压装高聚物粘结炸药湿法筛分的研究_张树海
- 格式:pdf
- 大小:196.23 KB
- 文档页数:5
高聚物粘结炸药压缩疲劳特性试验研究
蓝林钢;郝莹;温茂萍;庞海燕
【期刊名称】《含能材料》
【年(卷),期】2004(012)006
【摘要】介绍了高聚物粘结炸药(PBX)压缩疲劳特性试验方法,以JB-9014炸药为研究对象,分别进行最大应力σmax为20.98,22.30,23.60,25.50,26.50 MPa,频率为2Hz的正弦波加载方式下的疲劳试验,得到了JB-9014炸药的压缩疲劳S-N曲线.从S-N曲线推知JB-9014炸药在σmax=20.98 MPa(相当于70%的破坏应力)时,压缩疲劳极限N为2.8×106,说明JB-9014炸药有良好的耐疲劳性能.
【总页数】3页(P358-360)
【作者】蓝林钢;郝莹;温茂萍;庞海燕
【作者单位】中国工程物理研究院化工材料研究所,四川,绵阳,621900;中国工程物理研究院化工材料研究所,四川,绵阳,621900;中国工程物理研究院化工材料研究所,四川,绵阳,621900;中国工程物理研究院化工材料研究所,四川,绵阳,621900
【正文语种】中文
【中图分类】TJ55;O344
【相关文献】
1.高聚物粘结炸药压缩破坏的细观力学实验研究 [J], 李明;张珏;李敬明;温茂萍
2.透水混凝土单轴压缩疲劳性能试验研究 [J], 焦凯;陈晨
3.挖补修理复合材料层合板静力压缩与疲劳性能试验研究 [J], 苏雨茹;关志东;王鑫;
张书铭;黎增山
4.挖补修理复合材料层合板静力压缩与疲劳性能试验研究 [J], 苏雨茹;关志东;王鑫;张书铭;黎增山
5.预压缩处理蜂窝纸板静压缩特性试验研究 [J], 张安宁;童小燕;刘效云;姚磊江因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
高聚物粘结炸药压缩破坏的细观力学实验研究
李明;张珏;李敬明;温茂萍
【期刊名称】《含能材料》
【年(卷),期】2005(013)002
【摘要】研究了一种含TATB的高聚物粘结炸药的细观力学行为.带有预制裂纹的炸药试样在电子显微镜腔室的加载平台上进行压缩破坏原位试验,定量分析了其损伤变形局部化特征.利用数字图像相关技术得到了裂纹尖端附近的变形场和位移矢量场分布,表明预制边裂纹的存在对位移场有强烈的扰动.数字相关运算结果发现试样破坏前在预制裂纹尖端有一个错动引起的漩涡矢量场,而裂纹的最终扩展方向有沿着外载荷的方向发展的趋势.
【总页数】5页(P79-83)
【作者】李明;张珏;李敬明;温茂萍
【作者单位】中国工程物理研究院化工材料研究所,四川,绵阳,621900;北京大学力学与工程科学系,北京,100871;中国工程物理研究院化工材料研究所,四川,绵
阳,621900;中国工程物理研究院化工材料研究所,四川,绵阳,621900
【正文语种】中文
【中图分类】TJ55;O626
【相关文献】
1.基于近场动力学非普通状态理论的高聚物粘结炸药损伤破坏模拟研究 [J], 李潘;郝志明;刘永平;甄文强
2.不同细观力学方法预测高聚物粘结炸药有效模量的比较 [J], 王竟成;罗景润
3.高聚物粘结炸药动态损伤破坏的数值刻画 [J], 魏强; 黄西成; 陈刚; 陈鹏万
4.高聚物粘结炸药Steven试验低速撞击破坏和点火的数值模拟 [J], 戴开达;顾佳伟;陈鹏万
5.高聚物粘结炸药模拟材料动态变形破坏的实验研究 [J], 周忠彬;陈鹏万;黄风雷因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
TATB基高聚物粘结炸药高温力学性能涂小珍;张波;韦兴文;王维欣【期刊名称】《含能材料》【年(卷),期】2013(021)003【摘要】为分析TATB基高聚物粘结炸药(PBX)在高温状态下的性能变化,对该高聚物粘结炸药在不同温度下的压缩性能、拉伸性能、蠕变性能及泊松比进行了测试,并采用扫描电子显微镜对其高温蠕变断面形貌进行了观察.结果表明,该高聚物粘结炸药的压缩强度、拉伸强度、抗蠕变持久应力及持久时间均随温度升高而降低,其泊松比随温度升高无明显变化;在高温70℃、拉伸应力为3 MPa下,该PBX拉伸蠕变破坏模式主要为炸药颗粒与粘结剂脱粘,而在相同拉伸应力、温度为50℃和60℃下,其拉伸蠕变破坏模式还表现为炸药颗粒断裂.