銀導爆索熱處理工藝論文范文

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1試驗部分

1．1試劑與儀器KBr，光譜純;聚奧炸藥，204所提供。精密烘箱，成都天宇試驗設備有限責任公司，CK-30型，量程10～200℃，溫度均勻度±1℃，溫度波動度≤±1℃。傅里葉變換紅外光譜儀，德國布魯克公司，Vertex70型，光譜范圍4000～400cm－1，采用中紅外光源。

1．2試驗原理有機炸藥不同晶型之間雖分子結構式相同，但存在空間異構體，可以利用紅外光照射物質后，不同結構的基團或官能團產生不同的吸收峰來確定物的結構，不同晶型的空間異構體，其紅外吸收特征峰存在個體差異;采用烘箱模擬退火及回火過程熱效應處理炸藥試樣及導爆索，對炸藥及索內炸藥進行紅外光譜分析，研究紅外吸收峰結構變化情況與保溫試驗溫度、時間的關系，制定熱處理工藝。

1．3試驗方案設計結合HMX轉晶溫度(158℃)，及銀質導爆索常規去應力和軟化溫度(160～175℃)，在此溫度對聚奧炸藥進行短時間保溫，或在低于此溫度附近選擇不同溫度、保溫不同時間研究其結構變化情況。設計選擇4步方案進行分析并采集紅外光譜圖。即:1)175℃，保溫時間≤5h;2)160℃，保溫時間≤8h;3)150℃，保溫時間≤25h;4)130℃，保溫時間≤26h。對于4個方案，首先分析原態炸藥在不同的方案的紅外光譜圖，比較分析其與β-HMX及α-HMX晶型的相關度，以制定初步熱處理條件。然后依據初步熱處理條件制定的方案，模擬拉索熱處理過程，選擇銀導爆索在進行退火處理之前和退火處理之后兩步方案，進行模擬試驗及紅外光譜測試，對比分析其與β-HMX標準紅外圖譜的相關度，研究不同保溫溫度、保溫時間與相關度的關系，確定最終的退火回火熱處理參數條件。通過試驗研究，選擇既滿足金屬銀導爆索拉伸性能及導爆索拉制安全性，又保持晶型不發生轉變的適宜參數條件，確定熱處理工藝。

2結果與討論

2．1炸藥試驗結果與討論

2．1．1聚奧炸藥175℃模擬保溫試驗將聚奧炸藥加熱至175℃，保溫3、4、5h，采集紅外光譜圖，如圖1。HMX的4種晶型中，能穩定存在的為α、β、γ型，β型是作為含能材料使用要求的晶型，高于轉晶溫度時，其會轉換成不穩定的δ型，δ型在室溫下放置后會有部分轉變為α型，影響產品的性能，β及α2種晶型奧克托今炸藥的標準紅外光譜圖見圖2。在紅外光譜中，以β-HMX標樣圖譜為參比，建立快速比較方法，利用軟件快速比較計算出試樣圖譜相對于標樣圖譜吸收峰的相似程度，得到相關度數據。經過對圖1中3張圖譜的對比分析，結果表明:在175℃保溫3～5h過程中，其紅外吸收峰與β-HMX及α-HMX相比差異較大，與常規β-HMX相關度由最初的98．90%降為50．77%。表明聚奧炸藥在175℃保溫3h以上即發生晶型變化。

2．1．2聚奧炸藥160℃模擬保溫試驗將聚奧炸藥加熱至160℃，保溫4～8h，得到保溫4、5、6、7、8h5張紅外光譜圖(疊加)，如圖3。經過圖譜快速比較方法，結果表明:在160℃保溫4～8h過程中，其紅外吸收峰與β-HMX及α-HMX相比差異較大，與β-HMX相關度由最初的98．90%降為22．64%，表明聚奧炸藥在160℃保溫4h以上即發生晶型變化。

2．1．3聚奧炸藥150℃模擬保溫試驗將聚奧炸藥加熱至150℃，保溫22h，每2h選取一份試樣，之后繼續保溫3h，每1h選取一份樣 品進行紅外光譜分析，共采集14張紅外光譜圖進行比較，如圖4、圖5。圖4中，自上而下依次為150℃保溫時間2、4、6、8、10、12、14h的紅外光譜比較圖;圖5依次為16、18、20、22、23、24、25h的紅外光譜比較圖，分析14個紅外光譜吸收峰相近，其結構為β-HMX，比較分析150℃保溫不同時間圖譜與β-HMX紅外圖譜相關度，結果表明:在2h至23h，相關度為97．15%以上;保溫至24h，相關度下降為91．82%，聚奧炸藥在150℃保溫23h以上晶型發生變化。

