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快速泄压下含草酸铵HTPB推进剂的燃烧行为

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火炸药学报 2024年

作者：罗一民王军红夏语郑文芳徐森吴星亮国家民用爆破器材质量检验检测中心南京理工大学化学与化工学院

为研究含草酸铵(0～4%)的一系列低燃速推进剂的燃熄可控特性，分别使用高压激光点火平台和磁吸式泄压试验发动机测定了其在稳态和瞬态下的燃烧参数，主要包括稳态燃速、临界泄压熄火边界和瞬态火焰变化过程。结果表明，随着泄压前初始压... 详细信息

为研究含草酸铵(0～4%)的一系列低燃速推进剂的燃熄可控特性，分别使用高压激光点火平台和磁吸式泄压试验发动机测定了其在稳态和瞬态下的燃烧参数，主要包括稳态燃速、临界泄压熄火边界和瞬态火焰变化过程。结果表明，随着泄压前初始压力(p0)的增加，推进剂泄压熄火所需的临界泄压速率(dp/dt)线性变化。向HTPB/AP推进剂中引入2%草酸铵后，0.27～2.51 MPa内的泄压复燃区域缩小23.17%，所需的临界泄压熄火速率明显下降；0.1～9 MPa下的稳态燃速降低6.5%～20.5%，并在草酸铵含量为4%的配方中增至13.9%～26.6%。稳态燃烧和瞬态燃烧结果间的一致性表明，草酸铵的引入利好HTPB/AP基推进剂泄压后达成熄火，这可归因于其对AP分解的强烈抑制和较大的分解吸热作用。

关键词：低燃速推进剂快速泄压瞬态燃烧

温度、粒度和湿度对典型高能炸药感度的影响分析(英文)

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Journal of Measurement Science and Instrumentation 2024年

作者：吴三震方鸣坤吴星亮过光飞王军红徐森国家民用爆破器材质量检验检测中心南京理工大学化学与化工学院

高能炸药在安全生产和使用中常常存在各种安全风险。其中，感度是其安全风险评估的重要指标。为了研究常用的高能炸药在不同温度、粒度和空气湿度下对其感度的影响，采用了BAM撞击和摩擦感度仪测试了RDX、HMX、PETN和CL-20四种典型高能... 详细信息

高能炸药在安全生产和使用中常常存在各种安全风险。其中，感度是其安全风险评估的重要指标。为了研究常用的高能炸药在不同温度、粒度和空气湿度下对其感度的影响，采用了BAM撞击和摩擦感度仪测试了RDX、HMX、PETN和CL-20四种典型高能炸药在不同条件下的临界撞击能量和临界载荷压力。根据试验结果，分析了温度和粒度对高能炸药感度的影响规律，以及空气湿度对高能炸药感度测试的影响。结果显示，在90 ℃下、微米级粒径和45%RH空气湿度下，高能炸药的临界反应能量明显下降。这表明，在25～90 ℃范围内，随着温度升高，高能炸药的临界反应能量会下降；在微米级粒径下，高能炸药的粒度增大会导致临界反应能量增大；高空气湿度会显著影响高能炸药的感度测试，因此应避免在高空气湿度下进行高能炸药的感度测试。

关键词：高能炸药温度粒度空气湿度临界反应能量

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基于热安全性对FEC合成工艺的优化研究

应用化工 2024年第5期53卷 1053-1057页

作者：韩梦如李芳钱华马晋超南京理工大学化学与化工学院江苏南京210094 国家民用爆破器材质量检验检测中心江苏南京210094

采用绝热加速量热仪和反应量热仪研究氟代碳酸乙烯酯合成工艺的热危险性,并通过溶剂法对该高危工艺进行优化。结果表明,无溶剂法制备氟代碳酸乙烯酯的工艺危险度极高,通过分别选用碳酸二甲酯、碳酸二乙酯作为反应体系溶剂进行工艺优化,... 详细信息

采用绝热加速量热仪和反应量热仪研究氟代碳酸乙烯酯合成工艺的热危险性,并通过溶剂法对该高危工艺进行优化。结果表明,无溶剂法制备氟代碳酸乙烯酯的工艺危险度极高,通过分别选用碳酸二甲酯、碳酸二乙酯作为反应体系溶剂进行工艺优化,发现碳酸二乙酯溶剂法的工艺危险性较低,反应过程绝热温升(ΔT_(ad))为114.70 K,合成反应所能到达最高温度为125.40℃,绝热情况下最大反应速率到达时间为24 h时,对应温度(T_(D24))为161.00℃,优化后工艺矩阵风险等级为Ⅰ级,工艺危险度降为1级,工艺热安全性显著提高。

关键词：氟代碳酸乙烯酯氟化反应热安全性风险评估工艺优化

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HATO机械感度和热感度的影响因素研究

爆破器材 2024年

作者：王艳茹吴星亮吴三震熊友强方鸣坤国志静徐森南京理工大学化学与化工学院江西省赣华安全科技有限公司包头市公安局青山分局国家民用爆破器材质量检验检测中心

为了研究5,5'-联四唑-1,1'-二氧二羟铵(HATO)机械感度、热感度的影响因素,利用机械球磨法制备了4种不同粒度的HATO颗粒。利用激光粒度分析仪和扫描电子显微镜对HATO的粒度和表观形貌进行了表征;利用X射线衍射仪对HATO的晶体结构进行了表... 详细信息

