摘要：为探究乳液型炸药油墨与喷墨打印工艺结合的可行性,设计了以氟碳树脂(FEVE)的乙酸乙酯溶液为油相,聚乙烯醇(PVA)水溶液为水相的水包油(O/W)型双组分黏结剂体系,并选用微纳米HMX为主体炸药,制备O/W悬浮型炸药油墨进行了喷墨打印。采用电子密度测试仪、激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、纳米压痕仪、同步热分析TG-DSC、撞击和摩擦感度测试仪对喷墨打印成型样品的密度、形貌、力学性能、热安全性能、撞击感度和摩擦感度进行了表征,对喷墨打印成型样品的爆速和临界尺寸进行了测试。结果表明:喷墨打印成型样品表面较平整,线平均粗糙度为7.346µm,且内部颗粒分布紧实,内部的HMX未转晶,热稳定性及力学性能较好。样品的实测密度为1.5326 g·cm^(-1)(83%TMD);样品的撞击能为7 J,摩擦荷重为144 N,截面尺寸1 mm×1mm打印样品的爆速为7076 m·s^(-1)和临界尺寸为1 mm×0.087 mm,具有优异的安全性能和微尺度爆轰性能。

摘要：为实现硼系延期药的线性和延期网络的构筑,并研究药线形态下的延期性能,以硼、氧化铜为延期药主体装药,F2602橡胶为黏结剂,选择N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,设计了适用于微笔直写工艺的油墨配方,采用微笔直写工艺对不同硼/氧化铜油墨配方进行直写成型,并设计了简单的延期网络。使用流变仪测试了油墨的动态黏度,通过高速摄影技术测试了延期药线的线性燃速,并借助扫描电镜、X射线衍射装置表征了固体反应产物的形貌和组成。结果表明,借助微笔直写技术制备的定制化延期药线打印精度高,厚度控制在(0.90±0.03)mm,燃速的最大相对误差为5.8%,可实现6~20mm/s燃速范围内的精准调控;当硼质量分数5%时,燃速可达20.96mm/s;当硼质量分数为10%~30%时,燃速先从11.76mm/s平缓上升至12.91mm/s左右。之后,燃速随着硼含量的增加急速下降至6.78mm/s;当硼质量分数为25%时,硼/氧化铜延期药线可在列间距大于5mm的延期网络中稳定燃烧。对硼/氧化铜的燃烧产物进行XRD分析说明,硼与氧化铜在硼质量分数为5%时燃烧生成Cu_(2)O和Cu,随着硼含量的升高,反应完全,燃烧产物为Cu。

摘要：为了解决六硝基六氮杂异伍兹烷(CL‑20)基全液型炸药油墨微喷成型的主体炸药转晶和成型效率低等问题,以聚乙烯醇(PVA)的水溶液为胶体悬浮液,以微纳CL‑20颗粒为悬浮颗粒,设计并配制了与3D微喷打印相兼容的悬浮型炸药油墨,并采用3D微喷技术对炸药油墨进行打印成型。通过密度计、激光共聚焦显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、纳米压痕仪对成型样品的性能进行表征,并测试了样品的撞击感度、摩擦感度和爆速,在此基础上研究了微纳CL‑20颗粒含量与微型传爆药性能之间的关系。结果表明:随着炸药油墨中微纳CL‑20颗粒含量的增大,墨滴成型后“咖啡环”现象逐渐明显,药线单层沉积厚度增加,打印成型效率增大,但孔隙率则逐渐增大。主体炸药CL‑20在3D微喷打印过程中没有晶型的转变,仍为ε型。当成型样品中微纳CL‑20颗粒的含量与黏结剂的比例为9∶1时,样品的实测密度为1.638 g·cm^(-3)(86.19%TMD),弹性模量为5.43 GPa;其撞击感度、摩擦感度和爆速分别为4 J、240 N和7689 m·s^(-1),展现了较好的安全性能及微尺度传爆能力。

摘要：为了设计点火燃烧性能良好且兼容微笔直写工艺的B/KNO_(3)(BPN)点火药配方,分别以聚偏氟乙烯(PVDF)、聚偏氟乙烯⁃三氟氯乙烯(F_(2311))、聚偏氟乙烯⁃六氟丙烯(F_(2602))、聚偏氟乙烯⁃六氟丙烯⁃四氟乙烯(F_(2461))、乙基纤维素(EC)、硝化纤维素(NC)、PVDF/NC为黏结剂,设计和制备了7种BPN基点火药油墨,并采用微笔直写装药工艺直写成型,考察了黏结剂种类对样品成型效果、点火燃烧特性和热分解特性的影响。结果表明,黏结剂组分的变化会导致BPN油墨的稠度指数表现一定的差异性,其稠度指数顺序为EC/B/KNO_(3)>PVDF/B/KNO_(3)>PVDF/NC/B/KNO_(3)>NC/B/KNO_(3)>F_(2311)/B/KNO_(3)>F_(2602)/B/KNO_(3)>F_(2461)/B/KNO_(3),且不同稠度指数的油墨最终呈现不同的成型效果,直写样品截面矩形度的变化趋势与稠度指数一致;氟橡胶为黏结剂的BPN具有较高的燃速和较短的点火延迟,且氟橡胶H含量越高,样品线性燃速越快,不同黏结剂的BPN线性燃速顺序为:PVDF/B/KNO_(3)>F_(2602)/B/KNO_(3)>PVDF/NC/B/KNO_(3)>NC/B/KNO_(3)>F_(2461)/B/KNO_(3)>F_(2311)/B/KNO_(3)>EC/B/KNO_(3),纤维素黏结剂在减少点火延迟上没有突出贡献;添加氟橡胶可以使BPN起始反应温度降低约145℃,NC可以使BPN主反应的起始反应温度降低45℃,而EC的添加仅可以使BPN主反应的起始反应温度降低约5℃。

