a n gQ u z h o u ，3 2 4 4 0 0 [ A B s T R A c T ]T h ep r o p o r t i o no fb i n d e r s ，t h ec h a r g es t r u c t u r eo fd e l a ye l e m e n ta n dt h el o a d i n gp r e s s u r ew e r e r e s e a r c h e di nt h i sp a p e r ．T h ee x p e r i m e n t a lr e s u l t ss h o w e dt h a t ，t h ed e l a yp r e c i s i o na n ds t o r a g es t a b i l i t yo ft u n g s t e nt y p ed e l a yc o m p o s i t i o nc a nb ei m p r o v e db yu s i n gI o n gt i m ei g n i t i o nc o m p o s i t i o n ，2 0 0M P ap r e s s u r ea n d1 ．5 ％ p r o p o r t i o no fb i n d e r s ． [ K E Yw O R D s ]t u n g s t e nt y p ed e l a yc o m p o s i t i o n ，d e l a yp r e c i s i o n ，s t o r a g es t a b i l i t y 万方数据