【总页数】4页(P306-309)【作者】涂小珍;张波;韦兴文;王维欣【作者单位】中国工程物理研究院化工材料研究所,四川绵阳621900;海军装备部驻重庆地区军事代表局,重庆400042;中国工程物理研究院化工材料研究所,四川绵阳621900;中国工程物理研究院化工材料研究所,四川绵阳621900【正文语种】中文【中图分类】TJ55;O34【相关文献】1.单向温模压TATB基高聚物粘结炸药X射线微层析成像 [J], 张伟斌;杨雪海;杨仍才;冯立羊;杨存丰2.孔隙对TATB基高聚物粘结炸药有效弹性模量的影响 [J], 韦兴文;李明;李敬明;涂小珍;周美林3.75℃下TATB基高聚物粘结炸药爆轰性能 [J], 涂小珍;李伟;韦兴文;卢孝军4.热老化对TATB基高聚物粘结炸药力学性能的影响 [J], 韦兴文;李敬明;涂小珍;王培;周筱雨5.TATB基高聚物粘结炸药残余应力的测试和消除研究 [J], 周红萍;李敬明;李丽;韦兴文;张伟斌;温茂萍因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
兵工自动化Ordnance Industry Automation 2021-0140(1)・84・doi:10.7690/bgzdh.2021.01.019压药工艺参数对成型药柱质量的影响研究岳晓媛1,2,张会锁黄鸿鑫张帆1,王蒙王彦杰3(1.中北大学机电工程学院,太原030051; 2.先进装药技术协同创新中心,太原030051;3.晋西集团江阳化工有限公司,太原030041)摘要:为解决弹药压装法技术中关键工艺参数的选择与控制问题,对影响药粒压制成型质量的因素进行研究。
以PBX炸药为例,采用试验和仿真相结合的方法,结合炸药的特性,将PBX炸药粉末简化成有限个包覆有粘结剂的HMX球形颗粒,建立炸药体系的3维细观模型,对压药过程进行有限元仿真模拟,得出压力和保压时间对药柱质量产生影响的规律。
结果表明:该研究可为弹药装药的研制与生产提供参考,具有一定的实用价值。
关键词:压药工艺;数值模拟;高聚物粘结炸药(PBX)中图分类号:TQ560.6文献标志码:AStudy on Influence of Explosive Pressing Technique Parameter onQuality of Press-forming GrainYue Xiaoyuan1,2,Zhang Huisuo1,Huang Hongxin1,Zhang Fan1,Wang Meng1,Wang Yanjie2(1.College of M echatronics Engineering,North University of China,Taiyuan030051,China;2.Collaborative Innovation Center f or Advanced Charging Technology,Taiyuan030051,China;3.Shanxi Jiangyang Chemical Co.,Ltd.,Jinxi Industries Group Co.,Ltd.,Taiyuan030041,China)Abstract:In order to solve the problem of selection and control of key process parameters in ammunition press-fitting technology,the factors that affect the quality of pellet press-forming are studied.Taking the PBX explosive as an example,a combination of test and simulation,combined with the characteristics of the explosive,simplified the PBX explosivepowder into a limited number of HMX spherical particles coated with a binder,and established a3-dimensional mesoscopic model of the explosive system.The finite element simulation is used to simulate the pressure pressing process,and the rule that the pressure and pressure holding