负压环境对乳化炸药爆轰性能影响及爆炸焊接应用研究

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随着工业炸药的快速发展,其在工程爆破、特种爆破等领域的应用越发成熟。其中,乳化炸药作为含水型炸药,由于其良好的抗水特性、稳定的爆轰性能和存储性能以及生产成本低、使用安全等优点,从而得到了深入的研究与使用。然而乳化炸药在工业应用中,依然会面临爆炸威力低、在低温低压复杂环境下性能不稳定等问题,本文将含能树脂微球作为气泡敏化剂引入到乳化基质当中,制得一种高威力乳化炸药。同时,探究在不同真空度环境下,含能树脂微球敏化乳化炸药与传统乳化炸药爆炸性能的变化趋势差异;并以含能树脂微球敏化乳化炸药为基,研制低爆速乳化炸药并展开负压环境下铝/钢爆炸焊接试验。将不同含量的含能树脂微球添加到乳化基质当中,制备出不同微球含量的含能树脂微球敏化乳化炸药,通过爆速测试表明:随着微球含量的提高,爆速先增加后下降;当微球含量为0.6%时,测到最高爆速达到5245 m·s-1。并将该乳化炸药与玻璃微球敏化乳化炸药和化学敏化乳化炸药进行爆轰性能对比,实验结果表明:含能树脂微球敏化乳化炸药的爆速较玻璃微球敏化乳化炸药和化学敏化乳化炸药分别提高了5.32%、3.05%;通过爆热量热仪法测得含能树脂微球敏化乳化炸药爆热为4423.5 k J·kg-1,较玻璃微球敏化乳化炸药和化学敏化乳化炸药分别提高了8.75%、5.11%;以上实验结果均说明含能树脂微球敏化乳化炸药爆炸性能优于传统配方乳化炸药,其对于乳化炸药新配方的研制以及新型高能乳化炸药的应用都具有一定的研究意义。采用空中爆炸实验,改变实验环境,得到乳化炸药在不同真空度环境(0~-80KPa)的爆炸冲击波压力曲线,通过整理计算得到:在常压环境中,相同质量球形药包,含能树脂微球敏化乳化炸药冲击波超压最大,较玻璃微球敏化乳化炸药和化学敏化乳化炸药分别提高了18.4%、8.2%。在负压环境下,随着真空度增大,三种乳化炸药冲击波超压、正压作用时间、冲量等参数均有不同程度下降,其中含能树脂微球敏化乳化炸药与玻璃微球乳化炸药参数下降趋势都较为缓慢,而化学敏化乳化炸药各项参数下降幅度较大,当真空度为-80 KPa时,含能树脂微球敏化乳化炸药与玻璃微球敏化乳化炸药冲击超压分别衰减达11.02%、11.47%,冲量分别衰减达46.81%、44.50%,而化学敏化乳化炸药冲击波超压衰减高达39.69%,冲量衰减高达72.34%。用含能树脂微球敏化乳化炸药当载体,通过添加一定含量的工业食盐为稀释剂,制备出用于爆炸焊接的炸药,分别在常压环境与真空度为-90 KPa环境下进行铝/钢爆炸焊接试验,实验结果表明:负压环境下金属试件抗拉强度相对提高了8.06%左右。相对于负压环境,常压环境中爆炸焊接复合板界面处出现明显熔化层偏厚、孔洞偏多现象。图50表14参99
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