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2025(2):1-10, DOI:
为了探究Mg粉及Al-Mg合金的吸湿机理,将1种铣削Mg粉、1种铣削Al-Mg合金和3种雾化Al-Mg合金进行加速吸湿试验,对吸湿前后金属粉末的形貌、物相、吸湿性、化学成分、氧化层结构及热分解机理进行了表征与分析。结果表明:Al-Mg合金的吸湿率(<1%)远小于Mg粉(8.72%),Al-Mg合金耐吸湿性随组分中Al含量上升而提高。Mg粉吸湿后成分中的Mg(OH)2和MgO吸收峰显著增强,Al-Mg合金吸湿前后的XRD谱图无明显变化。耐吸湿性最好的雾化Al-Mg合金(wAl∶wMg=60∶40)吸湿过程中,合金表层Mg先氧化、Al后氧化,形成了双层核壳结构,吸湿后合金的氧化层平均厚度由14.3 nm上升至212.0 nm,氧含量由18.3%上升至38.2%。3种雾化Al-Mg合金吸湿后的放热量均有所下降,样品吸湿率越低,能量损失幅度越小。
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2025(2):11-17, DOI:
为了研究奥克托今(HMX)的静电起电积累特性与规律,通过斜槽法模拟HMX在生产、运输、存储和使用过程中的静电积累过程,采用法拉第筒测试了不同斜槽长度、倾角、材质、环境温度与湿度条件下HMX的静电积累量,并研究了HMX混合物、细化及包覆处理方式对HMX静电积累的影响。结果表明:HMX的静电积累量随斜槽长度增大而增加;斜槽倾角为60°时HMX的静电积累量达到最大值;与不同材质斜槽摩擦后,HMX的静电积累由大到小依次为ABS、1060铝、304不锈钢、黄铜。HMX的静电积累量随着湿度增大而降低,但是湿度对其影响十分有限;HMX的静电积累量随着温度升高而降低。对于HMX与石墨混合物,石墨含量增大会导致其静电积累量降低;对于HMX与铝粉混合物,铝粉含量增大会使其静电积累量增加。细化后的HMX由于粒径变化导致其静电积累量成倍增加;包覆处理后的HMX由于表面物质变化导致其静电极性发生变化。
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2025(2):18-23, DOI:
为了降低少铝NEPE推进剂的燃速,分别研究了AP粒度和含量、Al粉粒度、(NG/BTTN)/PET比例、催化剂及降速剂对推进剂燃烧性能的影响,计算了不同配方推进剂的标准理论比冲,并采用Φ165标准发动机对降燃速的推进剂内弹道性能进行验证。结果表明:增大AP和Al粉粒度,降低AP和催化剂含量、(NG/BTTN)/PET比例,以及添加降速剂均可降低推进剂燃速;添加降速剂T8的降速效果较好,推进剂标准理论比冲为2 503.08 Ns·kg-1,2 MPa下燃速降至3.54 mm·s-1,2~8 MPa下的压强指数为0.48;采用降燃速的推进剂制备的Φ165标准发动机装药工作正常、性能曲线平稳,2.78 MPa下的实测比冲为219.25 s,燃速为4.57 mm·s-1。
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2025(2):24-30, DOI:
为了提高含RDX的复合改性双基(CMDB)推进剂的安全性,以硝化纤维素(NC)为粘合剂,二硝酰胺铵(ADN)为氧化剂,采用一体化自组装的方式制备了ADN/NC/RDX复合颗粒,使用扫描电子显微镜、X-射线衍射仪、差示扫描量热仪、BAM撞击感度仪和激光导热仪对其性能进行了表征和测试;基于ADN/NC/RDX复合颗粒和ADN/NC/RDX机械混合颗粒分别制备了CMDB推进剂,对其燃速进行了测试。结果表明:与原材料RDX相比,ADN/NC/RDX复合颗粒形貌规则,球形度较高,晶型未发生改变,撞击感度的平均特性落高提高了56.4 cm,活化能提高了26.83 kJ·mol-1,热爆炸临界温度有所降低,说明ADN/NC/RDX复合颗粒在等动力学原点温度以下更稳定;基于ADN/NC/RDX复合颗粒的推进剂的燃速稍高于基于ADN/NC/RDX机械混合颗粒的推进剂。