time have an effect on the quality of the pillar is obtained.The results show that the research can provide a reference for the development and production of ammunition charges and has certain practical value.Keywords:explosive pressing technique;numerical simulation;polymer bonded explosive(PBX)0引言压装法作为一种传统的装药方式,因其具有生产周期短、适用炸药广,以及药柱爆轰感度相对较高的优势,仍然属于一种相对广泛且不可缺少的装药方式[1]o装药质量直接关系到弹药性能,如炸药装药的发射安全性以及弹药的毁伤效能[2]o成型药柱质量除了与药剂配方有关外,还与药柱的生产工艺及工艺参数的控制密切相关⑶。
专利名称:基于微流控的高聚物粘结炸药的制备系统及方法专利类型:发明专利
发明人:朱朋,闫樊钰慧,沈瑞琪,叶迎华,夏焕明
申请号:CN202010883131.4
申请日:20200828
公开号:CN114100461A
公开日:
20220301
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明属于火工品制备领域,具体涉及一种基于微流控的高聚物粘结炸药的制备系统及方法。
包括计算机控制单元,流体驱动单元,三维混沌对流型微混合器,显微观测系统和产物收集单元;流体驱动单元驱动将溶有六硝基茋和粘结剂的二甲亚砜溶剂和去离子水反溶剂分别驱动汇集至三维混沌对流型微混合器,生成六硝基茋基高聚物粘结炸药悬浮液,流入产物收集单元;显微观测系统用于对晶体的生长状况进行观测。
本发明基于微流控技术,通过合理设计实验条件和操作参数制备所得六硝基茋基高聚物粘结炸药晶体粒径分布窄,晶体形貌均匀且粘结剂包覆度高,并且避免了传统制备工艺的大容量混合制备,降低了制备过程中的危险性。
申请人:南京理工大学
地址:210094 江苏省南京市孝陵卫200号
国籍:CN
代理机构:南京理工大学专利中心
代理人:张玲
更多信息请下载全文后查看。
压装高聚物粘结炸药湿法筛分的研究张树海 张景林 教授(华北工学院环境与安全工程系)【摘 要】 针对高聚物粘结炸药的粒度分级,研究了一种以水为介质而具有本质安全性的筛分方法;根据界面化学原理采用添加润湿剂和消泡剂的技术使筛分工艺进一步完善。
数种配方的应用表明,该法不仅具有安全、高效的特点,而且有利于提高产品的使用性能和安全性。
【关键词】 高聚物粘结炸药 筛分 表面活性剂 安全 静电Study on Wet Screening M ethod for Press-Packed Polymer Bonded Ex plosiveZhang Shuhai Zhang Jinglin,Prof.(Depar tment of Environment&Safety Engineering,No rth China I nstitute o f Technology)A bstract: In view of the particulate distribution of poly mer bonded ex plosive,a new screeningmethod using water as the medium and providing essential safety is studied.Based on the principle of surface chemistry,the method is perfected by adding wetting agent and de-foaming agent.Ap-plication results of several fo rmulas indicate that this method is not only safe and efficient,but also beneficial to enhance the perform ance and safety of the product.Key words: Poly mer bonded explosive Screening Surfactant Safety Static Electricity1 前 言压装高聚物粘结炸药(又称造型粉)于二次大战后期问世,其成分通常包含高能炸药、高聚物粘结剂和增塑剂,有的配方还添加钝感剂[1],由于它兼备高分子材料优良的力学性能和高能炸药良好的爆炸性能,从而使黑索今、奥克托今等压装性能较差的高能炸药能够得到大规模使用,目前已有的各种配方不下200余种,继续开发新的配方也将是今后含能材料发展的一个重要方向。
