力學大會2015集含氟粘結(jié)劑對含硼炸藥水下

（西安近代化學，陜西西安：硼粉具有約2倍于鋁粉的體積熱值和質(zhì)量熱值，為了有效提高含硼的爆轟能量，本文圍繞粘結(jié)劑對含硼能量的影響，通過研究含不同粘結(jié)劑的含硼的爆熱和水下能量，分析了含氟粘結(jié)劑對含硼能量的作用機理。試驗結(jié)果表明，含氟粘結(jié)劑對含硼爆轟能量釋放的影響主要用來引當前高含鋁的研究已日漸成熟，而硼粉較鋁粉具有更高的質(zhì)量熱值和體積熱值，是潛在的可以應用的金屬可燃劑[1]。但目前含硼領域的研究效果并不是的混合，使其燃燒效率低下，與含鋁相比，能量上并未產(chǎn)生明顯優(yōu)勢[2-的研究[6-水下能量，研究了粘結(jié)劑種類與含量對含硼能量的影響。目前中普遍使用的粘結(jié)劑主要為碳氫類聚合物，包括乙烯醋酸乙烯共聚物（EVA）、聚異丁烯（PIB）等；為了提高的能量，出現(xiàn)了含能粘結(jié)劑，如含氟聚合物和疊氮聚合物。由于粘結(jié)劑在壓裝配方中的含量較少（不超過5％），它對能量的影響未得到深入研究。在含硼的能量研究中，筆者對含三種不同粘結(jié)劑、F2603、類和含量，采用直接混合法一系列不同的含硼；成藥柱備用。其中硼粉水下試驗和爆熱所需規(guī)格的藥柱。設定今、硼粉、粘結(jié)劑及鈍感劑含量，改水中參數(shù)的測量是將長徑比為采用GJB772A－97《試驗方法》方法爆熱恒溫法和絕熱法，在真空條件下起藥試樣，試樣重量為25g～30g，以蒸餾水為測溫介質(zhì)，測定水高，根據(jù)熱容量和計算單位質(zhì)量試樣在測試條件下的爆表1RDX基三種粘結(jié)劑含硼的小水池水下能粘結(jié) 比沖能比氣泡能·kg-MJ·kg-MJ·kg-BAMO-從表1可以看出，無論是比沖擊波能還是比氣泡能，以F2603、 為了深入研究含氟粘結(jié)劑對含硼能量的影響，通過改變含氟粘結(jié)劑的種類和含量等，測試了含硼的水下能量變化。目前常用的含氟粘結(jié)劑包括F2311(偏最高，F(xiàn)2603次之，F(xiàn)2311最低。通過改變含硼中含氟粘結(jié)劑的種類，對不同含硼表2種類/含 共聚物分子 氟含 [（CF2—CFCF3）0.15—（CF2—CF2）0.2—（CF2— 表3RDX基含氟粘結(jié)劑含硼混合水下能比沖能比氣泡能MJ·kg-MJ·kg-MJ·kg-RDX78/B20/F2311/RDX78/B20/F2603/RDX78/B20/F246G/從表3可以看出，使用不同的含氟粘結(jié)劑，含硼的能量不同；含F(xiàn)246G能劑含量為2%時，其氟含量越高、含硼的能量越高。為了確定含氟粘結(jié)劑對含硼爆轟能量的作用，研究了粘結(jié)劑含量對含硼水下能量的影響，即RDX為主，硼含量為25％，逐步提高粘結(jié)劑F2603含量，降低RDX含量，通過水下試驗，研究在硼粉過量的情況下，減少氧含量、增加氟含量對含硼炸表4RDX基含硼25％混合小水池水下能 /含 比沖 EsMJ·kg- EbMJ·kg- MJ·kg-RDX73/B25/F2603/RDX70/B25/F2603/RDX67/B25/F2603/研究氧平衡降低條件下，不同粘結(jié)劑對混合能量的影響，試驗結(jié)果見表5.比沖能比氣泡能與含鋁MJ·kg比沖能比氣泡能與含鋁MJ·kg-MJ·kg-MJ·kg- 以EVA為粘結(jié)劑的含比較EVA為粘結(jié)劑的含Mg-Al合金配方與含B配方應產(chǎn)生較高能量；這是由于硼粉難以被爆轟產(chǎn)物氧化，而碳氫粘結(jié)劑無法AL合金配方和含鋁配方。在金屬粉含量20%時即主供氧量充足的情況下,研究不同種類粘結(jié)劑對混合表6RDX基不同粘結(jié)劑含20％Al-B混合金屬粉小水池水下能比沖能 比氣泡能

-

- 比含B/（10%/10%）的配方，以EVA為粘結(jié)劑時水下比氣泡能和總能量低于以氟橡膠為粘鋁還是含鋁硼的，采用含氟粘結(jié)劑都能顯著提高水下的比沖擊波能、比氣泡能應，使氧化膜快速，而加快金屬的氧化速率。硼氟化的質(zhì)量熱值（105.01kJ/g），幾乎是硼氧化質(zhì)量熱值（58.74kJ/g）的兩倍，在配方中提高粘結(jié)劑含量即氟含量，降低RDX含量即氧含量，通過理論計算來分析總能量的變化；假設100g含硼中，RDX的氧全部用于硼的氧化，F(xiàn)2603的氟全部用于硼的氟化，不考慮RDX自身爆轟釋放的能量，僅從硼的氧化和氟化角度進行能量計算，結(jié)如表7。表7RDX基含硼25％混合能量的理論分

