火工品杂志

火工品杂志2020年第1期

• 热量损失和气相凝结对电爆阀建压影响研究

  许志宇

  为了研究爆炸燃气热量损失和气相产物凝结对电爆阀建压过程的影响，在一维半无限平板对流传热模型的基础上建立了一种简单的气相凝结仿真模型，预估的铝/高氯酸钾电爆管密闭爆发器试验曲线基本符合试验结果。基于仿真模型研究了铝/高氯酸钾电爆阀建压阶段对流传热和气相氯化钾凝结受传火孔影响的机理。结果表明：建压阶段燃气流动加剧了壁面对流传热和气相凝结，从而导致压力损失严重，传火孔直径越小影响越显著。对于采用金属粉末/高氯酸钾作为输出药的电爆阀，均应避免小传火孔结构。

• 飞片初始形状对雷管起爆能力的影响

  陈清畴

  为了研究飞片初始形状对雷管输出能力的影响规律，采用数值模拟方法计算了HNS炸药驱动平面飞片、椭圆飞片和三角飞片起爆PBX-9404炸药的冲击起爆过程。计算结果表明：椭圆飞片着靶速度较其他两种飞片略高，起爆炸药在对称面上为汇聚的双波结构；平面飞片起爆炸药在对称面上为单波结构；三角飞片起爆炸药在对称面上为发散的双波结构，稳定爆轰波阵面平整性较平面飞片平整，较椭圆飞片弯曲，其起爆时的压力成长相对平面飞片缓慢。

• 某点火器点火药柱耐冲击性分析与试验研究

  程 翔

  针对某新研点火器进行2m跌落试验后点火药柱出现断裂问题，进行了耐冲击力分析与试验研究。结果表明：因点火器管体加长，支撑垫点接触设计不满足药柱缓冲效果，点火药柱在冲击过程中出现应力集中区域并发生断裂，通过将支撑垫点接触改进为线接触，解决了该故障。

• 基于MEMS工艺的微起爆器性能研究

  薛 艳

  针对MEMS火工品低能化、集成化技术要求，设计了一种基于MEMS工艺的微起爆器，通过仿真计算获得了基体材料、换能元材料、火工药剂与微起爆器起爆性能的影响规律，确定了微起爆器的结构参数；通过MEMS工艺完成微起爆器一体化集成制作，对结构参数以及起爆性能进行了测试，结果表明结构尺寸与设计尺寸误差小于6%；微起爆器发火电压小于3V，装药直径1mm、装药量2.0mg时，可以可靠起爆CL-20炸药，实现了低能化、集成化的要求，为MEMS火工品提供技术支撑。

• 某延期管耐高离心、高过载优化设计

  刘 敏

  针对某延期管在高离心、高过载条件下的断火现象进行了原因分析，并对管壳材料、单向传火闭气机构、装药直径等进行优化设计。验证试验结果表明：采用设计的单向传火闭气机构，装药直径为φ4.8mm时，在240r/s高过载离心条件下延期管能够满足延期要求。

• 多爆炸成形弹丸引爆带壳装药数值模拟研究

  张 琨

  利用LS-DYNA有限元数值计算软件，对多爆炸成形弹丸（MEFP）战斗部冲击引爆带壳装药过程进行了模拟研究，对比分析了中心点、环形和平面3种起爆方式对MEFP的影响。相比中心点起爆，平面起爆时中心弹丸速度提高27.8%，动能提高87.5%；环形起爆下，中心弹丸速度提升24.6%，动能提升77.5%。3种起爆方式均能实现对带壳装药的冲击起爆，表明基于MEFP销毁带壳装药方法可行。相对于点起爆、环形起爆方式，采用平面起爆方式时弹丸发散角最小，弹丸束密集程度最高，利于提升未爆弹引爆率。

• 氮化钽换能元的制备工艺研究

  任小明

  开展了一种制备氮化钽换能元的工艺研究，利用射频电源溅射氮化钽薄膜，采用剥离工艺制备氮化钽换能元图形，获得满足完整性、一致性和重复性要求的氮化钽换能元。依据GJB/z377A-94感度试验用兰利法，测得氮化钽换能元发火能量为0.6mJ。

• 核壳结构碳纳米管复合材料的制备及其激光点火性能

  郭 锐

  针对定向碳纳米管进行了制备和填充，得到了核壳结构的碳纳米管复合含能材料。为了探究氧化物KNO3在管内和管外负载的区别，采用激光点火实验对KNO3+CNTs和KNO3@CNTs（“+”代表硝酸钾与碳纳米管研磨混合，“@”代表硝酸钾填充在碳纳米管管内）这2种定向碳纳米管复合药剂进行激光点火性能表征。结果表明，与KNO3+CNTs相比，KNO3@CNTs材料的激光点火延迟时间和激光点火能量更小，节约了点火输入能量，提高了能量利用率。

