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- 内容简介
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本书在简述高能炸药设计理论的基础上，从工程应用的角度，阐述了脂肪族硝基化合物、芳香族硝基化合物、硝胺及硝酸酯等单体炸药的主要性能；详细阐述了军用混合炸药的分类、特性、配方设计准则、爆轰参数工程计算方法及其应用安全技术；从装药特点、工艺路线布局、工艺参数优化及工装设计要素等方面，对压装药、注装药、螺旋装药等三种基本的弹药装药工艺及其参数设计方法进行了系统阐述；并就无损检测技术在装药密度和缺陷检测中的应
用提出了针对性解决方案。本书可作为高等院校含能材料、弹药工程专业本科生及研究生教材，也可供专业研究人员及其他有关人员参考。
第1章 绪论 17
1.1 爆炸 17
1.2 炸药 18
1.2.1 炸药的定义 18
1.2.2 炸药的化学变化 18
1.2.3 炸药的分类 19
1.2.4 对炸药的基本要求 19
1.3 炸药装药 19
1.3.1 炸药装药发展史 19
1.3.2 炸药装药方法分类 20
1.3.3 对炸药装药的基本要求 21
1.3.4 炸药装药的工艺过程 23
1.3.5 炸药装药的发展趋势 25
第2章 单体炸药概论 27
2.1 单体炸药的分类 27
2.2 炸药的爆炸热化学 28
2.2.1 氧平衡和氧系数 28
2.2.2 炸药的热分解 30
2.2.3 爆炸反应方程式 31
2.2.4 炸药的爆热 33
2.2.5 炸药的爆温 36
2.2.6 炸药的爆容 37
2.3 炸药的感度 37
2.3.1 炸药的热感度 37
2.3.2 炸药的机械感度 38
2.3.3 炸药的爆轰感度 39
2.3.4 冲击波感度 40
2.3.5 炸药的殉爆 41
2.3.6 炸药的枪击感度 42
2.3.7 炸药的静电感度 42
2.3.8 炸药对光的感度 43
2.4 炸药的安定性与相容性 43
2.4.1 炸药的安定性 43
2.4.2 炸药的相容性 43
2.4.3 炸药安定性及相容性的测试方法 44
2.5 炸药的力学性能 44
2.5.1 抗压强度 45
2.5.2 抗拉强度 45
2.5.3 抗剪强度 45
2.5.4 尺寸稳定性 45
2.5.5 影响炸药力学性能的因素 46
2.6 炸药的爆轰参数 46
2.6.1 炸药的爆速 46
2.6.2 炸药的爆压 47
2.6.3 爆轰参数与目标毁伤效应的关系 48
2.7 炸药的做功能力 49
2.8 炸药的猛度 50
2.9 炸药分子结构与性能的关系 50
2.9.1 炸药分子结构与晶体密度的关系 50
2.9.2 炸药分子结构与机械感度的关系 52
2.9.3 炸药分子结构与安定性的关系 53
第3章 脂肪族硝基化合物 55
3.1 概述 55
3.2 硝基烷类炸药 56
3.2.1 硝基甲烷 56
3.2.2 三硝基甲烷 56
3.2.3 四硝基甲烷 56
3.3 硝基烷合成的炸药 56
3.3.1 N，N-双-（2，2，2-三硝基乙基） 56
3.3.2 双-（2，2-二硝基丙基）缩甲醛及双-（2，2-二硝基丙基）缩乙醛 57
3.3.3 硝仿炸药 57
第4章 芳香族硝基化合物 59
4.1 概述 59
4.2 制备方法 60
4.3 甲苯的硝基衍生物三硝基甲苯（TNT） 61
4.3.1 梯恩梯的物理性质 61
4.3.2 梯恩梯的化学性质 66
4.3.3 梯恩梯的爆炸性能 68
4.3.4 梯恩梯的安全性能 68
4.3.5 梯恩梯的毒性 69
4.4 苯的硝基衍生物 69
4.4.1 二硝基苯 69
4.4.2 三硝基苯 70
4.4.3 三硝基间二甲苯 71
4.5 苯酚的硝基衍生物 71
4.5.1 二硝基苯酚 71
4.5.2 三硝基苯酚 71
4.5.3 苦味酸铵 72
4.6 苯胺的硝基衍生物 73
4.6.1 二氨基三硝基苯 73
4.6.2 三胺基三硝基苯 73
4.7 多环芳烃的硝基衍生物 74
4.8 芳香杂环系炸药 75
第5章 硝胺炸药 76
5.1 概述 76
5.2 黑索今 76
5.2.1 黑索今的物理性质 77
5.2.2 黑索今的化学性质 77
5.2.3 黑索今的爆炸性能 78
5.2.4 黑索今的感度 79
5.2.5 黑索今的热安定性 80
5.2.6 黑索今的毒性 81
5.3 奥克托今 81
5.3.1 物理性质 81
5.3.2 化学性质 82
5.3.3 热安定性 83
5.3.4 机械感度 83
5.3.5 爆炸性质 83
5.4 硝基胍 84
5.4.1 物理性质 84
5.4.2 化学性质 85
5.4.3 热安定性 85
5.4.4 爆炸性能 85
5.5 特屈儿 86
5.5.1 物理性质 86
5.5.2 化学性质 86
5.5.3 机械感度 87
