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2024(3):1-6, DOI:
针对MEMS火工品的内置安全控制设计需求，在硅基MEMS作动机构的基础上，重点开展了硅基作动机构与微起爆传爆序列的集成化设计与能量匹配研究。该序列主要由微起爆器、微作动机构及传爆药组成。其中微起爆器的叠氮化铜装药尺寸为Ф0.8 mm×0.8 mm，装药量为1.5 mg；微作动机构在11 V直流电压驱动下，可以实现传爆通道的开启与闭合，隔断位移为743.06 μm；传爆药为油墨直写方式制备的CL-20传爆药，装药尺寸为Ф3 mm×3 mm，装药密度为1.66 g/cm3，装药量约为35 mg。研究表明该序列具备可靠起爆、传爆以及隔爆功能。
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2024(3):7-13, DOI:
为将纳米Al/MnO2亚稳态分子间复合物（Metastable intermolecular composite，MIC）薄膜应用于微机电系统，采用水热法制备了MnO2纳米棒和MnO2纳米线，采用电泳沉积技术（Electrophoretic deposition，EPD）制备了纳米Al/MnO2 MIC薄膜，对其结构、微观形貌以及热性能进行表征分析，并开展不同悬浮液浓度及电场强度下Al/MnO2 MIC薄膜的沉积动力学研究。结果表明：沉积的MIC膜均匀致密，无明显裂纹；纳米Al在薄膜中处于过剩状态；Al/MnO2纳米棒薄膜的放热量高于Al/MnO2纳米线。在沉积电压（或悬浮液浓度）不变的情况下，沉积质量与沉积时间呈抛物线关系，Al/MnO2纳米棒的沉积效率高于Al/MnO2纳米线。研究表明EPD法是制备纳米Al/MnO2 MIC薄膜的理想方法，具有应用于微机电系统领域的潜力。
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2024(3):14-21, DOI:
随着全电子引信技术的不断成熟和快速发展，对全电子引信及安保装置的低成本化提出了新的要求，以便进一步扩展其应用领域。本文重点介绍了全电子安保装置高压元器件（高压变压器、高压电容、高压开关、爆炸箔起爆器）的低成本化发展现状，同时分析了全电子安保装置低成本化发展的影响因素；指出新材料、新工艺、新原理是实现全电子安保装置低成本化发展的根本方法，利用MEMS等先进工艺技术实现全电子高压器件的批量化生产是降低成本的重要手段之一。
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2024(3):22-29, DOI:
基于难以通过型面直接准确预测切割索侵彻性能，以及神经网络算法大力发展的现状，本文对神经网络算法在切割索侵彻性能预测领域的应用情况进行了综述。在对常用神经网络计算方法进行分析后，重点对BP神经网络和卷积神经网络算法原理及其在切割索性能预测中的应用进行分析梳理和归纳总结，系统性地对两种神经网络算法的数据集处理、网络搭建模型、参数设置和优缺点进行了剖析，为切割索性能优化和智能化预测提供支撑。
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2024(3):30-35, DOI:
为提高冲击片雷管作用的一致性和可靠性，针对因材料表面小型突起导致接触面不平整的装配问题，从换能界面能量耗散的角度对装配结构中两种轴向距离所产生的影响进行了探究。通过不同电压下的发火试验及感度试验，验证和分析两种轴向距离对冲击片雷管作用过程的影响。结果表明：加速膛-桥箔轴向距离会导致电爆能量的径向散失， 进而影响了飞片冲击药柱端面能量的大小并引起聚酰亚胺薄膜的撕裂拉伸，随着轴向距离的持续增加，爆炸桥箔逐渐失效；加速膛-药柱轴向距离会影响飞片飞行的平稳程度以及撞击药柱速度，随着轴向距离增加，飞片飞行距离增长，到达药柱端面的速度降低且不一致，导致起爆药柱的稳定性降低，轴向距离应控制在0.3 mm以内。
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2024(3):36-40, DOI:
为研发高热值、低热冲击的热电池加热剂，对不同类型活性铁粉的微观形貌、粒度分布、比表面积等进行表征分析，并对不同配方加热剂的成形性、可燃性、热值和燃烧温度等进行了测试。研究结果表明：活性铁粉的微观形貌和特性对加热剂的成形性和可燃性影响较大，珊瑚簇状的活性铁粉制备的加热剂成形性和可燃性最好，制备成的高热值加热剂燃烧时热冲击较小；同时，通过提高高氯酸钾的占比或在其中加入一定量的铝粉，可在热冲击无明显增大的情况下，大幅提高加热剂的热值。本研究有望为高比能量热电池产品的设计开发提供重要参考和指导意义。
