热老化对TATB基高聚物粘结炸药力学性能的影响

ISSN 1002-4956 CN11-2034/T实验技术与管理Experimental Technology and Management第38卷第3期2021年3月Vol.38 No.3 Mar. 2021DOI:10.16791/ki.sjg.2021.03.013基于T K X-50的P B X s含能材料力学性能计算模拟杨犁，余庚泽，余晨，孙炜(武汉工程大学绿色化工过程教育部重点实验室和湖北省新型反应器与绿色化学工艺重点实验室，化工与制药学院，湖北武汉430205 )摘要：在含能材料中添加高分子粘结剂来制备高聚物粘结炸药（PBXs )是改善其力学性能的一种重要手段。

含能材料l，r-二羟基-5J-联四唑二羟胺盐(TKX-50)具有高储能、高爆速、低灵敏度和低毒性等特点。

将TKX-50分别与HM X和RDX混合得到TKX-50/HMX混合体系和TKX-50/RDX混合体系。

该文利用分子动力学（MD )模拟分别计算在TKX-50、TKX-50/HMX混合体系和TKX-50/RDX混合体系中添加聚双（叠氮基甲基）氧杂环丁烷（poly-BAMO )和聚双（氟甲基）氧杂环丁烷（poly-BFMO )形成的PBXs的力学性能。

基于弹性力学原理计算的结果表明，TKX_50/高聚物PBXs的杨氏模量£、剪切模量G、体积模量尺较纯的TKX-50晶体模量均有下降。

且模量随所加入poly-BAMO和poly-BFMO的质量分数增加而降低越多，其中poly-BFMO对PBXs弹性和塑性的提高比poly-BAMO更显著。

TKX-50/HMX混合体系的PBXs与TKX-50/RDX混合体系的PBXs的A7G值分别相比TKX-50/HMX混合体系与TKX-50/RDX混合体系下降，在TKX-50/RDX混合体系中添加poly-BAMO或者poly-BFMO形成的PBXs相比TKX-50/RDX混合体系硬度增大，弹性下降。

pbt材质断裂原因
PBT材质（聚酰亚胺酯）是一种具有高温稳定性和高耐热性的聚合物材料，广泛应用于电子、汽车、航空航天等领域。

然而，在某些情况下，PBT材质也会发生断裂，导致部件失效。

以下是一些可能导致PBT材质断裂的原因：
1.应力集中：当PBT材质遭受外部力量作用时，如果应力集中在材料的一个特定区域，就会导致该区域的强度下降，从而引发断裂。

这种应力集中可能是由于设计不当、装配错误或使用不当引起的。

2.材料老化：长时间暴露在高温、紫外线或其他环境因素下，PBT 材料会发生老化，从而降低其力学性能和耐久性。

老化的PBT材料容易发生断裂，尤其是在受力或振动作用下。

3.缺陷或裂纹：如果在制造过程中存在材料缺陷、气泡或裂纹，这些缺陷会成为断裂的起点。

在受力或振动作用下，缺陷或裂纹会逐渐扩展，最终导致PBT材料的完全断裂。

4.过度加载：PBT材料有其承载极限，如果超过了其承载能力，就会导致断裂。

这可能是由于设计不合理、使用过载或意外事故引起的。

5.温度变化：PBT材料对温度变化很敏感。

当温度急剧变化时，PBT 材料可能会因热胀冷缩而发生断裂。

因此，在设计和使用PBT材料的部件时，需要考虑到温度变化的影响。

PBT材质的断裂可能是由于应力集中、材料老化、缺陷或裂纹、过度加载和温度变化等多种原因导致的。

为了减少PBT材料的断裂风险，需要在设计、制造和使用过程中严格控制各项因素，并确保材料的质量和使用条件符合要求。

只有这样，才能保证PBT材料的可靠性和稳定性，提高部件的寿命和性能。

2017-07 兵工自动化36(7) Ordnance Industry Automation ·1·doi: 10.7690/bgzdh.2017.07.001不同粘结体系对PBX炸药能量输出特性的影响李瑶瑶，崔庆忠(北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室，北京 100081)摘要：粘结剂作为PBX炸药中重要的添加剂，对炸药的力学性能、能量特性等都有很大的影响。

为研究不同粘结体系对PBX炸药水下爆炸能量特性的影响，首先对不同粘结体系炸药配方进行优化设计，然后进行不同粘结体系PBX炸药的水下爆炸试验。

试验结果表明：与HTPB惰性粘结体系炸药相比，含能粘结体系应用于PBX炸药后，比冲击波能提高了12%～23%；但是由于含能粘结体系力学和工艺性能的限制，使得炸药固含量降低，降低了炸药的气泡能。