5.5.4 爆炸性质 87
5.5.5 生理毒性 87
5.6 其他高能硝胺炸药 88
5.6.1 二乙醇-N-硝胺二硝酸酯 88
5.6.2 1-羰基-2，4，6-三-N-硝基三氮杂环己烷 88
第6章 硝酸酯炸药 89
6.1 概述 89
6.2 泰安 90
6.2.1 物理性质 90
6.2.2 化学性质 91
6.2.3 机械感度 92
6.2.4 爆轰感度 92
6.2.5 爆炸性质 93
6.3 硝化甘油 94
6.3.1 物理性质 94
6.3.2 化学性质 95
6.3.3 机械感度 95
6.3.4 爆炸性能 96
6.4 其他硝酸酯炸药 96
6.4.1 硝化乙二醇 96
6.4.2 硝化二乙二醇 97
6.4.3 硝基异丁基甘油三硝酸酯 98
6.4.4 硝化甘露糖醇 99
第7章 其他单体炸药 100
7.1 硝酸盐 100
7.1.1 硝酸铵的甲基取代物 100
7.1.2 硝酸肼 101
7.2 其他盐类炸药 102
7.2.1 氯酸盐 102
7.2.2 高氯酸盐 102
7.2.3 含氟炸药 103
第8章 混合炸药概论 105
8.1 概述 105
8.2 混合炸药的发展 105
8.3 混合炸药的组成和分类 106
8.3.1 混合炸药的组成 106
8.3.2 混合炸药的分类 107
8.4 对混合炸药的基本要求 108
第9章 梯恩梯和其他高能炸药组成的混合炸药 110
9.1 概述 110
9.2 炸药的配方及性能 110
9.2.1 RDX/TNT混合炸药 111
9.2.2 HMX/TNT混合炸药 114
9.2.3 PETN/TNT混合炸药 114
9.2.4 CE/TNT混合炸药 115
9.2.5 其他TNT基熔注混合炸药 115
第10章 高聚物黏结炸药 118
10.1 概述 118
10.2 高聚物黏结炸药的分类与组成 118
10.3 高聚物黏结炸药中的组分及作用 119
10.3.1 主体炸药 119
10.3.2 黏结剂 119
10.3.3 增塑剂 122
10.3.4 钝感剂 124
10.3.5 其他添加组分 126
10.4 高聚物黏结炸药配方设计原则 128
第11章 含铝炸药 130
11.1 概述 130
11.2 高威力含铝炸药的组成 130
11.3 含铝炸药的爆轰机理 131
11.3.1 二次反应理论 131
11.3.2 惰性热稀释理论 132
11.3.3 化学热稀释理论 133
11.4 铝粉含量、粒度及形状对含铝炸药爆轰性能的影响 133
11.4.1 爆速 133
11.4.2 爆压 135
11.4.3 爆热和爆温 135
11.4.4 爆轰产物与爆容 136
11.4.5 对金属的加速能力 137
11.4.6 爆轰反应区 137
11.4.7 威力 138
11.4.8 猛度 139
11.4.9 超压及冲量 139
11.5 其他高能添加剂 140
11.6 含铝炸药配方设计原则 141
11.6.1 主体炸药 141
11.6.2 铝粉 142
11.6.3 高效氧化剂 142
11.6.4 其他添加剂 142
第12章 其他混合炸药 143
12.1 液体混合炸药 143
12.1.1 液体混合炸药的组成 143
12.1.2 液体混合炸药的典型配方 145
12.2 军用代用混合炸药 147
12.2.1 含硝酸铵的代用炸药 147
12.2.2 含硝酸脲的代用炸药 149
12.3 燃料空气炸药 150
12.3.1 燃料 150
12.3.2 其他添加剂 152
12.3.3 关键技术 152
第13章 混合炸药性能参数的计算 154
13.1 原子组成的计算 154
13.2 氧平衡的计算 155
13.2.1 C_aH_bN_cO_d组成的炸药 155
13.2.2 C_aH_bN_cO_dF_fAl_g…组成的炸药 16
13.3 生成热的计算 156
13.4 密度的计算 156
13.4.1 理论密度 156
13.4.2 相对密度 156
13.4.3 松装密度 157
13.5 爆速的计算 157
13.6 爆压的计算 159
13.6.1 Kamlet公式 159
13.6.2 C-J理论简化公式 160
13.6.3 经验计算式 160
13.7 爆热与爆容的计算 160
13.7.1 爆热 160
13.7.2 爆容 161
13.8 爆炸反应方程式 161
13.9 格尼常数 162
13.10 冲量 163
第14章 炸药应用的安全技术 164
14.1 炸药的筛选与混合 164
14.2 炸药的熔化与注装 165
14.3 炸药的机械成型 165
14.4 炸药的机械加工 167
14.5 炸药的销毁 168
14.5.1 烧毁法 168
14.5.2 爆炸法 168
第15章 注装法 170
15.1 概述 170
15.1.1 注装法装药对炸药的要求 170
