低爆速密度調(diào)節(jié)劑在炸藥中的應(yīng)用

低爆速密度調(diào)節(jié)劑在炸藥中的應(yīng)用

低爆炸速炸藥可通過(guò)與一定比機(jī)混合的速度指數(shù)來(lái)制備，密度控制器通常由帶微觀材料或微粉末顆粒組成。由于上述物質(zhì)為在猛炸藥中不參與反應(yīng)或雖參與反應(yīng)但熱效應(yīng)極小的成分,且其堆積密度較小,這樣,在猛炸藥體系中就形成了均勻細(xì)小的空隙而使猛炸藥密度降低,從而達(dá)到稀釋猛炸藥進(jìn)而降低爆速之目的。不同的降密材料,其對(duì)猛炸藥的稀釋能力也不同,而具備較強(qiáng)稀釋能力的材料,正是低爆速炸藥配方所必需的。本文就幾種可作為密度調(diào)節(jié)劑的常見(jiàn)的降密材料對(duì)于黑索金的稀釋能力進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)研究,同時(shí)考慮其它相關(guān)條件,對(duì)其進(jìn)行優(yōu)選,從而為低爆速炸藥配方研究中關(guān)于密度調(diào)節(jié)劑的選擇提供借鑒。1降密材料的篩選根據(jù)材料價(jià)格低廉、來(lái)源廣泛、取材方便以及無(wú)毒副作用和盡可能的全面多樣性等原則,將以下這些常見(jiàn)的輕質(zhì)微粉顆粒物列為密度調(diào)節(jié)劑的預(yù)選對(duì)象,它們分別是白炭黑、木粉、炭粉、蛭石粉和膨脹珍珠巖粉。此五種降密材料,除木粉外,其它均為市售產(chǎn)品,不同大小的顆粒也均經(jīng)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)篩篩取,并分別在紅外線干燥箱中烘至3～5h。經(jīng)檢測(cè),這些材料在三種顆粒度下的密度如表1所示。2降密材料含量對(duì)爆擊穩(wěn)定性的影響將黑索金與作為密度調(diào)節(jié)劑的降密材料以一定配比機(jī)械混勻,即成為爆速較低的混合炸藥,隨著降密材料含量的增加,混合炸藥爆速隨之降低,當(dāng)此含量超越了一最大許可值,則該混合物就難以產(chǎn)生爆轟。為使稀釋能力試驗(yàn)有可靠的數(shù)據(jù)保證,不至因配比選擇不當(dāng)而出現(xiàn)較多的不爆或半爆現(xiàn)象,有必要通過(guò)簡(jiǎn)易試驗(yàn)法先期對(duì)降密材料不同含量時(shí)的混合炸藥爆轟情況進(jìn)行初步調(diào)查,以大致掌握其最大許可含量。制備混合炸藥30g,在自然密度下用塑料袋進(jìn)行包裝,1發(fā)8號(hào)電雷管起爆,通過(guò)觀察爆后有無(wú)殘留物及對(duì)周圍的破壞情況,可初步判斷爆與非爆狀態(tài),結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可以看出,在降密材料含量達(dá)到40%時(shí),大多數(shù)混合物爆轟不穩(wěn)定甚至完全拒爆。由于30g袋裝炸藥傳爆距離有限,如用裝藥管試驗(yàn)要求有一定的穩(wěn)定傳爆距離時(shí),則降密材料的最大許可含量還應(yīng)有一定的減小。為此,在下面的稀釋能力試驗(yàn)中,將降密材料的含量定在30%以內(nèi)。33.1降密材料的參數(shù)擬合曲線實(shí)驗(yàn)中,降密材料的稀釋能力主要通過(guò)在其不同含量時(shí)混合炸藥的爆速值加以反映。