总的来看，TEGDN、GAP、HTPB粘结体系的PBX炸药总能量分别达到了2.01、1.99、2.15倍TNT当量。

关键词：配方设计；含能粘结体系；水下爆炸；能量输出结构中图分类号：TJ510.6 文献标志码：ADifferent Binder System Influence onEnergy Output Characteristics of PBXLi Yaoyao, Cui Qingzhong(State Key Laboratory of Explosion Science & Technology, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China) Abstract: As the important part of polymer bonded explosive, blinders has great effect on the mechanical property and energy characteristics. In order to research the influence of different binders on energy characteristics of PBX underwater explosion, the formula of each binders was carried out optimal design, then the underwater explosion experiment of different blinders PBX were conducted. The test result showed that, compared with HTPB inactive binder system explosive, the shockwave of PBX with energetic binder system increases by 12%~23%. Meanwhile the bubble performance of explosive with energetic binders is decreased because the mechanical property and processing performance of energetic binders were poor which lead the decrease of solid-content. In summary, the TNT equivalent of explosive with TEGDN binder, GAP binder and HTPB binder arrived 2.01, 1.99 and 2.15 respectively.Keywords: formulation design; energetic binders system; underwater explosion; energy output structure0 引言粘结剂作为PBX炸药中重要的添加剂，在其中占有8%～23%的比例，是PBX炸药的关键，对炸药的能量、感度及力学性能都有很大影响。

HNIW/FOX⁃7基高能低易损性PBX 的老化性能李静1，金韶华1，兰贯超2，晁慧3，鲁志艳3，陈树森1，李丽洁1（1.北京理工大学材料学院，北京100081；2.中北大学化学工程与技术学院，山西太原030051；3.甘肃银光化学工业集团有限公司，甘肃白银730900）摘要：为研究炸药老化后对武器可靠性和安全性的影响，按照GJB736.8‐90火工品试验方法71℃试验法对HNIW/FOX‐7基高能低易损性压装PBX 进行了7、14、21d 以及28d 的老化试验。

对老化前后PBX 造型粉的表观形貌和热分解性能进行了表征，且对造型粉进行了FTIR 和XRD 测试，测定了PBX 药柱老化前后的尺寸和质量变化率及力学性能变化。

结果表明，老化后HNIW/FOX‐7基PBX 药柱仍有效，质量变化率和尺寸变化率均小于1%，符合美军标MIL‐STD‐1751的评价标准；老化PBX 造型粉表面形貌随着老化时间增加，裂纹增多，不平整；但PBX 造型粉的分子结构和晶型未改变；随着老化时间的增加，其活化能下降都不超过10%，具有较好的热稳定性；老化7、14、21d 以及28d 后HNIW 基PBX 的抗压强度（σc ）分别增加3.18、3.40、3.67MPa 和3.79MPa ，弹性模量（E ）分别增加0.65、0.79、0.91GPa 和0.96GPa ，σc 、E 的变化率与老化时间成正相关，经老化试验后PBX 药柱的抗压强度增加。

关键词：HNIW/FOX‐7基PBX ；老化；热稳定性；力学性能中图分类号：TJ55；O64文献标志码：ADOI ：10.11943/CJEM20203101引言高聚物粘结炸药（PBX ）广泛应用于高效毁伤武器弹药装药，是战斗部毁伤敌方军事目标的能量来源［1］。

PBX 在贮存、运输和使用过程中会受到各种自然环境和诱发环境的影响，这些环境因素可能导致PBX 自身以某种形式发生缓慢的物理和化学变化（尺寸的变化、组成材料的老化、结构的损伤等）［2］，这些变化进而影响炸药的安全性能、力学性能和能量特性等，最终影响战斗部的总体功能和武器系统的安全使用。

用电磁粒子速度计实验研究一种TATB基钝感炸药的冲击响应李金河;傅华;赵继波;龚晏青;孙永强【期刊名称】《火炸药学报》【年(卷),期】2016(039)006【摘要】针对一种新的TATB基钝感炸药(Tx),应用组合式电磁粒子速度计(EMV)测试技术,测量了炸药直接加载、增加有机玻璃隔板以及炸药驱动飞片3种加载状态下炸药内部的粒子速度历程和冲击波轨迹.根据测试结果,分析了不同加载压力下炸药的冲击响应过程.结果表明,炸药直接加载时,加载压力最高,Tx钝感炸药很快达到爆轰状态,到爆轰距离约为1.5mm;在增加有机玻璃隔板、加载压力为14.2GPa 时,与直接加载时炸药粒子速度一致,Tx钝感炸药的到爆轰距离明显增加,约为5mm;在炸药驱动飞片、加载压力为9.5GPa时,Tx钝感炸药的粒子速度逐渐降低,存在一定钝化现象,到爆轰距离达到20mm以上.【总页数】5页(P58-62)【作者】李金河;傅华;赵继波;龚晏青;孙永强【作者单位】中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理重点实验室,四川绵阳 621900;中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理重点实验室,四川绵阳 621900;中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理重点实验室,四川绵阳 621900;中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理重点实验室,四川绵阳 621900;中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理重点实验室,四川绵阳 621900【正文语种】中文【中图分类】TJ55;O38【相关文献】1.一种以TATB/HMX为基的高聚物粘结炸药的短脉冲冲击起爆特性 [J], 王桂吉;赵同虎;莫建军;吴刚;韩梅;谭福利2.用组合式电磁粒子速度计研究JOB-9003炸药的冲击起爆过程 [J], 李志鹏;龙新平;黄毅民;何碧;王蓉;何松伟3.高温下TATB基钝感炸药爆轰波波阵面曲率效应实验研究 [J], 郭刘伟;刘宇思;汪斌;谷岩;郑贤旭;谭多望4.TATB基钝感炸药JB-9014的冲击起爆反应增长规律 [J], 张琪敏;张旭;赵康;舒俊翔;张蓉;钟斌5.利用电磁法研究HMX与TATB混合钝感炸药的冲击起爆特性 [J], 杨舒棋; 张旭; 彭文杨; 舒俊翔; 覃双; 钟斌因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