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2025(2):31-37, DOI:
为了研究吸湿性对硝酸锶-5AT点火药点火性能的影响,在低、中、高3种湿度环境下进行了硝酸锶-5AT点火药吸湿性试验,计算了不同湿度环境下吸湿率随时间的变化,并将吸湿前后的硝酸锶-5AT点火药装配至气体发生器中进行了输出性能试验。结果表明:硝酸锶-5AT的吸湿率随时间而增大,且环境湿度越高,吸湿率增速越快。与干硝酸锶-5AT相比,吸湿后硝酸锶-5AT在20,30,40 ms时的输出压力较低,p——t曲线一致性较差,压力起始时间出现了较明显的延迟,且随着硝酸锶-5AT水分含量增加,延迟时间变长。当硝酸锶-5AT水分含量为9.54%时,点火药产生的能量无法引燃产气药;当硝酸锶-5AT水分含量为22.52%时,初级点火药产生的能量无法点燃硝酸锶-5AT点火药。硝酸锶-5AT从开袋后到装配至气体发生器中的间隔时间不应超过0.5 h。
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2025(2):38-44, DOI:
为了获得优良的熔铸炸药载体,以4-溴-1-甲基吡唑为原料,浓硫酸与发烟硝酸为硝化剂,一步硝化得到4-溴-3,5-二硝基-1-甲基吡唑(BMDNP)。通过X-射线单晶衍射、红外光谱、核磁图谱对BMDNP的晶体结构进行表征,采用EXPLO 5.0程序对其爆轰性能进行计算,使用卡斯特落锤、摆式摩擦感度仪等仪器对其机械感度进行测试,并通过差示扫描量热仪对其热性能进行分析。结果表明:该化合物密度为2.137 g·cm-3,生成焓为266.4 kJ·mol-1,理论爆速为7 486 m·s-1,爆压为26.3 GPa,撞击感度H50为75 cm,摩擦感度为16%,熔点为115 ℃。
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2025(2):45-52, DOI:
为了探索Al/Fe2O3铝热剂热力学性能的预测方法,采用遗传算法对BP神经网络的初始权值和阈值进行优化,利用HSC Chemistry软件计算了不同温度及配比下的Al/Fe2O3吉布斯自由能及反应焓变,以此作为基础数据,建立了基于遗传BP神经网络的Al/Fe2O3铝热剂燃烧热力学性能预测模型,分别得到了124组Al/Fe2O3吉布斯自由能和化学反应焓变的训练集样本数据及31组预测集样本数据,并计算了模型误差。结果表明:该模型预测的Al/Fe2O3吉布斯自由能及反应焓变的测试集均方根误差(RMSE)分别为0.499 1和0.702 7,平均绝对误差(MAE)分别为0.533 2和0.441 1,决定性系数R2分别为0.982 7和0.988 5;遗传BP神经网络能够用于Al/Fe2O3铝热剂热力学性能的预测。
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2025(2):53-58, DOI:
为了探究不同规格微纳米铝粉在云爆药剂中的适应性,采用扫描电镜、激光粒度仪及比表面积分析仪对4种规格的微纳米铝粉的理化特性进行了表征,并利用热重分析仪和激光点火装置对其热反应特性及点火特性进行了对比研究;在此基础上,设计了2种包含不同规格铝粉的云爆药剂配方,对其微观结构及点火特性进行了实验研究。结果表明:相对于球状铝粉,片状铝粉的分散性更好;纳米铝粉和片状微米铝粉(铝-C)的反应敏感性及点火特性更好;2种含铝云爆药剂的缺陷率接近,铝粉分布均匀程度一致;包含纳米铝粉与片状微米铝粉(铝-B)的云爆药剂的点火延迟时间更短,最低点火能量也更小,点火性能更好。
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2025(2):59-67, DOI:
为研究油相材料对现场混装乳化炸药基质热稳定性的影响,对6种油相配比乳胶基质样品的微观结构、热分解过程、热分解动力学参数和热分解机理函数进行了实验和计算。结果表明:油相配比不同会导致乳胶基质连续相油膜变化和分散相液滴粒径分布差异,油相材料中机油质量分数在0≤ωe≤0.62时,分散相液滴粒径分布影响占主导作用,样品热稳定性随机油含量增多而增强;0.62≤ωe≤1时,连续相油膜影响占主导作用,样品热稳定性随机油含量增多而减弱。由2.5%柴油、3%机油制备的D样品的表观活化能、反应起始温度、DTG峰值温度最高,热稳定性最佳。0≤ωe≤0.62的样品A、B、C、D热分解过程符合指数为3/2的幂函数Mampel Power法则;0.62≤ωe≤1的样品E、F热分解过程符合一级Mample单行法则,随机成核和随后生长机理。