考察国内外的配方,为了适应不同的应用场合,几乎在所有产品的规范中都有对粒度的规定[2],表1所列是美国PBXN-5传爆药的粒度分类。
产品的粒度一般都是通过筛分来控制。
国内外制造压装高聚物粘结炸药方法应用最多的是水悬浮造粒工艺[3],见图1。
根据粘结剂的状态(溶液、乳液或粉末)、加料次序的不同可派生多种名称不同的工艺(如粘浆法、反浆法),但不论采用何种工艺,为保证产品水分和粒度合格,过滤至筛分各工序都是必不可少的和十分重要的。
表1 PBXN-5传爆药的粒度分类颗粒尺寸(美国标准筛号)1类2类3类最大最小最大最小最大最小4目9810010010010010020目——5010010010040目0502——50目————05在造粒阶段,由于水的存在使造粒时发生事故的概率大大降低,但并不是说此工艺已十分完美。
目前,多数产品的筛分都是在干燥后进行(干筛),这样便不可避免地存在如下危害:(1)漂浮的粉尘造成环境污染、对作业人员的毒害及发生爆炸的可能;(2)干燥的药剂颗粒摩擦产生静电积累,非但不利于筛分的进行和粒度的控制,而且使生产过程存在引起爆炸的隐患。
第11卷第6期2001年12月 中国安全科学学报China Safety Science Journal Vol.11No.6Dec.2001图1 造型粉制造工艺流程 针对以上问题,笔者对以往的筛分工艺进行了改进,设计了造型粉湿筛机并应用界面化学原理使筛分过程在以水为介质的前提下顺利完成,不但提高了生产过程的本质安全程度,而且也提高了产品的质量。
2 湿筛机的原理湿筛机结构如图2所示,其运动机构为曲轴连杆和悬挂机构,电机运转后可带动筛箱做水平和垂直两个方向的复合振动,采用此机构图2 湿筛机结构示意图是为了使颗粒在筛中能够完全运动起来,以防筛网堵塞,提高筛分效率。
振动频率由变频器控制,可进行无级调速。
筛箱内可根据需要而安置多个配套的标准筛。
在造粒完成出料后,便可开始筛分工作,首先在水筛箱内注入适量的水,然后加入一定量的需要筛分的药剂,调整好电流的频率即可开始筛分,筛分至一定时间后,将不同筛号筛子上的颗粒分别取出进行脱水和干燥。
积累在水箱下部细颗粒的量通过水箱上的观察窗确定,当超过水箱锥部时可通过下面的排污阀放空。
根据上述筛分原理,造型粉颗粒始终浸没在导电性较好的水中,因而从根本上克服了粉尘的危害和潜在危险,同时也杜绝了静电的积累,使筛分过程具有本质安全性。
3 造型粉润湿性的改进从界面化学原理可知,当液体的表面张力低于与其接触的固体的表面能时,方能出现完全润湿。
但从常用来制备造型粉的材料来看(见表2),不论是高能炸药还是高分子粘结剂的表面能都远低于水的表面表2 部分物质的表面能mJ /m 2物质PETN β-HM X RDX AS F246B F2311KeL -F 水晶面110011101110011010120—————γc 40.844.142.443.743.643.241.5—————γd36.939.336.234.734.734.334.432.820.327.621.921.8γp3.25.06.113.612.613.011.05.40.20.22.951.0γs 40.744.342.348.347.347.345.538.220.827.824.872.8张力[4、5],因此,造型粉在纯水中不能被良好润湿。
造型粉颗粒浸入水中后,由于表面能的作用,颗粒会自发形成团絮并浮出水面以降低体系的自由能,对于尺寸较小的颗粒这种现象更为严重。
落实到上述湿筛工艺,其结果便是细粉难以驱除。
因此,用纯水作介质在多数情况下筛分效果并不好。
图3 润湿剂在水固界面的吸附为克服上述缺陷,在筛分过程采取了添加润湿剂的方法。
润湿剂是具有两亲性的物质,能够在水与固体颗粒之间产生定向吸附,在两者间产生桥的作用(如图3),进而降低水与造型粉之间的界面张力,改善润湿效果,现有润湿剂的种类很多,其中非离子型表面活性剂降低水的表面张力的能力较强,可以将水的表面张力降至20m N /m ,在实际应用时只需将水的表面张力降至略低于造型粉的表面能即可。
