為了解老化前后奧克托金基炸藥（cyclotetramethylenete-tranitramine,HMX）（HMX/F23-11炸藥,代號(hào)H-2）的性能穩(wěn)定性,以期為標(biāo)準(zhǔn)炸藥的研制提供技術(shù)支持,對(duì)HMX/F23-11炸藥分別進(jìn)行高溫加速老化實(shí)驗(yàn)（1、3和5 a）,采用測(cè)高儀獲得老化前后試樣的最大直徑并計(jì)算質(zhì)量等參量,采用差示掃描量熱（differential scanning calorimetry,DSC）法得到老化前后藥柱的放熱曲線,獲得了主要組分的特征量,同時(shí)選取另一種HMX基炸藥（H-1）作為對(duì)比配方。結(jié)果表明:老化年限對(duì)兩種炸藥的最大直徑、質(zhì)量及組分等參數(shù)的影響均較小,兩種炸藥的性能均穩(wěn)定;但由于H-1炸藥老化前后的最大直徑均大于標(biāo)準(zhǔn)圓筒的銅管內(nèi)徑,而H-2炸藥老化前后的最大直徑均小于銅管內(nèi)徑,因此H-2炸藥可以作為標(biāo)準(zhǔn)炸藥。 

【文章來源】：科學(xué)技術(shù)與工程. 2020,20(11)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

藥柱老化前后的最大直徑變化(老化1 a)

H-2藥柱最大直徑隨老化時(shí)間的變化

圖2 H-2藥柱最大直徑隨老化時(shí)間的變化由圖1可以看出,兩種炸藥最大直徑的分布比較均勻,最大值的變化范圍均較窄,但最大值與銅管內(nèi)徑存在較大差異。老化前后,H-1炸藥的最大直徑超過25 mm,達(dá)到了25.069 mm,H-2均低于25 mm,而圓筒試驗(yàn)中銅管的內(nèi)徑為?25 +0.02 +0.06 mm,說明老化前后H-1炸藥的最大直徑均超過銅管內(nèi)徑,無法正常裝配,而H-2炸藥均小于銅管內(nèi)徑,可正常裝配。從圖2可以看出,不同老化時(shí)間后,試樣的最大直徑均小于銅管直徑,且最大直徑值的變化范圍較小,基本處于24.900～24.954 mm,說明H-2炸藥老化前后尺寸穩(wěn)定,可正常裝配。H-1炸藥成型后尺寸變大,而H-2炸藥成型后尺寸變小,分析原因可能為炸藥試樣在壓制過程中,存在高能固體顆粒(HMX)的位移、彈塑性形變及脆性破壞,如圖3所示。退模后H-1炸藥[圖3(a)]中的HMX組分在不同方向上的分布具有明顯的各向異性,且HMX晶體顆粒較大,說明壓制過程中,顆�？赡艽嬖谌刍�-再增長(zhǎng)-壓碎過程,晶體尺寸增大,分子間力增加,導(dǎo)致壓制過程中儲(chǔ)存較大的能量,同時(shí),HMX晶體所表現(xiàn)出來的強(qiáng)烈各向異性導(dǎo)致極易產(chǎn)生應(yīng)力集中,進(jìn)而導(dǎo)致退模后試樣尺寸增加;而H-2炸藥[圖3(b)]中的HMX顆粒分布較為均勻,不易產(chǎn)生應(yīng)力集中,受力條件下試樣尺寸穩(wěn)定。因此這些行為具有儲(chǔ)存能量和釋放能量的作用,并最終經(jīng)退模過程形成內(nèi)應(yīng)力,老化過程中,溫度為71 ℃,在此高溫下,存在3種過程:①藥柱內(nèi)的內(nèi)應(yīng)力得到釋放,受熱后各組分進(jìn)行擴(kuò)張,可誘發(fā)HMX顆粒間產(chǎn)生力學(xué)松弛,使得藥柱直徑變大;②黏結(jié)劑受熱后軟化,呈現(xiàn)出高黏度的類流體性質(zhì),填充一些空隙,其中的部分HMX等剛性物質(zhì)重排,但因高分子黏結(jié)劑的主鏈在高溫下舒展,而側(cè)鏈“運(yùn)動(dòng)”更加活潑,單位空間單位時(shí)間內(nèi)側(cè)鏈的密度增加,側(cè)鏈間的排斥力增加,側(cè)鏈活動(dòng)的阻力增加,迫使主鏈更加舒展,提供更多“活動(dòng)”空間,以便降低整個(gè)體系的熵,整個(gè)作用使得藥柱的直徑增加;③藥柱內(nèi)的小分子添加劑等物質(zhì)出現(xiàn)遷移和升華,導(dǎo)致試樣內(nèi)部“自由體積”數(shù)量增加,軟化后的黏結(jié)劑及小分子進(jìn)行流動(dòng)、填充,導(dǎo)致試樣的直徑稍有減小;④HMX與黏結(jié)劑的氫鍵作用,此作用在壓制過程中儲(chǔ)存能量,退模后釋放能量。這4種過程同時(shí)存在,但第4種作用起到主導(dǎo)作用。對(duì)于H-1炸藥,由于HMX顆粒尺寸增大,分子間力增大,且與黏結(jié)劑間的氫鍵作用均大于H-2,因此成型過程中藥柱內(nèi)所儲(chǔ)存的內(nèi)應(yīng)力更大,脫模時(shí)釋放內(nèi)應(yīng)力,因此H-1炸藥的尺寸較H-2的大。

【參考文獻(xiàn)】：
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