推进剂分为固体推进剂和液体推进剂,其中固体推进剂又分为双基推进剂、复合推进剂和复合双基推进剂。

本文研究的就是最后一种复合双基推进剂。其中,本次实验中只研究了纳米硝胺炸药中纳米RDX在某种型号低固含量改性双基推进剂(推进剂中固体含量小于30%)中的应用,并将该推进剂简称为GHD推进剂。

2 纳米硝胺炸药的制备原理和方法

2。1 纳米硝胺炸药的制备原理

通过粉碎法将工业微米级硝胺炸药粉碎至纳米级硝胺炸药过程中,由于硝胺炸药在受到强烈外界刺激时容易发生安全问题,而机械方法恰恰是很强的外界刺激,这是一对很突出的矛盾,处理不好这对矛盾将会出现实验的安全以及生产的可执行性。

该实验基于“微力高效精确施加”粉碎原理,设计了合适的粉碎力场[7, 8],实现了能量精确输入与即时输出的平衡与有效控制,成功解决了这一关键技术瓶颈。

颗粒越细,它的受力面积就越小,吸收外界的能量的能力就越小,越困难,另一方面使晶粒破碎的理论基础是施加在晶粒上的外界能量必须大于晶粒破碎所需要的能量。为了让所施加的外能被细微颗粒有效接受,并积累至超过使其发生应力应变破碎所需的破碎能,则必须设计合适的施力方式与装置,避免出现高射炮打蚊子的局面[9]。

制备纳米硝胺炸药的时候,把巨大的作用力均匀分布在粉碎系统中,形成若干微小力场(“微力”),控制该“微力”点内的能量在硝胺炸药发生分解燃爆的临界能量之下;并在各个“微力”点内,将粉碎力场有效地作用在微细硝胺炸药颗粒上,对硝胺炸药进行粉碎。随着硝胺炸药颗粒尺寸减小,其比表面积和表面能迅速增大,使炸药颗粒进一步细化所需克服的“反粉碎能”也迅速增大,这时,需对硝胺炸药施加更强的粉碎力场,并将该粉碎力场均匀分布在系统内形成更多的“微力”点,将微小力场精确地作用在硝胺炸药颗粒上,使其进一步细化。如此分步精确施加微小粉碎力场,使强大的粉碎力场高效地作用在硝胺炸药颗粒上,逐步实现将硝胺炸药颗粒纳米化。文献综述

在合成工业微米级硝胺炸药的过程中,由于包裹气泡、溶剂或者其它杂质而形成结构不完善的炸药晶体,导致炸药颗粒存在内部小孔、位错、杂质以及表面有凹陷等一系列缺陷;同时,由于晶粒随机生长,导致硝胺炸药颗粒的形状不规则。在粉碎过程中,工业微米级硝胺炸药(RDX、HMX或CL-20)在粉碎系统内受到挤压、剪切、撞击等作用力,在内部有缺陷的地方形成应力集中,这个地方慢慢出现裂纹,然后崩裂破碎,形成不规则的、内部缺陷较少的小颗粒;在均匀的粉碎力场作用下,小颗粒被进一步剪切、挤压、碾磨,慢慢由大变小,结构逐渐密实化;最后,形貌较规整的小颗粒在均匀的粉碎力场反复作用下,成为外表光滑、结构密实的纳米颗粒。工业微米级硝胺炸药颗粒被纳米化粉碎过程如图2。1所示:

图2。1 硝胺炸药纳米化粉碎原理

由图2。1可知,工业微米级硝胺炸药纳米化粉碎的过程不仅是尺寸纳米化、粒径均匀化的过程,也是形状规则化、外表逐渐光滑、内部缺陷消失及密实化的过程。由于纳米硝胺炸药颗粒内部缺陷少,塑性屈服强度大,初始颗粒半径(孔穴半径)小,比表面积大,散热速率快,因而表现为摩擦、撞击和冲击波感度降低这就是粉碎法降感的基础。

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