·49·第六期 张树海等:压装高聚物粘结炸药湿法筛分的研究 然而,多数润湿具有一定的起泡能力,在湿筛机振动的激励下会产生大量泡沫,浮于水面的泡沫会抑制细颗粒的沉降,从而降低筛分的效率。
为此,可在水中添加少量消泡剂,消泡剂的作用是降低气泡的表面粘度进而破坏其自修复能力,其消泡机理如图4。
由于消泡剂的分子截面积很大,渗入到气泡图4 消泡机理液膜中后,使表面活性剂分子间的作用削弱,由于变形变薄之处的液膜上的表面活性剂浓度下降,形成表面张力梯度,降低液膜表面粘度,从而加快排液速度,使气泡破坏。
需要强调,是在选择上述添加剂时,必须保证润湿剂、消泡剂与造型粉有良好的相容性,不会影响配方的安定性、安全性及使用性能。
4 实际应用情况4.1 筛分效果采用上述方法对多种高聚物粘结炸药的筛分进行了研究,试验中选用聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯(Tween )类非离子表面活性剂作为润湿剂,L 3作为消泡剂。
上述添加剂与所试验的造型粉真空安定性试验(120℃下,48h )的放气量均未超过0.4mL ,表明添加剂与配方的组分相容性良好,不会影响产品的安定性。
表3所列为部分产品的筛分的试验结果。
所用上下筛均为20目和40目标准筛,每次筛分量3kg 。
筛分结果依据GJB772A -1997方法403.1规定的方法检验,表3筛分结果栏中数据为药剂在筛分后经脱水、干燥后100g 试样检验所得20目筛上和40目筛下剩余药量,3组对比试验的结果中联合使用润湿剂与消泡剂,筛分时间3min 时,合格率便可比干筛法高出3%左右,可见其在造型粉粒度的控制方面具有明显优势。
表3 湿筛法与干筛法效率比较试样筛分方法序号表面活性剂g /100kg 消泡剂g /100kg 频率次/min 筛分时间min 筛分结果g 合格率%HM X /F2641干筛1——12031.2,5.093.8湿筛2无无12031.1,4.894.13Tw een -20,5无12031.3,5.693.14Tw een -20,5L 3,512030.8,2.596.75Tw een -20,5L 3,512050.8,2.396.9HM X /F2641/613干筛1——12030.8,4.994.3湿筛2无无12030.9,4.694.63Tw een -80,5L 3,512030.7,3.296.14Tw een -80,5L 3,512050.6,2.996.5RDX /F24干筛1——12031.0,4.994.1湿筛2无无12031.0,4.494.63Tw een -20,5无12031.0,4.794.34Tw een -20,5L 3,512030.7,2.197.25Tw een -20,5L 3,512050.7,2.097.3 分析其原因,干筛过程中由于筛子和药剂的运动,经过干燥的颗粒与筛网及颗粒与颗粒之间有较强的摩擦过程,摩擦产生的静电致使颗粒在筛网表面的运动受到束缚,同时摩擦也使颗粒磨损,增加了细颗粒的数量;而在湿筛过程中,由于水的存在,阻断了静电积累的途径,同时由于其润滑作用降低了较大颗粒的磨损,所以,可以取得优异的质量和安全生产的结果。
4.2 湿筛对产品性能的影响湿法筛分使造型粉的安全生产和粒度控制有很大改善,产品经干燥后表现的静电缺陷也大大降低,为考察静电作用降低的程度及该方法是否给产品的使用性能带来影响,对部分试样(干燥后)进行了性能对比试验,其中湿法筛分润湿剂和消泡剂的用量均为5g /100kg 水,表4所示为试样的撞击感度、爆速、堆积密度、体电阻率等指标的测试结果。
·50·中国安全科学学报China Safety Science Journal 第11卷2001年表4 湿法筛分与干法筛分产品性能对比试样筛分方法堆积密度(湿法)g /cm 3撞击感度(2.5kg ,50%)cm爆速m /s 水分%体电阻率(25℃)Ψ·cm HM X /F2641干筛0.8143.08082(ρ=1.70)0.033.6×1018湿筛0.8244.18084(ρ=1.70)0.038.2×1017HM X /F2641/613干筛0.8245.2—0.03—湿筛0.8245.6—0.03—RDX /F24干筛0.8547.18064(ρ=1.64)0.05—湿筛0.8647.38063(ρ=1.64)0.04— 可以看出,采用湿法筛分的产品的堆积密度多数都有一定程度的提高,其原因是,造型粉表面吸附的少量表面活性剂可以降低水的表面张力,从而改善润湿性,克服了因润湿不良而产生的气泡。