硼系延期药的研究

硼系延期药的研究

车吉成[1]2007年在《硼系延期药的反应性研究》文中认为“硼系延期药的反应性研究”这一课题来源于国防科工委军转民技术开发中试项目《塑料导爆雷管及其延期体》。本文主要以硼—铬酸钡延期药为研究对象,利用DTA、TG、X射线衍射(XRD)仪等测试手段,从配方设计、贮存、加工制备、以及预点火和着火反应五个阶段,对各阶段影响延期药反应性能的因素加以研究,进而判断和优化药剂的贮存性能、燃烧性能及延时精度。研究结果表明:硼—铬酸钡延期药延时相对精确,长贮稳定性能好。硼—铬酸钡延期药的预点火反应为固—固相反应,反应区的温度范围主要集中发生在750℃附近。着火反应为延期药燃烧的主反应,是一个气—固相反应。理论上零氧平衡时的组份中硼—铬酸钡配比为14.6/85.4(wt%)。硼—铬酸钡延期药在硼粉质量分数为5.0%以上时均较易发火,点火能力差别不大,在硼粉质量分数为14.0%附近时延期药的燃速及燃烧反应热最大。着火反应对于延期药的配方设计及延期体延期精度的预测具有重要的理论指导意义。延期药的加工制备工艺对延期时间及精度影响很大。

朱绪强[2]2005年在《硼系延期药在线性升温条件下反应特性的研究》文中研究指明本课题主要在线性升温条件下对硼系延期药的反应特性进行了研究,主要研究内容有:硼系延期药的反应起始温度、反应热、反应类别、预点火反应及动力学分析的研究。研究方法为对硼系延期药进行差热分析,对分析结果进行比较分析,最终得出硼系延期药的反应特性。主要结论有: (1)B/Pb_3O_4和B/BaCrO_4延期药的反应起始温度分别在415℃和780℃左右,与配比没有关系;硼含量为3~5%,B/CuO延期药的反应起始温度在713℃左右,硼含量为7~10%,在662℃左右。 (2)硼系延期药的反应热随硼含量的增大而增大。 (3)B/Pb_3O_4和B/BaCrO_4延期药具有两个不同的反应,而且这两个反应是相互迭加的。当硼含量较低或升温速率较小时,硼系延期药的第一个反应比较显着,当硼含量较高或升温速率较大时,则是硼系延期药的第二个反应比较显着。当硼含量较高时,B/CuO延期药的反应由一个反应变化到两个反应的迭加。 (4)B/Pb_3O_4和B/CuO延期药的反应是一个固—固相反应或Mclain认为的预点火反应。 (5)B/CuO和B/BaCrO_4延期药的活化能随硼含量的增大而减小。

刘建斌[3]2002年在《硼系延期药的研究》文中认为该课题研究了几种含可燃剂硼(B)的硼系延期药(B—CuO、B—Pb_3O_4、B—BaCrO_4),重点对B—CuO作了研究。主要的研究内容有:B含量与线性平均燃速的关系,并由此选用B含量适合的延期药;通过原材料的细化与粒度分级,研究了粒度对延期性能的影响;原材料预处理和混药方式对延期性能的影响;以及影响延期性能的其它因素,如压药压力、压装次数、装药量等;最后还研究了含不同粘合剂的硼系延期药的压药药柱强度(机械强度)等。经过实验研究,得出如下主要结论: (1) B—Pb_3O_4延期药为短延期;B—CuO延期药为短中延期;B—BaCrO_4为中长延期。 (2) 对B—CuO延期药,原材料的粒径越细,其平均燃速减小;而延期精度提高,压药强度增强。 (3) 对B—CuO延期药,原材料经过预处理和改善混药方式后,可增加组分的反应活性,使燃速增加,延期精度提高。 (4) 选择合适的粘合剂可以提高延期药压药药柱的强度。

惠云龙[4]2008年在《硼系延期药的燃速及反应动力学研究》文中认为通过测量硼系延期药(B/Pb_3O_4、B/CuO、B/BaCrO_4)的燃烧速度,得出燃速在不同B含量和不同温度下的变化规律,建立了一个简单的数学模型。然后,比较叁种延期药的燃速大小和稳定性。对延期药进行差示扫描实验(DSC),绘制不同B含量和不同升温速率的DSC曲线进行分析与研究。分别用Kissinger方程和Ozawa方程计算活化能,并比较叁种延期药的活化能大小。综合全文得出如下结论:(1)叁种延期药的燃速随着B含量和温度的升高而增大。B/Pb_3O_4的燃速最大,B/CuO次之,B/BaCrO_4最小。(2)B/Pb_3O_4和B/CuO的燃速与B含量的关系是关于自然对数的函数,B/BaCrO_4的燃速与B含量的关系是一条直线。(3)B/Pb_3O_4的反应峰温最低(430±50℃),B/CuO次之(650±50℃),B/BaCrO_4最高(770±50℃)。(4)当B含量为13%左右时,B/CuO的活化能最大(670kJ/mol),B/BaCrO_4次之(610kJ/mol),B/Pb_3O_4的活化能最小(370kJ/mol)。

