钝感双基发射药老化迁移机理及动力学过程
2021-12-02丁亚军李世影赵先正肖忠良
含能材料 2021年11期
梁 昊,丁亚军,李世影,赵先正,肖忠良
(1. 南京理工大学化工学院,江苏 南京 210094;2. 特种能源材料教育部重点实验室(南京理工大学),江苏 南京 210094)
1 引言
轻武器是一类应用最广、数量最多的武器种类,其水平是军事强国的特征标志之一[1]。目前,世界各国轻武器发射装药广泛采用钝感双基球形(扁)药,该药具有装填密度高、流散性好、弹道优良等特点。但是钝感剂为极易扩散的小分子物质,可能随着武器的使用地域、温差、湿度等不同而发生巨大变化,给武器的使用安全性带来了严重的威胁[2]。随着武器信息化、人性化的发展,对武器的烟、焰、残渣、精度、使用安全性、尤其是弹道稳定性等方面提出了更高的要求[3]。
化学安定性对发射药的制造、贮存和使用具有十分重要的意义[4]。发射药的初始热分解的部分产物,通常对发射药的后续分解具有催化作用,使得发射药热分解反应加速,贮存安定性变差。实际生产中通过添加二苯胺(DPA)、二甲基二苯脲(C2)等化学安定剂来提高发射药的化学安定性,原理是安定剂能够和发射药的热分解产物发生反应,从而抑制发射药的热分解自催化作用[5-6]。
近年来在测试一些贮存老化后钝感双基发射药的性能时发现,虽然发射药基体中的安定剂消耗量低于50%阈值[7],即贮存安定性满足要求,但在射击时出现了严重的超压现象,显著影响了轻武器的精度要求及使用安全性。这种现象产生的根本原因是,钝感发射药为非均质体系,钝感剂在钝感发射药表面呈一定的梯度分布,老化过程中在浓度差和温度驱使下发射药表面的钝感剂逐渐向内部扩散,导致发射药表面阻燃效果下降,起始燃烧活度变大,膛压升高。……
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