15.1.2 注装法装药技术的分类 171
15.1.3 注装过程介质的变化 171
15.2 熔态炸药的结晶机理 171
15.2.1 自发晶核的形成 172
15.2.2 非自发晶核 177
15.2.3 影响晶核形成的其他因素 179
15.2.4 晶体的生长 180
15.2.5 晶体的生长速度 180
15.2.6 过冷度与晶核、晶体生长速度的关系及对晶体结构的影响 183
15.3 熔态炸药在弹体中的结晶与凝固 185
15.3.1 熔态炸药结晶过程中粗结晶的形成与预防 185
15.3.2 熔态炸药在凝固过程中缩孔的形成与预防 186
15.3.3 熔态炸药在凝固过程中气孔的产生及预防 189
15.3.4 熔态炸药在凝固过程中底隙的产生及预防 191
15.3.5 注装药柱裂纹的产生和预防 191
15.3.6 熔态炸药冷却凝固时的传热方程 201
15.4 悬浮液混合炸药的注装 206
15.4.1 梯黑悬浮体炸药的性质 206
15.4.2 梯黑悬浮炸药注装中的质量控制 212
15.4.3 块注法装药 214
15.5 注装工艺 214
15.5.1 纯熔态梯恩梯的注装工艺 214
15.5.2 悬浮液炸药的注装工艺 215
15.5.3 块注法装药工艺 215
15.5.4 塑态炸药的浇注工艺 215
15.5.5 挤注炸药的装药工艺 216
15.6 提高注装药柱质量的装药方法 216
15.6.1 离心浇注 216
15.6.2 真空装药 216
15.6.3 振动装药 217
15.6.4 压滤法装药 217
15.6.5 静态压力浇注 217
15.6.6 压力浇注法 217
15.6.7 热探针法 217
15.6.8 逐层凝固法 217
15.6.9 低比压顺序凝固装药 218
15.6.10 制型装填法 218
15.7 注装的安全技术 218
15.8 注装炸药凝固过程仿真计算 219
15.8.1 熔态炸药基本传热类型 219
15.8.2 热传导控制的微分方程 220
15.8.3 定解条件 221
15.8.4 热传导有限元数值计算方法 222
15.8.5 基本假设 222
15.8.6 缩孔、缩松预测判据 223
15.8.7 模型验证 224
15.8.8 凝固过程优化设计 226
第16章 压装法 229
16.1 概述 229
16.2 炸药的压制过程 230
16.2.1 散粒体的性质 230
16.2.2 散粒体炸药的压紧过程 232
16.2.3 药柱强度 233
16.3 压力与装药密度的关系 235
16.4 温度与装药密度的关系 238
16.5 炸药颗粒分布及粒径对成型密度的影响 238
16.6 药柱密度的分布 238
16.6.1 单向压药时药柱的密度分布 239
16.6.2 双向压药时药柱的密度分布 240
16.7 压药应力的分布 240
16.8 压药模具设计 243
16.8.1 压药过程中模套的径向位移及应力分析 243
16.8.2 退模力的近似计算 245
16.8.3 模套的锥度对退模力的影响 247
16.8.4 模具设计 248
16.9 压装工艺 256
16.9.1 压装工艺过程 256
16.9.2 压药方法 256
16.9.3 压药过程中的保压问题 257
16.10 压装法的安全技术 258
第17章 螺旋装药法 261
17.1 概述 261
17.2 螺杆 262
17.2.1 螺杆的结构 262
17.2.2 螺杆在工作时炸药的受力分析 263
17.3 螺旋装药法形成的药柱 268
17.3.1 药柱的形成过程 268
17.3.2 药柱的结构 269
17.3.3 减小药柱径向密度差的途径 271
17.3.4 螺旋装药中易发生的疵病 273
17.3.5 螺杆的设计 277
17.4 螺旋装药工艺 279
17.5 螺旋装药的安全技术 279
第18章 装药质量无损检测技术 281
18.1 工业CT（ICT）检测系统 281
18.1.1 射线源系统 281
18.1.2 探测器系统 282
18.1.3 数据采集系统 282
18.1.4 机械扫描系统 283
18.1.5 计算机系统 283
18.2 性能参数 283
18.2.1 空间分辨率 284
18.2.2 密度分辨率 285
18.2.3 伪影 285
18.3 装药质量检测系统设计 286
18.3.1 射线源选择 286
18.3.2 扫描方式选择 286
18.3.3 几何尺寸确定 287
18.4 装药密度检测 289
18.4.1 模型建立 289
18.4.2 模型修正 290
18.4.3 试验验证 293
18.5 装药底隙检测 294
18.5.1 模型建立 294
18.5.2 试验验证 296
18.6 装药孔隙检测 297
18.6.1 模型建立 297
18.6.2 试验验证 298
参考文献 299
