含能快遞

(張光全 編譯)

美陸軍為155 mm口徑炮彈研制低共熔鈍感熔鑄炸藥

對于炮彈的IM裝藥，炮彈的口徑越大，所用的裝藥就要求越鈍感。對于155 mm口徑的炮彈，常用的IMX-104很難滿足其鈍感要求。為了配置出適用155 mm的彈藥，美陸軍重新審視了以前研究過的甲基硝基胍(MeNQ)與硝酸銨(AN)的低共熔炸藥。為了克服原配方中AN需要添加相穩(wěn)定劑和吸濕性問題，新配方中采用了二乙烯三胺三硝酸鹽(DETN)和乙二胺二硝酸鹽(EDDN)代替AN，再加上原配方中的高堆積密度硝基胍(HBNQ)，由MeNQ/DETN/EDDN/NQ四種含能材料組成了一種熔點(diǎn)約為122 ℃的新型低共熔體系。這種新型的低共熔體系能量高，MeNQ/DETN/EDDN/HBNQ組成比為25.4/34.9/33.4/6.3的低共熔體系爆速達(dá)到7.88 km·s-1，只需添加6%的RDX爆速就可達(dá)到8.09 km·s-1。由于含RDX少，因而得到的配方感度低，可用于155 mm口徑炮彈的IM裝藥。源自：StephenA.Aubert,BrianD.Roos.Meltcastinsensitiveeutecticexplosive：US8663406B1 (2014) [P].

美海軍研究IM應(yīng)用的新型發(fā)射藥

在歐美等西方國家廣泛使用了由91%的硝化棉、1%二乙基二苯基脲、3%硬脂酸丁酯、1%碳酸鉛、1%硫酸鉀和3%揮發(fā)性組分構(gòu)成的BS-NACO槍炮發(fā)射藥，在鈍感彈藥(IM)時(shí)代的今天，這種BS-NACO發(fā)射藥滿足不了IM要求，特別慢速烤燃、破片撞擊和子彈射擊的IM試驗(yàn)方面。為此，美國海軍研制出了一種由HMX或RDX鈍感含能組分GUDN和惰性粘結(jié)劑組成的新型無硝化棉的槍炮發(fā)射藥，其中一個(gè)代表性的配方為40%的RDX、32%的GUDN、2.6%的AETC、5.3%的纖維素醋酸-丁酸酯(CAB)、17.5%的羥丙基纖維素(HPC)、0.7%的Vestenamer?8012助劑、0.4%二乙基二苯基脲、1%的硫酸鉀和0.5%的氧化鉍組成。該類發(fā)射藥能從5到54英寸口徑的炮彈產(chǎn)生超過2680 ft/s的最大彈丸速度，烤燃試驗(yàn)達(dá)到了Type 4，破片撞擊試驗(yàn)達(dá)到了Type 3。

源自：ChristineMMichienzi,ChristineDKnott,BrianJ.Isle.Insensitivegunpropellant,ammunitionroundassembly,armamentsystem,andrelatedmethods：US8778104B1 (2014) [P].

美海軍研究含碘酸金屬鹽的無鉛始發(fā)藥

含鉛始發(fā)藥對人的健康和環(huán)境都有危害，美國政府每年都要花數(shù)百萬美元來消除商用和軍用始發(fā)藥產(chǎn)生的鉛危害。在商業(yè)應(yīng)用中，已經(jīng)有基于重氮二硝基苯酚的無鉛點(diǎn)火藥出售，但無法滿足軍用無鉛始發(fā)藥的應(yīng)用。為此，美海軍近來研制出了基于納米級碘酸金屬鹽的軍用無鉛始發(fā)藥，其中碘酸金屬鹽可以從AgIO3、Bi(IO3)3、Cu(IO3)2、Zn(IO3)2、Mn(IO3)2、Sr(IO3)2、Ca(IO3)2、KIO3和NaIO3中選擇，粒徑要求小于500 nm；作為燃料的金屬粒徑需小于200 nm，可以從鋁、鎂、鈦、硼、硅和鋯中選擇。通過對由15%的80 nm鋁、56%的235 nm AgIO3、25%氣體發(fā)生劑、2% Kel-F和2%碳組成的典型配方與標(biāo)準(zhǔn)的含鉛M52A3B1配方和一個(gè)含MoO3配方的對比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)它們完全能滿足4ms作用時(shí)間的要求，并表現(xiàn)出良好的低溫性能。源自：CurtisE.Johnson,KelvinT.Higa.Lead-freepyrotechnicandprimaryexplosivecompositionscontainingmetaliodates：US8801878B1 (2014) [P].