为了研究5,5'-联四唑-1,1'-二氧二羟铵(HATO)机械感度、热感度的影响因素,利用机械球磨法制备了4种不同粒度的HATO颗粒。利用激光粒度分析仪和扫描电子显微镜对HATO的粒度和表观形貌进行了表征;利用X射线衍射仪对HATO的晶体结构进行了表征;采用BAM撞击感度仪及BAM摩擦感度仪对不同粒度、不同温度HATO的撞击感度和摩擦感度进行了研究;采用差示扫描量热仪对不同粒度HATO的热分解情况进行了分析。结果表明:小粒度HATO的X射线衍射峰的位置与HATO原料的保持一致,证明小粒度HATO的晶体结构没有发生改变。随着粒度的减小,HATO的机械感度先升高、后降低。认为机械球磨法得到的小粒度HATO表面缺陷增多、结构完整性降低,受到外力作用时,样品内部的活性中心增多,提高了热点产生的概率。但随着粒度的进一步减小,HATO颗粒之间的孔穴及孔隙率也急剧减小,颗粒结构越来越密实,形状更加规则,减少了热点源和热点产生的机率。因此,当HATO粒度过小时,机械感度反而降低了。此外,随着温度的升高,HATO的机械感度增高,但撞击感度与摩擦感度随温度的变化规律并不相同。热感度方面,小颗粒HATO的起始分解温度提前,活化能减小,热稳定性降低。

关键词： 5,5'-联四唑-1,1'-二氧二羟铵(HATO) 机械感度热感度粒度温度

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2,3-二氯吡啶合成反应热危险性研究

广州化工 2024年第17期 44-47+53页

作者：刘倩倩崔云云李佳悦任硕钱华李芳南京理工大学化学与化工学院国家民用爆破器材质量监督检验中心

采用差示扫描量热仪（DSC）、绝热加速量热仪（ARC）、Gaussian09软件和反应量热仪（RC1e）对原料、产物的热分解情况以及反应过程的热效应进行研究，并展开绝热分解动力学计算。结果表明：反应的总放热量为28.39 kJ,绝热温升ΔTad为28.... 详细信息

采用差示扫描量热仪（DSC）、绝热加速量热仪（ARC）、Gaussian09软件和反应量热仪（RC1e）对原料、产物的热分解情况以及反应过程的热效应进行研究，并展开绝热分解动力学计算。结果表明：反应的总放热量为28.39 kJ,绝热温升ΔTad为28.15 K,最高合成反应温度MTSR为254℃,技术最高温度MTT为227℃。反应后物料在绝热分解过程中存在两段放热，其中第二段为主要放热段，对其进行绝热分解动力学分析，得到活化能Ea为729.97 kJ/mol,指前因子A为4.57×1068s-1,并求得TD24为238.73℃。

关键词： 2,3-二氯吡啶加氢反应热危险性动力学

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乳胶基质危险性分级技术发展

爆破器材 2024年

作者：张宇马智勇程志鹏徐森吴星亮南京理工大学安全科学与工程学院(应急管理学院) 南京理工大学化学与化工学院国家民用爆破器材质量监督检验中心

为规范乳胶基质在全球范围内的安全管理,联合国危险货物运输专家委员会建立了统一的乳胶基质危险性分级管理方法——《试验和标准手册》试验系列8。目前,我国关于乳胶基质安全管理的研究较少,远落后于国际水平。因此,对比分析了乳胶基... 详细信息

为规范乳胶基质在全球范围内的安全管理,联合国危险货物运输专家委员会建立了统一的乳胶基质危险性分级管理方法——《试验和标准手册》试验系列8。目前,我国关于乳胶基质安全管理的研究较少,远落后于国际水平。因此,对比分析了乳胶基质危险性分级程序的研究和发展过程,探索了相应试验方法的研究过程。发现采取最新版的乳胶基质危险性分级程序可避免试验的偶然性,通风管试验的改进和最小自持燃烧压力试验的增加可在保证安全的前提下减少乳胶基质生产和管理的经济成本。讨论了对乳胶基质危险性的基本认识以及展望了分级技术发展前景,可为国内乳胶基质危险性分级管理提供理论支撑。

关键词：乳胶基质安全性判定标准危险性分级

小药量RDX基PBX的热爆炸特性及对大药量热安全性的预测

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爆破器材 2024年第3期53卷 17-25页

作者：柴悦姜林李宓马腾吴星亮徐森南京理工大学化学与化工学院江苏南京210094 南京理工大学机械工程学院江苏南京210094 国家民用爆破器材质量检验检测中心江苏南京210094

