金属氢化物/RDX混合物爆热的理论计算与实验研究(2)
提高炸药的爆热可以有效提高炸药的爆炸威力，而向炸药中引入高能元素或金属燃烧剂是提高炸药爆热的常用方法。锂、铍、硼、镁、铝及其氢化物如三氢化铝、硼氢化物等是常见的金属燃烧剂。但由于与其他金属相比，锂的价格昂贵，铍的毒性大，均不适于生产。高性能火炸药的燃料组分要求其能够在燃烧、爆炸等过程中释放出巨大的热能，研究表明反应活性越高，密度和质量热值越大的金属氢化物越满足此要求[2]。与其他储氢材料相比，镁系储氢材料具备成本低廉、资源充裕、储氢量高(镁的理论储氢质量分数为7.6%)等优势，因此被视为最有发展前景的材料之一[3]。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 金属储氢材料的研究现状
1.2.2 爆热测定的研究
1.2.3 添加剂在含能材料中的应用
许多学者采用向含能材料中加入添加剂的方法来提高含能材料的性能。研究表明，加入硝酸铵以后发射药的氧平衡得以提升，发射药燃烧更为充分，CO的浓度得到有效控制[20-21]。Hradel[22]对TNT、C-4l、Tetry等几种炸药在添加MgH2前后的爆炸性能进行了对比研究，结果表明MgH2能够使有机非起爆炸药的做功能力得以提高。窦燕蒙[23]等通过对0.1 MPa和5MPa条件下AP/HTPB推进剂在添加氢储合金前后的行为对比：凝聚相主分解温度分别降低了21.67℃和15.67℃ ，凝聚相反应热分别提高了105.97% 和21.87%，认为储氢合金对AP/HTPB推进剂的凝聚相反应有催化作用。
向炸药中引入高能元素或金属燃烧剂是提高炸药爆热的常用方法，可用的添加剂包括锂、铍、硼、镁、铝及其氢化物如三氢化铝、硼氢化物等。陈潜[24]等研究发现向炸药中添加纳米级的氧化铁可以有效提高炸药的爆热，因为氧化铁可以参与到炸药的爆炸反应中，并且当添加量相同时，添加剂粒径越小炸药爆热提升越多。黄亚峰[25]等研究表明，在黑索今中加入硼粉能有效提高爆热，当硼粉的添加量为20%时，爆热有最大值。向炸药中添加铝粉这一想法由德国学者Escaless于1899年第一次提出，旨在提高炸药对外做功能力。这是因为铝粉能与炸药中的氧元素发生氧化反应而放热，并能与炸药爆炸产物中的H2O、CO2继续反应放出更多的热。殷海权[26]等利用量热仪测定了黑索今、铝粉混合炸药的爆热，结果表明：混合炸药爆热随铝粉含量的增加而增加；当添加量为40%时，爆热有极大值。张虎[27]等研究发现，铝粉添加量较少时，混合炸药若为正氧平衡则其爆热增加更为明显；铝粉添加量较多时，对氧平衡为负值的混合炸药的爆热有更大的影响。刘林林[28]等对含硼富燃料推进剂的燃烧性能进行了研究，发现镁与铝相比所需的燃烧温度更高，且镁与氧的结合能力更强，具有更高的燃烧效率，因此添加了镁的含硼富燃料推进剂的燃烧温度、爆热值及成气率均高于添加了铝的含硼富燃料推进剂。
1.3 本论文的工作
本课题旨在对钝化黑索今（以下均简称RDX）本身及其与金属氢化物（MgH2、Mg(BH4)2）分别混合后的爆热进行理论计算，并利用JR-4型绝热式爆热热量计进行实际测量，将理论值与实验值对比，并对加入金属氢化物后爆热的变化进行初步分析，获得MgH2、Mg(BH4)2对炸药爆热影响的基础数据，以期为含金属氢化物高能炸药的爆炸性能提供有效参数。
本次毕业设计主要工作包含以下几方面：
(1) 通过盖斯定律，理论计算钝化RDX及其分别与金属氢化物（MgH2、Mg(BH4)2）混合后的爆热；
(2) 通过JR-4型绝热式量热仪，测量爆炸前后水温温差，从而计算钝化RDX及其分别加入金属氢化物（MgH2、Mg(BH4)2）后的爆热实验值；
(3) 比较爆热理论值与实验值，分析差异；
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