不同温度下RDX基熔铸炸药的力学性能研究
李媛媛;赵雪;仇斯琪;丁文远
【期刊名称】《兵器装备工程学报》
【年(卷),期】2024(45)3
【摘要】为了探究温度对RDX基熔铸炸药的力学性能影响,采用了单轴压缩试验
和直接拉伸试验,利用颗粒流数值模拟软件建立相应的数值模型并进行数值模拟试验,对不同温度下RDX基熔铸炸药的力学性能进行了研究。

结果表明,研究不同温
度下试样在不同应力状态阶段的微观损伤机理,发现温度显著影响试样的抗压强度、抗拉强度和弹性模量,抗变形能力明显依赖于温度。

随着温度的升高,试样的峰值强
度增大,弹性模量先增大后降低。

根据微观裂纹、接触力链以及颗粒位移场的发育
演化过程可以看出,温度越低,试样破坏后分块数越少,越容易出现应力集中现象,发生局部破坏,试样完全破坏后,裂纹数量随温度降低而减少,接触力链数量增大,颗粒位移方向由复杂分散逐渐有序,抗变形能力增大。

【总页数】8页(P1-8)
【作者】李媛媛;赵雪;仇斯琪;丁文远
【作者单位】北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TJ55
【相关文献】
1.RDX及其级配对TNT基熔铸炸药有效固含量的影响研究
2.温度对压装RDX基含铝炸药力学性能的影响
3.真空环境下铝粉粒度与形状对RDX基炸药爆炸场压力和温度的影响
4.RDX和铝含量对RDX基含铝炸药热爆发温度的影响
5.RDX颗粒形态对RDX基熔铸炸药性能的影响
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丁羟推进剂的热加速老化力学性能及寿命预估王国强;史爱娟;丁黎;庞维强;杨立波;张超【摘要】用单轴拉伸试验和扯离试验测试了不同老化温度(55、65、75和85℃)下热加速老化后丁羟(HTPB)推进剂的力学性能及其粘接试件的扯离强度,用Berthlot方程预估了推进剂及其粘接试件的寿命.结果表明,HTPB推进剂的最大延伸率随老化时间的增加呈现降低趋势;老化温度越高,推进剂的最大延伸率降低幅度越大,85℃贮存30d时最大延伸率降幅为29.81％,而55℃贮存30d时最大延伸率降幅仅为4.34％;粘接试件的扯离强度随着老化时间的增加呈降低趋势,老化时间相同时,扯离强度随老化温度的升高而降低.预估HTPB推进剂和推进剂粘接试件的贮存寿命分别为9.4y和15.9y.【期刊名称】《火炸药学报》【年(卷),期】2015(038)001【总页数】5页(P47-50,55)【关键词】物理化学;丁羟(HTPB)推进剂;热加速老化;力学性能;扯离强度;寿命预估【作者】王国强;史爱娟;丁黎;庞维强;杨立波;张超【作者单位】西安近代化学研究所,陕西西安710065;西安近代化学研究所,陕西西安710065;西安近代化学研究所,陕西西安710065;西安近代化学研究所,陕西西安710065;西安近代化学研究所,陕西西安710065;西安近代化学研究所,陕西西安710065【正文语种】中文【中图分类】TJ55;O64引言固体推进剂作为固体火箭发动机的动力源，其贮存老化性能直接关系到发动机的贮存寿命和武器系统的寿命，因此对其寿命预估具有十分重要的意义[1-3]。

许多学者从不同角度研究了丁羟(HTPB)推进剂贮存寿命的预估方法。

丁彪等[4]研究发现，HTPB推进剂交变温度加速老化与自然贮存具有较好的相关性，加速老化时，HTPB推进剂的延伸率下降。

张兴高[5]选择最大延伸率作为老化性能评定参数，预估了HTPB推进剂的贮存寿命。

丁彪和张兴高的研究均利用高温加速老化法(也称热加速老化法)得到的数据，采用阿伦尼乌斯(Arrhenius)方程预估HTPB推进剂的寿命。