/含 硼氧化釋

硼氟化釋

RDX73/B25/F2603RDX70/B25/F2603RDX67/B25/F2603結(jié)劑含量的65％，減少主含量、增加氟橡膠含量并不能提高硼粉釋放的總能量；加之主自解釋放出大量能量，而氟橡膠本解還需吸收熱量，提高含氟粘結(jié)劑含量所增加的能量應低于含氟粘結(jié)劑替代的RDX73/B25/F2603RDX70/B25/F2603RDX67/B25/F2603為了確定含氟粘結(jié)劑對含硼能量的提高作用，將含F(xiàn)2603配方的爆熱與含EVA方的爆熱進行了對比研究，結(jié)果列于表88可以看出，硼粉單獨使用時EVA粘結(jié)劑配方的爆熱值相比，含F(xiàn)2603配方的爆熱值產(chǎn)生明顯提高，由于配方中粘結(jié)劑含量較少，推測爆熱的提高不是由于硼粉的氟化產(chǎn)生，推測是硼粉的氧化完全性提高所致[10表8不同粘結(jié)劑含鋁硼、鎂硼的爆配方組爆熱1RDX60%/Mg20B15%/蠟2RDX60%/Mg20%/B15%/蠟3RDX60%/Al20%/4RDX60%/15%/蠟+FB5%蠟Al 5RDX75%/B20%/蠟6RDX75%/B20%/蠟+EVA由于硼的（2300℃）和沸點（2550℃）都比較高，難以熔化和汽化，且氧化時粒子表面形成較低、沸點較高的粘態(tài)氧化層（B2O3），阻礙了硼粉的快速和持續(xù)氧化；含。在含硼配方中，增加含氟粘結(jié)劑含量、減少主含量，不能提高能量，只能使比沖擊波能和比氣泡能降低。這是因為主RDX能夠在爆轟過程中實現(xiàn)自分高能量；而是由于粘結(jié)劑熱分解所產(chǎn)生的含氟成分，可能與硼粉表面低、高沸點的硼粉能量的釋放主要依靠與主之間的氧化作用，含氟粘結(jié)劑的活化作用能中，不宜過多提高含氟粘結(jié)劑含量而降低主體含量；無論是含鋁還是含鋁硼的，采用含氟粘結(jié)劑都能顯著提高水下的比沖王曉峰,郝仲璋 發(fā)展中的新技術[J].火學報,2002,25(2):35-惠君明,陳天云 理論 :江蘇科學技 松全才,楊崇惠,金韶華 理論 :工 封雪松,趙省向,刁小強,等.含 的能量輸出特性研究[J].品,2011,第3期:25-封雪松,趙省向,刁小強,等.含硼金 水下能量的實驗研究[J].火學報,2009,32(5):21-,韋國平,徐洪濤,等.Al/AP對RDX基復合水 參數(shù)的影響[J].火學報,2012,35(4):10-,王曉峰,李媛媛,等.鋁粉粒度和環(huán)境對含 能量的影響[J].火學報,2013,24-封雪松,徐洪濤，,等.含儲氫合金的能量研究[J].器材,2013,42(5):13-牟金磊,朱錫,李海濤,等.水下能量輸出特性試驗研究[J].高壓物理學報,2010,24(2):88-LiuTK，LuhSP,PerngHC.Effectofboronparticlesurfacecoatingoncombustionofsolidpropellantsforducteds[J].Propellants,Explosives,Pyrotechnics.1991,16(4):156-166.MarkleRJ.Optimumzirconiumandboronpowdercharacteristicsforsolidpropellentapplications[J].TheInternationalJournalofPowderMetallurgy&PowderTechnology.1982,18(3):張煒,方丁酋,朱慧.硼鎂高能貧氧推進劑的能量分析[J].推進技術.1998,19(3):78-張煒,朱慧,方丁酋.改善含硼高能貧氧推進劑機燃燒特性的技術途徑[J].含能材料.1998,6(4):179-王克強,莫紅軍.貧氧推進劑的研究發(fā)展方向[J].飛航.2005,35(11):54-關大林,王寧飛.改善硼粒子點火及燃燒性能研究的回顧與展望[J].火學報.1998,21(2):52-EffectofFluorine-binderontheEnergyOutputofBoron-containing(Xi’anModernChemistryResearchInstitute,Xi’an710065,Comparedwithaluminum,boronhastwicehighercalorificvalueofthevolumeandthemass.Inordertoeffectivelyimprovethedetonationenergyofexplosive,surroundingtheeffectofbinderontheenergyofboron-explosive,Researchonthebinderaffectingtheenergyofboron-containingexplosive,includingEVA,fluorinebinder,BAMO-AMMO,bymeasuringtheexplosionheatandunder-waterenergyoutputcharacteristicsofboron-containingexplosive