俞金良[5]2004年在《硼系延期药反应机理的研究》文中指出本课题研究了两种含可燃剂硼(B)的硼系延期药(B—Pb_3O_4、B—BaCrO_4)的反应机理。主要的研究内容有:药剂的DTA、TG和DSC—TG热分析,药剂燃烧残渣的X射线衍射分析,以及延期药的燃速、燃烧热等燃烧性能的研究。研究结果表明,硼系延期药的燃烧反应包括预点火反应和着火反应,这是两种不同类型的化学反应。预点火反应处于反应的初始阶段,是一个真正的固—固相反应,反应的难易程度对延期药的长贮性能具有直接影响,从而影响延期体的延期精度。通过对反应机理的研究,揭示出硼铅丹延期药的长贮稳定性较差、不宜长期贮存,而硼铬酸钡延期药的长贮稳定性相对较好的结论。着火反应为延期药燃烧的主反应,是一个气—固相反应,此反应对于延期药的配方设计及延期体延期精度的预测具有重要的理论指导意义,其达到零氧平衡时的药剂通常具有最大的燃速及燃烧反应热。

马红卫[6]2009年在《高精度硼系延期药性能研究》文中进行了进一步梳理本文系统综述了延期药组成、配方设计、制造工艺、性能及影响性能的因素等方面的理论,分析了目前我国延期药方面存在的问题。根据延期药燃烧反应的基本理论,对B/BaCrO4延期药配方和混药方式进行研究,结合工业雷管的实际应用方式,以铅延期体装配成导爆管雷管进行测时,考察其延期精度和延期时间。对延期元件进行了半年多的自然贮存实验,检验其延期时间与延期精度的贮存稳定性。根据热动力学理论,对B/BaCrO4延期药在氮气氛围下进行了热分析实验(TG-DSC),用热动力学Kissinger和Ozawa方程对实验数据进行活化能的计算。经实验研究,得出以下结论:(1)B/BaCrO4延期药燃速稳定,延期精度高,贮存性能好;(2)在一定范围内,延期时间与延期体的长度基本为线性关系;(3)B粉的放热峰温在826.9℃,重量增加至80%左右;BaCrO4的放热峰温在990.63℃,重量稍有增加;(4)随升温速率的增加,放热峰温与面积增加;随B粉含量的增加,放热峰温和重量同时增大;氮气参与了反应;(5)活化能较高,并随B粉含量的增加而减小;

吴艳霞[7]2005年在《高加速度过载对硼系延期药延期性能的影响》文中指出本论文研究硼系延期药在受到应力波加载后延期时间与燃烧速度的变化情况。在实验中通过改进后的Hopkinson压杆试验装置对装入硼系延期药的延期体进行应力波加载试验,所获得的数据由SHPB数据处理系统进行处理,可以得到试件所受到的应力与过载加速度;采用光纤法测定延期药的延期时间以及燃烧速度,比较压药压力、过载加速度以及粘合剂的使用对硼系延期药在动态加载前后延期时间与延期精度变化的影响。此外使用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件模拟延期体加载过程中的受力状态。 实验结论表明:(1)在其它条件相同情况下,同一过载时压药压力为85、238MPa时过载对延期精度影响较小;而压药压力为191MPa时过载对延期体延期精度影响较大;(2)相同压药压力下延期精度随着过载增大而下降,过载加速度在40000g以下延期体的抗过载能力较好,但在高过载(66000g)下延期精度下降很大;(3)在延期药中加入粘合剂可以相对提高延期体的抗过载能力,表现在加入粘合剂后,延期精度相应下降较小。通过ANSYS/LS-DYNA模拟软件仿真,发现在SHPB过载实验中由输入杆传播出来的应力主要由延期体外的铝壳承担,内部的延期药所承担的应力相对要小得多。

徐大伟, 王大海, 陈志刚[8]2005年在《硼系延期药特性及应用》文中提出通过研究硼系延期药的反应机理,并对硼系延期药进行差热扫描量热法(DSC)与热重法(TG)分析,得到了合理可行的配方;采用湿法混药的新工艺,对延期体结构进行了优化设计;对延期雷管进行了常温、低温、高温高湿以及自然贮存试验。试验后的测时结果及实际应用效果表明,装有硼系延期药的延期雷管具有延期精度高、用药量少、贮存时间长、耐高低温的优点。