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2025(2):68-74, DOI:
为探究极细桥丝激光熔覆焊接过程中桥丝与熔池边沿的温度及热力学特性,优化极细桥丝激光熔覆焊接工艺参数,采用Ansys Fluent有限元仿真软件对直径为13 μm的Ni-Cr桥丝在120,150,180,200 W激光功率及-3~3 mm离焦量下的焊接过程进行仿真,分析了激光功率及离焦量对桥丝与熔池边沿的温度及热应力的影响,并对不同激光功率及离焦量下的桥丝焊接效果进行了实验研究。结果表明:120 W激光功率下,焊点连接不牢固;150 W激光功率下,焊点牢固且表面光滑,桥丝保持完整无断裂;180 W激光功率下,过高的熔池边沿温度与热应力增加了桥丝断裂风险,焊点表面出现氧化变色;200 W激光功率下,桥丝与熔池边沿的温度及热应力超过了桥丝的性能极限,桥丝断裂,并损伤基底,引起金属飞溅,严重影响焊点质量。当激光功率为150 W、脉宽为2 ms、离焦量为-2 mm时,焊接效果最佳。
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2025(2):75-81, DOI:
为了提高油气井射孔孔道清洁度,降低后续井下作业中与碎屑有关的风险,以海油常用的114型射孔弹作为研究对象,采用热塑性高分子复合材料作为卡套,装配在射孔弹金属弹壳外部,设计了2种壳体结构的114型高孔密低碎屑射孔弹,对其模拟装枪穿目标靶性能和碎屑收集能力进行了仿真和试验研究。结果表明:相较于结构2壳体,结构1壳体在爆轰波作用下更易形成连续的大尺寸碎块。采用改性热塑性高分子复合材料制作的卡套在射孔时易形成粘性非牛顿流体,与壳体碎屑充分融合粘结成块。114型低碎屑射孔弹穿钢靶穿深为199.6 mm,相较于常规深穿透射孔弹提高了10.9%;掉落碎屑质量为105 g,碎屑率为0.19%。
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2025(2):82-90, DOI:
为研究气泡帷幕距离与供风量对水中冲击波衰减特性的影响,采用AUTODYN有限元软件对防护距离为0.7,0.5,0.3 m,供风量为40,80,120 L·min-1的气泡帷幕作用下的水中冲击波峰值超压、比冲量和比冲击波能进行了仿真研究,并进行了试验验证。结果表明:随着防护距离的减小和供风量的增大,气泡帷幕对水中冲击波峰值超压、比冲量和比冲击波能的衰减作用明显增大;相较于冲击波峰值超压和比冲量,气泡帷幕对比冲击波能的衰减作用更明显;相对于空白组,气泡帷幕供风量为120 L·min-1且防护距离为0.3 m时,冲击波峰值超压、比冲量、比冲击波能的衰减率最大,分别为91.00%、90.13%、98.97%。
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2025(2):91-96, DOI:
为优化射击残留物特征元素检测方法,采用79式微型冲锋枪和92式手枪在不同距离射击纺织品,采用超声提取技术对不同弹孔距离处的纺织品样品进行前处理,采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)检测不同射击距离、不同弹孔距离下,射击残留物中Sn、Sb、Ba、Pb元素的相对含量。结果表明:Sn、Sb、Ba、Pb标准曲线的线性相关系数为0.999 3~0.999 7,检出限为0.03~0.20 μg·L-1;样品中Sn、Sb、Ba、Pb的加标回收率为87.5%~106.0%,精密度为2.9%~5.5%(n=9);4种特征元素相对含量与射击距离和弹孔距离的关系曲线均呈指数回归。该方法可用于不同种类枪支射击残留物中特征元素含量的检测分析,为侦查办案提供科学依据。