2．1．4聚奧炸藥130℃模擬保溫試驗將聚奧炸藥加熱至130℃，保溫18h，每3h取一份，繼續保溫8h，每2h取一份樣品進行紅外光譜分析，比較采集的10張圖譜，10個紅外光譜吸收峰相近，分析結構為β-HMX結構，130℃保溫不同時間圖譜與β-HMX紅外圖譜相關度數據見表1。表1中，聚奧炸藥與β-HMX紅外圖譜相關度在3h至24h為97．21%以上;繼續保溫至26h，相關度略有下降，為93．75%，表明聚奧炸藥在130℃保溫25h以上晶型才有輕微變化。

2．2銀導爆索試驗結果與討論炸藥裝索后，在熱處理過程中存在熱積累、炸藥裝填密實且隔離空氣等情況;以上因素可能會影響導爆索內炸藥局部溫度高于散裝炸藥，因此結合裝填炸藥模擬試驗結果，避免拉索過程熱積累，保證生產有一定裕度，初步確定退火溫度控制在130℃。進行銀導爆索模擬試驗。

2．2．1未退火銀導爆索模擬保溫試驗生產中需將銀導爆索從10．0mm拉至1．6mm，依據試驗確定的初步退火溫度，將炸藥裝入銀導爆管，在不退火的條件(即室溫)下，拉至規定值。為研究索內保溫的熱積累效應對炸藥的影響，對拉好的導爆索進行130℃保溫試驗，并解剖不同保溫時間下導爆索內炸藥，進行紅外光譜分析，與β-HMX、α-HMX比較，相關度分析結果見表2。由表2知，銀導爆索在130℃條件下，保溫時間在11h內可保證產品中炸藥晶型基本不發生轉變。不退火拉索試驗中，不僅費力、易拉斷，而且拉制的銀導爆索壁厚不均勻。因此，需對銀導爆索進行高溫軟化處理(即退火與回火)，恒定溫度130℃，進行不同時間的工藝摸底試驗。

2．2．2已退火銀導爆索模擬保溫試驗對導爆索在130℃進行退火1．5h后，模擬回火保溫不同時間(3～7h)，采集紅外譜圖，比較退火銀導爆索保溫3、5、6、7h的紅外光譜圖。分析圖6，已退火導爆索保溫3～7h，紅外光譜吸收峰顯示為β-HMX結構，比較其圖譜與β-HMX紅外圖譜相關度，結果顯示與β-HMX相關度均在96%以上，未發生晶型轉變。結果表明，某裝填聚奧炸藥的銀導爆索在130℃下，累計保溫7h以內，其內裝聚奧炸藥未發生晶型轉變，拉索安全且不易斷裂。以此制定了熱處理工藝。銀導爆索由10．0mm拉至6．0mm室溫即可進行;從6．0mm拉至1．6mm需軟化處理。由于退火軟化后銀導爆索持續拉制過程耗時較長，產生散熱而使溫度下降，使后期拉制較為費力。因此為保證生產中易于拉索，采用130℃間斷性的退火軟化，然后于此溫度回火保溫，重復多次，拉至規定值，總體累計時間小于7h。依此進行生產工藝試驗，綜合兩結果，最終確定了熱處理工藝條件為:某銀導爆索由10．0mm拉至6．0mm，室溫放置1h，拉至5．0mm，按130℃、1h退火，拉至4．4mm、3．5mm、2．5mm，各按130℃、0．5h退火，拉至1．6mm，按130℃、1．5h退火。

3結論

銀導爆索兼具金屬材料及含能材料兩種特性，熱處理工藝中需全面考慮，既要保持索體材料拉伸性最佳和拉制操作的安全性，更需要保持索內填充炸藥或炸藥的物理、化學性質在熱處理過程不發生變化，因此設計了通過裝藥拉索，熱模擬不同參數條件對炸藥及銀導爆索進行預處理，采用紅外光譜分析技術，測試炸藥及導爆索內解剖炸藥的晶型結構，確定適宜的退火、回火的溫度與時間。通過試驗研究，制定了某銀導爆索的熱處理工藝參數。此方法具有獨創性、先進性、推廣性。所制定的銀導爆索熱處理工藝成果，在多項火工品重點項目中推廣應用，經實踐證明是高效節能、科學可行的。擴展了紅外光譜技術在銀導爆索熱處理工藝中的應用。

作者：楊愛武華琦劉笑臨李格玲何鋒彥單位：北方特種能源集團西安慶華公司陜西安康慶華化工有限公司