《儲氫型動態敏化複合乳化炸藥爆轟機理和安全性研究》是依託中國科學技術大學，由沈兆武擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：儲氫型動態敏化複合乳化炸藥爆轟機理和安全性研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：沈兆武
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
乳化炸藥是我國目前用量最大的一類工業炸藥，但存在爆炸威力低、壓力減敏和安全性等問題。為了改善其性能，課題組研發了儲氫型複合乳化炸藥。該炸藥利用儲氫材料受壓時分解產生氫氣實現乳化基質動態敏化，有效增強乳化炸藥抗壓性能，提高裝藥密度和爆炸威力；通過包覆儲氫材料，解決了乳化炸藥的安全性問題。已有研究表明：儲氫型乳化炸藥在做功能力、猛度、爆速和抗壓力減敏等方面性能優異，與傳統乳化炸藥相比，衝擊波能增加30%以上，猛度(25.8mm)達到軍用炸藥(RDX)標準，具有良好的套用前景。研究發現，儲氫型乳化炸藥具有與經典爆轟理論和傳統乳化炸藥不同的爆轟機理，具有研究價值，而課題組目前對爆轟機理、動態敏化機理、吸放氫動力學、熱分解效應、安全性等基礎性問題尚未探明。在此背景下，本項目擬採用實驗研究、理論分析、數值計算等方法對這些問題開展深入研究，以期建立這種新型炸藥的相關基礎理論，為其後續研究和套用奠定基礎。
結題摘要
乳化炸藥是我國目前用量最大的一類工業炸藥，存在爆炸威力低、壓力減敏和安全性等問題。對此，本項目研究了儲氫型複合乳化炸藥技術，深入研究了以TiH2和MgH2為代表的儲氫材料在乳化炸藥中的套用，研究內容包括爆轟機理、抗壓力減敏機理以及儲存穩定性，已取得的主要成果概述如下： (1)確定了乳化炸藥熱點起爆模型，理論計算得到了熱點半徑尺寸、敏化氣泡中氣體溫度的改變數與敏化氣泡尺寸大小以及敏化氣體定容比熱的關係。 (2)建立了玻璃微球型乳化炸藥爆轟反應物理模型和數學模型，計算得到爆壓、爆熱、爆速、爆轟反應時間以及爆轟反應區長度等參數，計算結果與實驗值吻合度較高。 (3)研究了MgH2型水解敏化儲氫乳化炸藥的爆轟反應特性和爆轟機理，結果表明：與玻璃微球型乳化炸藥相比，MgH2型水解敏化儲氫乳化炸藥水下爆炸衝擊波總能量增加了32%以上，猛度達到18.58mm，爆速達到5000m/s。 (4)實驗研究與理論分析發現，MgH2型水解敏化儲氫乳化炸藥的爆轟反應程度高於傳統乳化炸藥，這是其爆轟性能優於傳統乳化炸藥的主要原因，並且MgH2型的爆轟反應機理與傳統乳化炸藥不同，在乳化炸藥爆轟反應過程中伴隨著MgH2的放氫反應。 (5)設計了動態減敏實驗裝置，研究發現MgH2能夠顯著增強乳化炸藥的抗壓力減敏能力，“熱點”是乳化炸藥壓力減敏的最主要因素，儲氫材料“動態敏化”作用是使抗減敏能力增強的重要原因。 (6)確定了“石蠟和硬脂酸作為包覆材料的溶膠-凝膠包覆法”，石蠟包覆的MgH2型複合敏化儲氫乳化炸藥的猛度超過24mm，達到軍用炸藥RDX的水平；包覆的MgH2能夠起到動態敏化效果，具有很好的防水性能，但抗氧化能力有待提高。 (7)穩定性試驗表明，MgH2型儲氫複合乳化炸藥在儲存5個月後爆轟性能沒有太大改變，儲存穩定性符合要求。 (8)在本項目資助下，課題組深入開展了儲氫型高能炸藥和物理儲氫乳化炸藥的研究工作，並將儲氫型乳化炸藥成功套用於爆炸複合、爆破工程等領域。 綜上，本項目所研究的儲氫型乳化炸藥技術有效提高了乳化炸藥的爆炸性能、安全性和穩定性，研究得到的有關儲氫炸藥的理論和試驗參數有助於拓展炸藥技術和非理想炸藥爆轟的研究。項目負責人已完成基金申請書中的研究內容，本項目的研究成果對爆炸力學、炸藥理論、實驗技術都具有重要意義，具有軍事和民用套用前景。