美陸軍擬用氯化蠟和油配制可代替C4炸藥的模壓炸藥

C4炸藥是由91%的RDX、5.3%增塑劑、2.1%的粘結(jié)劑和少量溶劑加工而成的一種塑性炸藥，廣泛地用于民用炸藥和軍用炸藥。在鈍感彈藥時(shí)代的今天，C4炸藥已經(jīng)不能滿足軍用IM要求，為此美陸軍擬用氯化蠟和氯化油代替C4炸藥中的增塑劑和粘結(jié)劑，配制出能代替C4炸藥的新型可模壓加工炸藥。該類炸藥由60%～75%的炸藥組份、25%～35%的氯化蠟和0～5%的氯化蠟組成，其中炸藥組份可從RDX、TNT、TATB和CL-20中選擇。該新型可模壓加工炸藥的能量只有C4炸藥的90%，但是擁有良好的IM性能。源自：AnthonyR.DiStasio,SanjeevK.Singh,DanielZaloga,etal.Moldableexplosivesformulatedwithchilorinatedwaxesandoils：US8911575B1 (2014) [P].

其中，i等于 1時(shí)表示 2000年，n表示 2000—2014年的年份數(shù)，IMPORTi表示輸入的數(shù)據(jù)，在本研究中代表 NDVI或 RUE，Slope則表示 NDVI或RUE從2000—2014年的變化趨勢。

美南加州大學(xué)開發(fā)出一種替代高氯酸銨的綠色氧化劑

高氯酸銨(AP)是推進(jìn)劑、炸藥、煙火劑以及彈藥中常用的一種氧化劑，由于對人的健康和環(huán)境存在危害，人們一直在尋找它的綠色替代物。近來，南加州大學(xué)合成得到如圖所示的帶硝基的三唑、四唑硼化合物的有機(jī)鹽，由于這類離子型化合物耐水解、熱穩(wěn)定性良好，同時(shí)又具有足夠多的氧原子，可以取代高氯酸銨用作綠色氧化劑。

源自：RalfHaiges,KarlO.Christe,CjBiglerJones.High-performingstablegreenreplacementsforammoniumperchlorate:US2014/0350266A1 (2014) [P].

英國利用膜乳化技術(shù)代替物理研磨制備炸藥粒子

膜乳化的概念由日本學(xué)者Nakashima于20世紀(jì)90年代首次提出，它的最大的優(yōu)勢在于應(yīng)用不同孔徑的膜可制得不同尺寸的液滴，且粒徑均一可控。近來，英國Roxel公司利用如圖所示的膜乳化裝置，利用15， 20， 30， 50， 100 μm孔徑的膜制備出硝化棉(NC)、RDX、高氯酸銨(AP)和ADN等含能材料粒子。

源自：WILLIAMSON,Matthew,James,Ian.Processingexplosives:US2014/0367003A1 (2014).(等同于WO2013/093419A2)

