摘要
为解决 155mm 发烟子母弹抛撒药能量高、对子弹造成损伤而影响子弹安全、作用效果的问题，本文设计了一种低能（爆速、爆热、爆容等）抛撒药。在研究影响抛撒药爆炸性能（爆速、爆热、做功能力等）因素的基础上，选择爆炸能量较低、临界直径较小的TNT为抛撒药的主体炸药；以能量较低的黑火药（BP）作为抛撒药的能量调节剂（添加剂）；以粘结能力强、软化点较高的酚醛树脂（PF）作为抛撒药的粘结剂；应用分子动力学等方法模拟了三种不同粘结剂体系的低能抛撒药配方；为使原材料混合物（TNT、BP）细化、混合更均匀，采用湿法球磨工艺对 TNT 和 BP 的混合物进行预处理；采用超声波辅助湿法混合-溶剂蒸发法制备出低能抛撒药；以爆速、爆热为判据并结合模拟计算结果确定了低能抛撒药的最佳配方，并对其进行了性能测试和抛撒试验验证。本文主要的研究内容如下： （1）在比较各类炸药的能量、感度和安全性、热安定性基础上，选择爆炸能量较低、临界直径较小的 TNT 作为低能抛撒药的主体炸药，以爆速、爆热和临界直径较小的BP作为添加剂；采用分子动力学方法模拟计算了酚醛树脂（PF）、顺丁橡胶（BR）、聚乙二醇（PEG）三种粘结剂与 TNT 和 BP 间的结合能（Ebind）、内聚能密度（CED）、径向分布函数（RDF）以及力学性能，确定 PF 为最佳粘结剂；理论计算得出了该低能抛撒药的氧平衡、爆速、爆热、爆容、爆温；结合低能抛撒药的爆速、爆热技术指标，确定的最佳配方比例为：m（TNT）/m（BP）/m（PF）=65/30/5；低能抛撒药理论氧平衡为-0.47g，爆速为4555m/s，爆热为3904kJ/kg，爆容为417.0L/kg，爆温为2065℃。 （2）以无水乙醇为分散介质，采用湿法球磨工艺对TNT和BP混合物进行细化、混合均匀的预处理；以无水乙醇为溶剂，采用超声波辅助湿法混合-溶剂蒸发法制备出了低能抛撒药造型粉。 （3）对该低能抛撒药的主要性能进行了测试：撞击感度和摩擦感度分别为 10%和12%；5s延期爆发点为310℃；火焰感度（50%发火高度）为2.10cm；静电火花感度为0%；热分解峰温和热爆炸临界温度分别为472.32K和478.75K，活化能为220.05 kJ/mol，吉布斯自由能（△G）为138.28kJ/mol；真空安定性试验的放气量为 0.03ml/g，放气量小于2ml/g，真空安定性和内相容性好；爆速和爆热的测试值分别为4428m/s、3848kJ/kg；贮存期不低于 20 年；抛撒验证试验证明该低能抛撒药能使 155mm 发烟子母弹顺利开舱，模拟子弹初始速度平均值为70m/s，抛散半径平均值为100m，基本无破损，满足了技术指标子弹（1.0kg）抛撒初始速度不低于60m/s、抛散半径不小于90m的技术要求。
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