各種降密材料在不同含量時(shí)分別與黑索金組成的混合炸藥的爆速測(cè)試采用導(dǎo)爆索法,其中,裝藥直徑為32mm,1發(fā)8號(hào)電雷管起爆。各降密材料顆粒度均為0.18mm(80目),測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表3。為了更直觀清楚地反映D—Y、D—ρ的變化情況,對(duì)表3中的數(shù)據(jù)采用回歸擬合程序在微機(jī)上進(jìn)行D—Y、D—ρ曲線擬合,得到各降密材料的D—Y、D—ρ變化曲線如圖1、圖2所示。其數(shù)學(xué)關(guān)系式分別為:白炭黑:D=0.0008457Y木粉:D=0.00144Y炭粉:D=0.0005864Y蛭石粉:D=0.00099357Y膨脹珍珠巖粉:D=0.00152Y其數(shù)學(xué)關(guān)系式分別為:白炭黑:D=-10.99829ρ木粉:D=14.92798ρ炭粉:D=149.75822ρ蛭石粉:D=72.67518ρ膨脹珍珠巖粉:D=18.13868ρ通過(guò)表3、圖1的爆速對(duì)比可以看出,此五種降密材料對(duì)于黑索今的稀釋能力由強(qiáng)到弱依次為白炭黑、膨脹珍珠巖粉、木粉、蛭石粉、炭粉,但由于白炭黑在混合炸藥中的最大許可含量相對(duì)較小,所以其絕對(duì)稀釋能力(即混合炸藥爆速的降低程度)卻要弱于膨脹珍珠巖粉。此外,通過(guò)表3、圖2還可以看出,就同一種降密材料與黑索今組成的混合炸藥而言,其爆速隨密度的變化是成正比的;然不同種類的混合炸藥間卻沒(méi)有這種關(guān)系,也即降密材料的降密性能好不等于稀釋能力強(qiáng),如膨脹珍珠巖粉與木粉、蛭石粉與炭粉之間就說(shuō)明了這一問(wèn)題。3.2膨脹珍珠巖粉降密材料的優(yōu)選主要遵循兩個(gè)原則:一是其對(duì)猛炸藥的稀釋能力強(qiáng);二是與猛炸藥的化學(xué)相容性好以及工藝上容易與之均勻混合。首先,在稀釋能力較強(qiáng)的兩種降密材料中,白炭黑在其含量25%以內(nèi)的稀釋能力雖然強(qiáng)于膨脹珍珠巖粉,但由于前者的最大許可含量較小,其絕對(duì)稀釋能力卻弱于后者;其次,由于白炭黑本身密度極小,與猛炸藥密度相差較為懸殊,因而在配制工藝上也就難以保證獲得混合均勻的炸藥,而膨脹珍珠巖粉在此方面就明顯優(yōu)于白炭黑。無(wú)疑,經(jīng)優(yōu)選作為密度調(diào)節(jié)劑的降密材料是膨脹珍珠巖粉。前面試驗(yàn)所選的膨脹珍珠巖粉顆粒度為0.18mm,為優(yōu)選有利于增強(qiáng)稀釋能力的顆粒大小,取膨脹珍珠巖粉含量為30%,分別對(duì)其顆粒度為0.18mm(80目)、0.30mm(60目)和0.40mm(40目)時(shí)與黑索今組成的混合炸藥爆速進(jìn)行測(cè)試,結(jié)果見(jiàn)表4。顯然,膨脹珍珠巖粉小顆粒度比之大顆粒度對(duì)于黑索今的稀釋能力更強(qiáng)。綜上所述,本文最終優(yōu)選的密度調(diào)節(jié)劑為顆粒度小于0.18mm(80目)的膨脹珍珠巖粉。4密度調(diào)節(jié)劑的使用通過(guò)密度調(diào)節(jié)劑優(yōu)選的試驗(yàn)研究,本文可以得出以下幾點(diǎn)結(jié)論:(1)在常見(jiàn)的降密材料中,膨脹珍珠巖粉除了價(jià)格低廉、原料豐富等通常特點(diǎn)外,還具有對(duì)猛炸藥稀釋能力強(qiáng)和最大許可含量較高的優(yōu)點(diǎn),可以作為兩組分乃至多