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储氢材料在中的应用
摘要:具有安全、环保、稳定的特点,在工程爆破中得到了广泛应用向乳化基质中添加储氢材料能够提高的作功力量,改善的爆炸性能。通过水下爆炸试验和猛度测定试验,争论了两种储氢材料敏化的爆炸能量输出特性,并与玻璃微球敏化的传统进展比较。争论结果说明:储氢材料能够显著改善
的爆炸特性,其中储氢材料MgH敏化的能量增加
2
了32%,储氢材料TiH冲击波衰减时间增加了42%。储氢材料
2
水解产生的H2起到敏化作用并参与爆炸反响,因此其总输出能量会大于现有的输出能量。储氢材料在中起到了敏化剂和含能材料的双重作用。
关键词:爆炸力学;;冲击波;储氢材料
1、引言
具有优良的抗水、安全、爆炸、贮存性能和雷管起爆感度,以及符合环保要求的良好特征,在工程爆破中得到了广泛应用,但是传统爆炸威力较低。法国诺贝尔炸药公司于1997年研制出能够代替代那买特的高能Emulstar8000,TNT当量威力1.19,在300mm钢管中爆速5000m/s。通过向里参加硝化纤维粉末来取代铝粉,以提高炸药做功力量。
国内通过设计乳化基质配方提高的爆炸威力。国内外高威力大多含有猛炸药、过氯酸盐或高能燃料,提高了炸药的感度。提高爆热能有效增加炸药的做功力量,在炸药中添加铝粉是常
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用的方式,但铝粉会降低炸药爆压、提高炸药感度,且铝粉颗粒易被氧化,影响存储稳定性;通过转变乳化基质配方的方法虽然能够肯定程度的提高的爆炸威力,但是工艺简单,影响了其大面积的推广应用。
主要成分是乳化基质,但是乳化基质自身没有雷管感度,它必需通过物理或化学方法敏化制成后才能起爆,传统敏化方式有化学敏化、物理敏化〔常用玻璃微球和珍宝岩敏化〕,但这些敏化材料不是含能材料,对提高炸药能量没有帮助。储
氢材料MgH和TiH是型含能材料,在肯定条件下乳化基质中的
2 2
储氢材料MgH
和TiH会水解释放出H,起到敏化作用;氢气的能
2 2 2
量密度较高,是液态碳氢燃料的3倍,因而可以增加炸药的爆炸威力;
H同氧气作用时,唯一产物是水,不产生任何污染;通过向乳化基
2
质中添加储氢材料来提高的爆炸威力的方法,对乳化基质没
有特别要求,因而具有巨大的应用前景。储氢材料MgH和TiH在
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中起到了敏化剂和含能材料的双重作用。将储氢材料作为敏化剂和含能材料参加到乳化基质中制成,制备适应于不同爆破环境的特种。
2、储氢材料作用
1、作用原理
乳化基质中的NHNO水解会使乳化基质呈弱酸性,当储氢材
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料MgH和TiH参加到乳化基质后,外围的储氢材料会与H+反响
2 2
生成H,破坏了储氢材料MgH和TiH的储氢构造,使其中储存的
2 2 2
2
H释放出来。生成的H在乳化基质中形成了一个个均匀分布的小气
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泡,起到了敏化作用。为了便于数学描述,又不失热点的根本特征,将均匀分散在乳化基质中储氢材料微团和它四周的乳化基质简化为球壳元胞模型。依据Kim的微孔洞弹粘塑性塌缩热点理论,当冲击波拂过储氢型复合时,压缩氢气泡形成热点,且热点处的温度随时间而上升。空穴四周的整个化学反响与经典表层燃烧形式相似,热量从高温高压气体传到乳化基质中,在乳化基质中形成很大的温度梯度,使其外表发生固相到气相的转化,完成燃烧到爆轰的过程,并为后爆炸药的爆炸供给能量,从而使爆轰反响持续进展下去。
2、储氢材料对威力影响
储氢材料MgH敏化与玻璃微球敏化的水下爆炸试验
2
数据见表2比照可知,储氢材料MgH敏化的的冲击波超
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压、比冲量、冲击波能和能流密度都有了很大的增加,其中冲击波超压提高了8.6%、比冲量增加了12.4%、能流密度和冲击波能都增加了
32%以上。储氢材料MgH在乳化基质快速水解产生H从而引入均
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匀分布的小气泡,在冲击波作用下形成了一个“灼热点”,起到了敏
化的效果。气泡中的H
2
是含能分子,H
爆炸提高了炸药的爆炸威力。
2
3
3、储氢材料对猛度的影响
作功力量和猛度是推断炸药爆炸威力的重要因素,试验对两种储氢材料敏化的进展了测量,并与玻璃微球敏化的进展了比较。
表3列出的是三种铅铸铅铸压缩值压缩值。
由表3可知,储氢材料MgH敏化的的猛度和爆速最
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大,储氢材料TiH敏化的与玻璃微球敏化的猛度
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和爆速相当。由水下爆炸试验可知,储氢材料MgH敏化的
2
能量最大,储氢材料TiH和玻璃微球敏化的能量输出接近,
2
而输出能量的大小又直接影响到炸药的作功力量,因此在猛度测试体
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现在铅柱压缩高度。在乳化基质中,储氢材料MgH比TiH简洁水
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解,储氢材料TiH敏化的中含有未水解的储氢材料较多,
2
敏化效果不及储氢材料MgH。在炸药爆炸过程中,未水解的储氢材
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料TiH在
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