[發明專利]一種螺旋空心鋁纖維儲氫復合炸藥及其制備方法

有效

• 申請號: 202110162910.X
• 申請日: 2021-02-05
• 公開（公告）號: CN112694373B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 馬宏昊;陳繼平;沈兆武;王奕鑫;黃亮亮
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: C06B33/12
• 分類號: C06B33/12;C06B45/00;C06B21/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明

本發明公開了一種螺旋空心鋁纖維儲氫復合炸藥及其制備方法，其特征在于，高能炸藥中預置儲存高壓氫氣的螺旋空心鋁纖維，以提高炸藥的爆轟性能。將外徑1?10mm，壁厚0.2?1mm的空心鋁纖維纏繞成螺旋狀，螺旋空心鋁纖維內徑為5?200mm，壁厚1?10mm，層數為1?20層，最外層螺旋空心鋁纖維內部填充高能炸藥，螺旋空心鋁纖維一端使用密封套密封，另一端連接單向閥，待起爆前通過單向閥向空心鋁纖維內部填充1?20MPa高壓氫氣，即制得所述螺旋空心鋁纖維儲氫復合炸藥。本發明所包含的螺旋空心鋁纖維和其內部儲存的高壓氫氣均是高能物質，高壓氫氣提升炸藥峰值超壓等參數10?30％，螺旋空心鋁纖維提升炸藥能量輸出10?50％，螺旋空心鋁纖維儲氫復合炸藥具有高爆壓、高爆熱和反應時間長等優點。

技術領域

本發明屬于炸藥及其制備的技術領域，具體涉及一種螺旋空心鋁纖維儲氫復合炸藥及其制備方法。

背景技術

炸藥作為一種特殊的能源，具有高能量密度和高功率的特點，廣泛應用于軍事和民用領域。常規的高能炸藥作用時間較短，產生的沖擊波快速衰減對遠距離目標的毀傷效應會大大較低。為了克服理想炸藥的這一缺點，通常在基礎炸藥中添加高能粉末，例如鋁、硅、鎂、硼等，其中鋁來源廣泛，無毒性，燃燒特性較為優異，因此在混合炸藥中應用最為廣泛。鋁作為一種高熱值含能金屬，與炸藥爆轟產物或周圍環境中的氧發生二次反應釋放大量能量，提高了基礎炸藥的爆熱和爆溫，另外鋁粉二次反應的時間尺度較長，減緩了爆轟產物膨脹過程中壓力的降低，改變了炸藥的能量釋放進程，顯著提高了炸藥的能量輸出能力。

含鋁炸藥是將一定粒徑的鋁粉與高能炸藥均勻混合，鋁粉的含量、粒徑和形狀等都對含鋁炸藥的爆轟性能產生影響，通常微米級或納米級的鋁粉才能與炸藥的爆轟產物發生二次反應，隨著鋁粉粒徑的降低，鋁粉的比表面積增加含鋁炸藥的能量輸出提升更顯著，但隨著鋁粉粒徑的降低，也存在著Al₂O₃的含量增加的問題，因此對于不同的炸藥種類和實驗條件存在一個最佳粒徑范圍。

氫能具有高比能量、清潔綠色、來源廣泛的優點，因此一直是含能材料領域的研究熱點，根據王奕鑫在論文《Detonation?Characteristics?of?Emulsion?ExplosivesSensitized?by?Hydrogen-Storage?Glass?Microballoons》中指出：將氫氣儲存在玻璃微球中作為乳化炸藥的含能敏化劑，氫氣參與了乳化炸藥的爆轟反應，提高了乳化炸藥的峰值超壓并減緩了沖擊波的衰減，顯著提高了乳化炸藥的爆轟性能。

含鋁炸藥具有高爆熱和爆炸作用時間長的特點，但會降低炸藥的爆轟參數，如爆壓和爆速，目前亟需解決這一矛盾。

發明內容

本發明公開了一種在高能炸藥中預置儲存高壓氫氣的螺旋空心鋁纖維結構，氫氣和空心鋁纖維均是高能物質，能夠顯著提高炸藥的爆轟性能。

本發明采用的技術方案為：一種螺旋空心鋁纖維儲氫復合炸藥，包括螺旋空心鋁纖維、高能炸藥、密封套和單向閥；最外層螺旋空心鋁纖維內部填充高能炸藥，螺旋空心鋁纖維一端通過密封套密封，另一端連接單向閥，螺旋空心鋁纖維內部可充1-20MPa氫氣。

所述螺旋空心鋁纖維的空心鋁纖維外徑為1-10mm，相應的壁厚為0.2-1mm，螺旋空心鋁纖維內徑為5-200mm，壁厚為空心鋁纖維的外徑，即1-10mm，層數為1-20層，高度30-200mm。

所述螺旋空心鋁纖維復合炸藥可通過調整螺旋空心鋁纖維的直徑、高度和層數控制螺旋空心鋁纖維和高能炸藥的質量比例，復合炸藥組分的質量百分比：高能炸藥40-90％，螺旋空心鋁纖維10-60％。

所述高能炸藥選自黑索金，奧克托今，梯黑炸藥，太安，梯恩梯等高能炸藥；

所述單向閥只允許氫氣進入空心鋁纖維內部，以保證氫氣填充后螺旋空心鋁纖維的氣密性；

待起爆前在螺旋空心鋁纖維內部充1-20MPa氫氣；