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超细TATB的制备及TATB基传爆药配方设计初探

吴永炎  
【摘要】:传爆药在弹药系统中起着承上启下的作用,对弹药系统的安全性、可靠性有着重要的影响。其中TATB基PBX由于其具有比其他任何已知材料都要好的耐热和耐物理冲击的性能,而倍受含能材料研究者关注。而超细TATB,尤其是纳米级TATB,除保留普通颗粒TATB的钝感等优异性能外,还具有爆炸能量释放更完全、临界直径更小、爆轰波传播更快更稳定等特点。因此深入研究超细TATB的制备,对于TATB基PBX的研制具有重要意义。 本文首先综述了目前国内外关于炸药细化技术及模拟研究技术的研究状况,对相关的一些概念和理论进行了分析。 其次,分别采用DMSO/碱—酸重结晶法和DMSO/离子液—水重结晶法对TATB进行了细化研究。并且通过扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)、X射线衍射分析(XRD)、撞击感度等手段对原料和细化产品的形貌和性能进行了表征与测试。结果表明细化产品的粒径分别在50-100nm和100-200nm之间,细化过程没有改变TATB的晶体结构,且粒子成较规则晶体形状。产品撞击感度较原料有所提高,热稳定性较原料有所降低。 最后从优选高聚物黏结剂角度考虑,用分子动力学方法,对TATB/HMX基含少量氟聚物的3组分PBX炸药进行了模拟研究。构建了具有比较意义的3组分模型,在同样条件下分别对HMX和TATB与氟聚物F2314、F2311、VitonA和F2614的结合能进行了计算,并且对PBX体系总结合能进行了研究。分别求得了系列超分子体系结合能相对大小排序。结果表明,从粘结效果综合考虑,F2311可作为该PBX体系优选粘接剂。同时在此基础上,对PBX体系内易爆燃组分引发键的最大键长和平均键长进行了统计,并以之为判据,对不同组份的PBX的感度进行了探讨。又根据Urizar法的原理编辑了C++程序分别计算不同组分TATB基PBX的爆速,有利于指导或供实际配方设计作参考。


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