李尚杰, 刘玉存, 李建强, 刘媛[9]2011年在《共沉淀法制备硼/铬酸钡延期药的研究》文中研究指明本文采用共沉淀法制备B/BaCr04延期药,并对该延期药颗粒表面进行SEM分析,同时利用高速摄像技术对该延期药的燃烧时间进行测试。实验结果表明:与手工制备的B/BaCrO4延期药相比,共沉淀法制备的B/BaCrO4延期药的延期精度更高。

李艳春[10]2009年在《热分析动力学在含能材料中的应用》文中研究表明热分析动力学对于诸多领域的研究工作有着重要的意义,被广泛的应用在无机物、配合物、金属、石油、高聚物、含能材料等的研究中。本文研究了多种热分析动力学方法的优缺点,仔细评估了基辛格方程,提出了一种新的动力学方法,采用多元非线性拟合技术和同步热分析方法(TG—DSC—QMS—FTIR)研究分析了炸药、火药和延期药的热分解和反应动力学。研究了Kissinger求解活化能时所产生的相对误差,修正了P.Budrugeac关于Kissinger方程的评估,指出x_p值越大,△x越小,求得的活化能的误差越小并建议在热分析实验中采用比较接近的低升温速率。热传导是热分析中固有的影响因素,大多数动力学方程不考虑这个因素。本文建议了一种含有热传导因素的动力学方程(简称热传导方程),对一水草酸钙的脱水反应研究表明:在不同药量和不同升温速率的条件下,热传导方程偏差仅有2.19~4.7%,而Friedman法,Ozawa法和Kissinger法的偏差为3.8~23%。同步热分析方法可以同时测量热分解过程中的失重、热量、气体产物的质谱和红外光谱数据,因此采用同步热分析方法可以全面研究几种纳米材料对太根发射药的热分解过程的影响。研究表明:加入草酸锰可以使太根发射药的热分解中的大分子气体产物明显减少,小分子气体产物明显增加。其次,太根发射药热分解中的第一步的分解活化能变大,提高了太根发射药的安定性,使其在存储时更加的安全;降低了太根发射药热分解中的第二步的分解活化能,使得太根发射药的主反应更容易进行,反应更加彻底。纳米氧化铈明显降低了太根主反应区的活化能,使主反应更加充分。纳米氧化锆和氧化铬对主反应区没有明显的催化作用,它们只是明显的提高了第一反应的活化能,增加了它的安定性。多元非线性拟合技术是目前唯一一个可以描述多步反应,并在整个反应过程中建立动力学模型,求解动力学参数的方法。炸药的热分解往往是一种多步反应,采用通常的热分析动力学方法不能得到精确的结果。本研究采用同步热分析方法和多元非线性拟合法研究了硝基胍(NQ)、黑索金(RDX)和六硝基芪(HNS)的分解过程,指出NQ和RDX的反应历程可以表述为A→(?)B(?)→C(?)→D而HNS的动力学模型是A→(?)B(?)→C(?)。采用数值模拟方法建立了硼氧化铅、硼氧化铜和硼铬酸钡在不同硼含量以及环境温度时的燃速经验公式。其次,对硼系延期药的反应研究指出硼系延期药的反应属于一种具有预点火反应的固~固相反应。

参考文献:

[1]. 硼系延期药的反应性研究[D]. 车吉成. 南京理工大学. 2007

[2]. 硼系延期药在线性升温条件下反应特性的研究[D]. 朱绪强. 南京理工大学. 2005

[3]. 硼系延期药的研究[D]. 刘建斌. 南京理工大学. 2002

[4]. 硼系延期药的燃速及反应动力学研究[D]. 惠云龙. 南京理工大学. 2008

[5]. 硼系延期药反应机理的研究[D]. 俞金良. 南京理工大学. 2004

[6]. 高精度硼系延期药性能研究[D]. 马红卫. 安徽理工大学. 2009

[7]. 高加速度过载对硼系延期药延期性能的影响[D]. 吴艳霞. 南京理工大学. 2005

[8]. 硼系延期药特性及应用[J]. 徐大伟, 王大海, 陈志刚. 火工品. 2005

[9]. 共沉淀法制备硼/铬酸钡延期药的研究[J]. 李尚杰, 刘玉存, 李建强, 刘媛. 化工中间体. 2011

[10]. 热分析动力学在含能材料中的应用[D]. 李艳春. 南京理工大学. 2009

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