美海軍合成出二硝基四氮雜金剛烷衍生物

加拿大開發(fā)出凝聚炸藥中鋁的反應(yīng)延遲時(shí)間計(jì)算經(jīng)驗(yàn)式

鋁與氧反應(yīng)能產(chǎn)生30 kJ·g-1的能量，相應(yīng)的PETN只產(chǎn)生6.3 kJ·g-1，因此實(shí)際應(yīng)用中鋁被廣泛地加入到炸藥和推進(jìn)劑配方中。有關(guān)推進(jìn)劑的低壓燃燒環(huán)境，人們已經(jīng)就其中鋁的燃燒進(jìn)行了大量的計(jì)算研究，在凝聚炸藥中，有關(guān)鋁燃燒基本計(jì)算很少，為此加拿大的研究人員經(jīng)過研究得到了凝聚炸藥中鋁反應(yīng)延遲時(shí)間的通用經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式。該關(guān)系式是鋁粒徑和炸藥氣體溫度的函數(shù)，用它預(yù)計(jì)的反應(yīng)延遲與低溫和高溫炸藥中得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)是一致的。在該研究中，他們采用了一個(gè)熱傳導(dǎo)轉(zhuǎn)換模型用于評測固體鋁粒子的表面溫度，研究顯示鋁反應(yīng)延遲時(shí)間接近鋁粒子升溫到其熔點(diǎn)溫度(隨壓力變化而變化)的時(shí)間。源自：SekK.Chan.ReactionDelayofAluminuminCondensedExplosives[J].Propellants,Explosives,Pyrotechnics, 2014, 39(6):897-903.

南理工開發(fā)出低分子量的含能粘結(jié)劑PDFAMO

作為潛在的含能粘結(jié)劑，聚(3-二氟氨甲基-3-甲基氧雜環(huán)丁烷)(PDFAMO)用在PBX和推進(jìn)劑中可提高配方的總能和改善金屬的燃燒性能，以前通過陽離子聚合得到是大分子量的PDFAMO，低分子量的PDFAMO還未提及，為此南理工通過降低反應(yīng)溫度和進(jìn)料速度得到了平均分子量為6000的PDFAMO。用DSC分析研究了PBX和推進(jìn)劑中含能組分和惰性材料與該低分子量PDFAMO的相容性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)PDFAMO與RDX、TNT、2,4-二硝基苯甲醚、PETN、高氯酸銨、鋁粉、三氧化二鋁和1,3-二乙基-1,3-二苯基脲相容，與HMX、CL-20、NTO、硝酸銨、鎂、硼、炭黑、二苯胺、N-甲基-對硝基苯胺(PNMA)不相容。源自：HuanLi,RenmingPan,WanjunWang,etal.ThermalDecomposition,KineticsandCompatibilityStudiesofPoly(3-difluoroaminomethyl-3-methyloxetane) (PDFAMO) [J].Propellants,Explosives,Pyrotechnics, 2014, 39(6): 819-829.

西安近代化學(xué)研究所詳細(xì)報(bào)道了二(硝基呋咱基)呋咱的合成

二(硝基呋咱基)呋咱又叫3,4-雙(4′-硝基呋咱基-3′)呋咱(BNFF-1，文章中稱為BNFF)，在美國又叫LLM-172，密度1.839 g·cm-3，熔點(diǎn)為84 ℃，爆速8680 m·s-1，撞擊感度>25 J，是一種綜合性能優(yōu)異的低感低熔點(diǎn)炸藥，且初始分解溫度遠(yuǎn)高于它的熔點(diǎn)，美國LLNL在2012年就開始嘗試研究用BNFF-1代替TNT配制熔鑄炸藥。西安近代化學(xué)研究所在2012年一篇文章就提及到它，今天在此文詳細(xì)報(bào)道了它的合成過程(Scheme 1)，并測試了晶體結(jié)構(gòu)，試驗(yàn)研究了與其它含能材料的相容性。

Scheme 1

源自：YuZhang,ChengZhou,BozhouWang,etal.SynthesisandCharacteristicsofBis(nitrofurazano)furazan(BNFF),anInsensitiveMaterialwithHighEnergy-Density[J].Propellants,Explosives,Pyrotechnics, 2014, 39(6): 809-814.

美陸軍研究軍事訓(xùn)練區(qū)殘存白磷的危害

源自：MichaelR.Walsh,MarianneE.Walsh, ?yvindA.Voie.PresenceandPersistenceofWhitePhosphorusOnMilitaryTrainingRanges[J].Propellants,Explosives,Pyrotechnics, 2014, 39(6): 922-931.

美陸軍研究意外燃燒或爆炸產(chǎn)生氟化氫的補(bǔ)救措施

源自：KelleyCorinneCaflin,PaulE.Anderson.In-situRemediationofHydrogenFluorideDuringaDetonationEvent[J].Propellants,Explosives,Pyrotechnics, 2014, 39(6): 904-908.