• 斯蒂芬酸铅的微纳米化及性能研究

  徐 栋

  采用微乳液法合成出平均粒度在10~20μm之间的斯蒂芬酸铅（W-LTNR），在合成LTNR过程中，加入适量研磨珠制备出平均粒度在5μm以下的细化LTNR样品（Y-LTNR）。通过电子显微镜和激光粒度测试仪对细化前LTNR、W-LTNR及Y-LTNR样品晶体形貌和粒度进行分析，采用差示扫描量热分析仪（DSC）和真空安定性测试仪，测试了3种LTNR样品的热性能和5s爆发点。结果表明，3种LTNR样品的DSC分解峰温度基本保持一致；相比细化前LTNR，高能冷却研磨后样品（Y-LTNR）活化能有所提高，5s爆发点温度略有提高，热感度有所降低。

• 颗粒型Mg/PTFE/NC药剂的红外辐射特性研究

  王 磊

  为提高Mg-PTFE红外诱饵剂的燃烧辐射面积、降低辐射强度，采用溶剂挥发法制备Mg/PTFE/NC颗粒型药剂，研究颗粒药剂的红外辐射性能。结果表明：对比等质量粉状药剂，颗粒药剂的辐射面积平均增大60%，平均辐射强度减小了80%。药剂粒度由690.6μm增大到1 048.3μm，平均辐射面积由139.51cm2增大到172.83cm2，平均辐射强度由2.89 W?Sr-1增大到4.56 W?Sr-1；随着Mg-PTFE在颗粒药中的质量分数增加，辐射强度增大，而辐射面积变化不大。

• 基于正交试验的某爆震剂设计与性能测试

  崔晓萍

  采用正交试验的方法对爆震剂各组分进行配比优化，对药剂试样的安定性、声压级、光强等性能进行表征和测试，并对粘合剂含量对样弹声强及光强的影响进行了研究。正交试验结果表明本试验方案达到了预期效果，平均声压级为152.3dB，较现役爆震剂提高了8.8%，试样长贮10a过程中具有较好的安定性能；随着粘合剂含量增加，声压级和光强均先增加而后降低，当粘合剂为9%，声压级和光强均达到最高，分别为158.9dB和4.3×107cd。

• CL-20/DNAN混合体系分子间作用的MD研究

  雷 伟

  为了获得能量和感度匹配性更好的混合炸药，构建了CL-20(0 1 1)面和DNAN在不同质量比下的结构模型，采用分子动力学方法对其结合能、RDF、力学性能等进行模拟研究。结果表明：当CL-20/DNAN混合体系质量比为20:80时，结合能最大为1 041.936kJ/mol，两者的相容性最好；CL-20和DNAN分子间作用主要是强氢键作用；CL-20/DNAN的质量比为70:30时，力学性能最好，此时混合炸药的实测爆速为8 183m/s。

• 小尺寸LLM-105的重结晶控制方法研究

  吴静静

  采用溶剂-非溶剂重结晶法研究了影响LLM-105晶体形貌和粒度大小的因素及影响规律，选取浓硫酸为溶剂、水为反溶剂，采用反加法研究了溶剂反溶剂体积比、结晶温度、搅拌速度等主要因素对结晶形貌和粒度的影响。结果表明，在搅拌速度500r·min-1、溶剂非溶剂体积比2:15、结晶温度65℃的条件下，重结晶得到的LLM-105晶体形貌规则，棱角圆滑，长径比在1~1.5之间，粒度均匀，粒度分布在1~10μm之间，平均粒径D50为4.48μm；放热峰温352.9℃，较原料提高了7.2℃，热安定性更好；机械感度降低，撞击感度和摩擦感度分别下降了80%和59%。

• 超高分子量聚乙烯高温环境抗冲击能力研究

  李 艺

  为研究超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）在高温环境下的热性能和力学特性，对不同高温处理1h后的UHMWPE进行了SEM、DSC以及XRD分析。结果表明：150℃处理后纤维表面和断面已失去原有结构，XRD衍射峰峰值明显降低；DSC结果显示，与高温试验前及其它高温处理后有2个较大的吸热峰不同，150℃处理的样品仅有1个吸热峰，且峰值较低。对纤维包覆成的CDF进行爆轰性能试验，结果表明150℃处理后的样品抗冲击强度严重下降，已不能满足CDF的要求。

• 烟花爆竹重大危险源辨识的探讨

  贾 明

  烟花爆竹产品在生产、储存、运输过程中存在着一定的安全隐患，形成危险源，本文通过梳理烟花爆竹构成重大危险源辨识的变化过程，对比分析了现阶段的辨识的主要标准，提出了烟花爆竹危险源辨识过程存在的问题，并提出解决措施。