摘要：为了改善常规方法合成3,3'⁃二氨基⁃4,4'⁃氧化偶氮呋咱(DAAF)性能上存在的不足,拓宽DAAF的合成途径,设计了微流控反应系统,以3,4⁃二氨基呋咱(DAF)为主要原料,利用微流控技术合成了DAAF,并设计正交实验优化了合成工艺条件。在温度25℃,流速4 mL·min^(-1),出口结晶管长度5 m下合成了纯度为99.33%,收率为89.96%的DAAF。利用红外、核磁和元素分析表征了合成产物的结构,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、热分析仪(DSC/TG)以及机械感度进行表征。结果表明:DAAF呈团簇花球状,平均粒径为5.36μm;微流控技术合成对DAAF晶体结构无影响;在10℃·min^(-1)的升温速率下,其热分解峰温为262.36℃,热分解过程质量损失为82.79%;机械感度测试结果表明,其撞击感度为90 J,摩擦感度为0%。与常规方法合成的DAAF相比,其平均粒径减小7.36μm,粒度分布均匀且粒径分布范围变窄,晶体结构未变化,热分解峰温提前9.57℃,热分解过程质量损失降低6.99%,撞击感度提高5 J,安全性能有所提高。

摘要：喷墨打印技术是以墨滴为基础,集喷射工艺、离散堆积数控制造及计算机辅助设计于一体的先进精细微加工制造技术,是微机电系统(MEMS)火工品等微结构含能器件的重要装药途径之一。在喷墨打印过程中,如何实现墨滴的精确控制是提高材料可打印性和打印精度的关键。本文在系统调研喷墨打印成型机理研究的基础上,探讨了墨水的物理特性、打印工艺参数对墨滴形成方面的影响规律,梳理了“咖啡环”效应出现的原因及控制方法,归纳了喷墨打印过程中墨滴成形和沉积的控制策略,与此同时,综述了喷墨打印技术在传爆药、纳米铝热剂等方面的应用情况,展望了喷墨打印技术下一步在含能领域应用的发展方向。喷墨打印技术的按需滴加、皮升级沉积为微纳米结构含能药剂的精确装药提供了前提,在MEMS火工品、异形含能器件方面具有较好的应用前景。

摘要：为获得与喷墨打印技术兼容且在微尺度下稳定爆轰的全溶型炸药油墨,设计了以3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)为主体炸药,聚二甲基硅氧烷(PDMS)和硝化纤维素(NC)为复合黏结体系的含能油墨。使用粘度计、电子密度仪和高速摄影仪等设备,探究了含能油墨流变特性和可打印性,采用扫描电子显微镜、纳米压痕仪及BAM撞击感度测试仪等仪器,表征了喷墨沉积样品微观形貌、力学性能和安全性能。结果表明:DNTF基含能油墨与喷墨打印技术兼容性良好,复合黏结体系能够将炸药颗粒紧密黏结。制得样品DNTF基复合物最大弹性模量达到6.438 GPa;其撞击感度和摩擦感度能量较于原料DNTF分别提升了6.5 J和24 N;在长100 mm、宽1 mm及深度1 mm的沟槽中爆速达到了7927 m·s^(-1)。

摘要：为了提高爆炸网络装药效率和成型效率、改善装药能量性能,以高能叠氮胶3,3-二叠氮甲基氧丁环-四氢呋喃共聚醚(PBT)和紫外光(UV)固化树脂为复合粘结剂、以CL-20为主体炸药,设计了一种UV光辅助固化的CL-20基含能油墨,并采用3D打印平台装置对油墨进行了直写成型。采用流变仪、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、邵氏硬度仪等对成型复合物的流变性能、微观结构、晶型、硬度进行了表征和测试。结果表明,CL-20含量为82%时,油墨体系稳定性较好,采用UV光辅助固化的油墨固化速率快、成型样品表面平整,硬度为70 HA;撞击感度测试表明,复合物的特性落高比原料提高了20 cm;传爆性能测试表明,成型样品可实现90°拐角传爆,在1.2 mm装药宽度下,其传爆临界尺寸为0.387 mm。

摘要：针对爆炸性气体环境这种特殊的作业环境,基于红外光学气体检测原理,根据国家标准要求对红外甲烷报警仪进行本质安全的改进设计,其中主要包括依据国标要求对电路进行设计,防爆电池的选择以及隔爆外壳的设计,使其满足井下工作的要求.详细介绍了红外甲烷报警仪的工作原理、报警仪的气室结构等.红外甲烷报警仪的整体设计具有高安全性、便携式、低功率、低电压等特性,而且本质安全的设计给煤矿安全生产上了双保险,是一种安全可行的设计方案.

摘要：为进一步探讨受限空间或管道中气体燃爆泄放的安全设计方法,为工程防爆、泄爆提供借鉴意义和理论支持,结合气体爆炸传播机理,利用AutoReaGas软件对甲烷-空气的混合气体在管道内爆炸进行了数值模拟,获得了每个测点在不同泄爆位置和压力时甲烷气体爆炸产生的压力峰值和温度峰值的相关数据,分析了不同泄爆条件对甲烷气体爆炸特性的影响,得出:泄爆膜距点火点越近,管道内甲烷气体爆炸的压力和温度的最高值相对较高;泄爆压力由0kPa升至10kPa,管道中甲烷爆炸产生的最大压力的下降趋势变缓,不同泄爆压力对最高温度的影响不大.