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2024(3):41-46, DOI:
为避免烟火药薄膜制备中采用大量有机溶剂带来的安全问题，采用聚乙烯醇（PVA）和硅烷偶联剂（KH560）以1∶1混合制备PVA-KH560水基粘合剂，选择3组不同水溶性材料的烟火药配方，分别用水基粘合剂和氟橡胶粘合剂制备成烟火药薄膜。利用T1050SC红外热像仪和SR5000N红外光谱辐射计研究2种粘合剂烟火药薄膜的燃烧和辐射性能，并进行对比。结果表明：使用水基粘合剂制备的烟火药薄膜强度和平整性较好，与氟橡胶烟火药薄膜相比，燃烧时间长，燃烧温度略高，并且中红外波段的质量辐射能量提高。本研究表明PVA-KH560是可替代氟橡胶的潜在烟火药水基粘合剂。
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2024(3):47-53, DOI:
针对同一配方固体火箭发动机绝热层，开展了测试温度对未硫化绝热层粘度、未硫化绝热层初期硫化的影响，以及硫化温度对绝热层性能、绝热层界面粘接效果、绝热层高分子结构以及抗烧蚀性能的影响。结果表明：随测试温度的升高绝热层试样的门尼粘度值(ML)降低，硫化T5、T35时间缩短；在相同硫化条件下，硫化温度对绝热层本体的力学性能具有直接且显著的影响，且影响效果与测试环境温度直接相关；硫化温度越高，绝热层的玻璃化温度越高，但硫化温度对绝热层热分解性能没有影响；硫化温度对绝热层试样界面粘接性能、抗烧蚀性能有直接影响，分析证实170 ℃硫化温度下，绝热层已过度硫化。
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2024(3):54-59, DOI:
为提高高氯酸钾基彩色发烟剂的发烟效果，采用钙钛矿型材料FeMnO3作为催化材料，研究其对高氯酸钾基燃烧体系的催化作用。在此基础上，选用分散红作为染料制备高氯酸钾基红色发烟剂，探究了催化材料添加前后发烟剂的发烟性能变化。燃烧组分热性能及燃烧性能分析结果表明：FeMnO3的添加使燃烧体系的反应放热峰温度提前了20.1 ℃，使药剂达到最大反应速率时的温度提前24.7 ℃、最大失重速率提升10.78 %·min-1；FeMnO3的添加使燃烧体系的质量燃速提升了1.52倍、平均火焰面积增大了33.64 cm2、平均火焰温度提升了41.4 ℃。发烟测试表明，FeMnO3的添加提升了高氯酸钾基彩色发烟剂在同等配方下的成烟性能。
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2024(3):60-64, DOI:
为提高燃烧型CS催泪弹的性能，通过在CS混合燃烧剂中添加不同含量的新型高氮含能材料5,5’-偶氮 四唑铵盐（AZT）和5,5’-联四唑铵盐（BTA）制备了改性混合燃烧剂。采用气相色谱法测定改性混合燃烧剂的CS气化率，通过DSC测试改性混合燃烧剂的相容性，并测试其撞击感度、摩擦感度。结果表明：一定添加量的AZT和BTA能够提高CS气化率；AZT与CS混合燃烧剂相容，BTA与CS混合燃烧剂不相容；在撞击感度和摩擦感度测试条件下AZT改性混合燃烧剂均不发火。研究表明AZT可用作CS混合燃烧剂的添加剂组分。
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2024(3):65-70, DOI:
基于深空探测用单基发射药在外太空中要经受长时间真空、温度交变等复杂的太空环境，而现有标准的安定性评估方法对其不适用的情况，设计了2/1樟单基发射药在75 ℃高温真空和非真空条件下的对比试验，测试双环境应力下药剂的安定剂含量、热分解性能及药剂成分等安定性敏感参量。结果表明：在试验周期10 d内，药剂在75 ℃真空和非真空的试验环境下，其二苯胺含量、分解温度和氮含量等参数无显著性差异。本研究可为单基发射药在复杂多变环境下的安定性评估提供参考。
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2024(3):71-76, DOI:
针对点源机载红外干扰弹运输、装载等勤务处理过程中可能存在意外跌落的安全性问题，采用试验、仿真等方法对干扰弹跌落时的动力学特性进行研究。对机载点源红外干扰弹进行了跌落试验，并建立干扰弹跌落的有限元动力学模型，开展典型工况下的跌落仿真。跌落试验表明干扰弹从3.5 m跌落后弹壳仅在着地点周围出现了塑性变形，弹体整体结构保持完整。仿真表明弹内零部件会在跌落时发生弹塑性变形，但是这些变形对发射时的同轴度影响较为有限；冲击动力学响应分析发现，不同工况下的冲击加速度时间历程曲线特征基本相同，峰值范围为6 430 g~1 200 000 g，并且跌落方向和零部件位置会影响该点冲击加速度的大小。
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2024(3):77-83, DOI:
为了研究近距爆炸时柱形装药形状对某典型缩比板架结构动态响应的影响，基于LS-DYNA软件建立了板架结构在近距爆炸载荷下的有限元模型，分析了柱形装药长径比对板架变形损伤与能量吸收的影响，并通过野外爆炸试验对仿真模型的正确性进行了验证。结果表明：1.5 kg药柱轴向布置时，随着长径比增大，靶板的塑性损伤逐渐降低，长径比分别为1/3, 1/2, 1, 2和3时，靶板表面最大塑性应变依次为0.264, 0.203, 0.159, 0.119和0.115。靶板残余位移与装药质量近似呈线性关系，当装药轴向布置时，长径比越小，曲线斜率越大，靶板最大残余位移随装药质量增加的速率越快；装药径向布置时的变化趋势与此相反。随着长径比增大，装药轴向布置时靶板的残余位移和吸能值均呈现非线性减小趋势，径向布置时二者均呈现非线性增大的趋势，这说明近距爆炸时装药形状对板架结构响应的影响不可忽略。
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2024(3):84-90, DOI:
为探究氮气喷射压力对多孔材料抑制煤矿瓦斯抽放管道瓦斯爆炸特性的影响，基于自建的实验平台，开展了20 PPI泡沫铜、安装位置距点火端70 cm时，不同氮气喷射压力对瓦斯燃爆特性的影响研究。研究结果表明：喷射的氮气诱导火焰锋面形成了“多层焰锋”；火焰到达泡沫铜表面和泄爆口的时间以及二次点燃的时间均随着喷射压力的增大而提前；0.15 MPa的氮气喷射压力对爆炸火焰的传播及下游的超压峰值表现出抑制作用，火焰速度峰值较0 MPa时降低了25.15%，超压峰值较0 MPa时降低了11.38%，且氮气喷射压力与最大爆炸压力出现位置及其形成过程密切相关。本研究结果可为瓦斯抽放管线的安全设施布置提供理论支撑，对安全灾害工作的防治具有重要意义。
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2024(3):91-96, DOI:
为探究非对称泄爆条件下甲烷爆炸双向传播特性，利用自主搭建的小型爆炸试验系统，对不同点火位置和左端泄爆口面积下甲烷爆炸双侧火焰传播速度和爆炸超压进行了试验研究。结果表明：非对称传播情况下，距离泄爆口较近的右侧火焰的传播速度更快；左端泄爆口面积的减小会进一步促进右侧火焰传播，同时抑制左侧火焰传播，当泄爆口面积小于或等于90 mm×90 mm时，左侧火焰出现逆流现象；随着左端泄爆口面积的减小，点火源两侧压力、压力差和最大压力上升速率均增大，从而导致爆炸指数增大，提高了爆炸危险性。
2024年第卷第3期
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热电池复合正极材料利用率影响因素研究
宋卫兵, 孙现忠, 康二维, 王磊, 骆静, 何董琦, 白银祥, 钱玉敏
采用高能球磨和磁悬浮筛分法制备了不同粒径的FeS2-CoS2复合正极材料，并通过单体电池放电试验研究了LiB/LiCl-LiBr-KBr/FeS2-CoS2热电池中正极材料粒径、正负极质量比和放电温度对正极材料利用率的影响。结果表明：在450℃条件下，当FeS2粒径为7.85～59.12 μm时，正极利用率随FeS2粒径的减小而增大。当FeS2粒径为3.30～7.85 μm时，正极利用率随FeS2粒径的减小而减小，其中FeS2（7.85 μm）- CoS2（8.06 μm）复合正极单体电池的放电性能最佳，截止电压1.5 V，其放电比容量为342.4 mA·h/g，正极利用率为48.8%。随着单体电池工作时间的延长，其放电比容量随正负极质量比的减小而增大，其中450℃条件下的FeS2-CoS2复合正极单体电池在正负极质量比为1.67时，其放电比容量高于同条件下400℃和500℃，截止电压1.5 V，其放电比容量为389.2 mA·h/g, 正极利用率高达55.5%。
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