为研究高聚物黏结炸药(PBX)的热分解特性和热安全性,探究了2种小药量试验对PBX的自加速分解温度(SADT)预测的准确性。采用差示扫描量热仪(DSC)和绝热加速量热仪(ARC)同时研究了一种典型RDX基PBX的热分解行为,分别计算了PBX的热动力学及... 详细信息

为研究高聚物黏结炸药(PBX)的热分解特性和热安全性,探究了2种小药量试验对PBX的自加速分解温度(SADT)预测的准确性。采用差示扫描量热仪(DSC)和绝热加速量热仪(ARC)同时研究了一种典型RDX基PBX的热分解行为,分别计算了PBX的热动力学及热安全性参数。基于Semenov理论,进一步计算得到2种热分析方法下PBX的SADT,并结合等温储存试验验证了结果的准确性。DSC分析得到,PBX的活化能为125.70 kJ/mol,热爆炸临界温度为460.08 K,10 g量级的不归还温度T_(NR)为417.22 K,SADT为405.72 K;ARC分析得到,10 g量级的PBX的T_(NR)为427.97 K,SADT为421.57 K。通过7 d恒温热爆炸试验,确定PBX的最小SADT为418.15 K,证明基于ARC的小药量试验预测大药量样品的热安全性更符合实际情况。可用于解决炸药在储存、生产、运输和使用等过程中的安全问题。

关键词：高聚物黏结炸药(PBX) 热分解特性热动力学热安全性自加速分解温度(SADT)

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损伤对DNAN基熔铸炸药点火后反应增长的影响

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火炸药学报 2023年第11期46卷 990-998,I0005页

作者：杨年马腾黄寅生周宝晶刘大斌徐森南京理工大学化学与化工学院江苏南京210018 南京理工大学民用爆破器材质量监督检测中心江苏南京210018

为了研究损伤对2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)基熔铸炸药点火后反应增长的影响,获取反应增长过程特性参数,对预置了不同损伤的5组样品开展了点火后反应增长的试验研究。采用单色光屏蔽技术屏蔽炸药反应过程中产生的强光干扰;采用高速相机加装... 详细信息

为了研究损伤对2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)基熔铸炸药点火后反应增长的影响,获取反应增长过程特性参数,对预置了不同损伤的5组样品开展了点火后反应增长的试验研究。采用单色光屏蔽技术屏蔽炸药反应过程中产生的强光干扰;采用高速相机加装单色光透镜观察记录整个反应增长过程,获得炸药反应增长过程的图像演化;采用压力测试系统测量反应容器内压力变化过程,获得反应增长过程压力变化。结果表明,DNAN基熔铸炸药点火后反应增长过程主要包括点火、缓慢反应和快速反应等阶段;试验中样品点火延滞时间随着损伤的增加而减少,受挤压形成1.26%损伤的样品除外;5组样品点火延滞时间均值为1.140ms;缓慢反应持续时间随着损伤程度的增加不断减少直至为0,损伤的出现加速了反应增长的进程;在快速反应阶段,反应持续时间和容器内最大压力均随着损伤程度的增加而减小;最大压力变化率随着损伤程度的增加先变大后减小,但均大于没有损伤的样品;在受高温刺激具有0.44%损伤程度的样品中,最大压力变化率为13.67MPa/ms。

关键词：材料力学损伤 2,4-二硝基苯甲醚 DNAN基熔铸炸药反应增长最大压力变化率

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Al/Fe_(2)O_(3)纳米铝热剂界面结构和稳定性的周期性密度泛函理论研究

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含能材料 2022年第3期30卷 197-203页

作者：薛闯高贫王桂香贡雪东南京理工大学化学与化工学院江苏南京210094 国家民用爆破器材质量监督检验中心江苏南京210094

纳米铝热剂是一类应用广泛的含能复合材料,系统研究其界面结构与性能的关系,对制备性能更优的新型铝热剂有重要指导意义。采用周期性密度泛函理论方法研究了Fe_(2)O_(3)(104)和Fe_(2)O_(3)(110)表面的结构、表面能以及由它们与Al(111)... 详细信息

纳米铝热剂是一类应用广泛的含能复合材料,系统研究其界面结构与性能的关系,对制备性能更优的新型铝热剂有重要指导意义。采用周期性密度泛函理论方法研究了Fe_(2)O_(3)(104)和Fe_(2)O_(3)(110)表面的结构、表面能以及由它们与Al(111)表面构成的Al/Fe_(2)O_(3)界面(AFS1、AFS2、AFS3、AFS4和AFS5)的结构、黏附功和键合特征。结果表明,Fe_(2)O_(3)(104)和Fe_(2)O_(3)(110)的O原子暴露表面更稳定,它们与Al(111)构成的界面AFS1和AFS5在所研究的5种界面中也最稳定,分别具有最大的黏附功(3.92 J·m^(-2)和3.02 J·m^(-2)),且AFS1比AFS5更稳定。在这两种最稳定的界面中,Al原子都是堆积在Fe_(2)O_(3)表面O原子的顶位,界面键合主要是通过Al‑O离子键作用。

关键词：周期性密度泛函理论纳米铝热剂 Al/Fe_(2)O_(3) 界面结构界面稳定性

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