基于重金属颗粒杀伤元的TNT基熔铸炸药及制备方法

摘要

本发明公开了一种基于重金属颗粒杀伤元的TNT基熔铸炸药，是以TNT炸药13.5～30.0重量份、高能炸药黑索今或奥克托今31.5～40.0重量份、高密度重金属颗粒30.0～55.0重量份、增稠剂1.0～3.0重量份为原料制成的熔铸炸药。本发明熔铸炸药采用高密度重金属颗粒作为毁伤元，不仅混合均匀性好，还可以有效控制毁伤元的飞行距离，精准控制杀伤范围，以满足低附带毁伤弹药控制杀伤元飞散范围的要求。

说明书

技术领域

本发明属于含能材料制备技术领域，涉及熔铸炸药，特别是涉及一种含有重金属颗粒杀伤元的熔铸炸药及其制备方法。

背景技术

传统弹药是在金属壳体中装填高能炸药，高能炸药爆炸后，金属壳体在爆炸能量的作用下快速膨胀破裂，形成大量碎片，这些金属碎片在爆炸能量的加载下向四周飞散，碰撞到障碍物后，由于其较大的动能，可对周围的人员和设施产生杀伤和破坏作用。

由于金属壳体在爆炸能量作用下快速破裂时形成的碎片形状和质量差别较大，在炸药爆炸能量的加载下，飞散距离不一，飞散范围难于控制，在杀伤既定目标的同时，也会对目标附近的人和设备产生附带的毁伤作用。

在现代反恐作战和城市巷战中，作战任务已经不再局限于对目标的大范围摧毁式毁伤，而是要求杀伤元在近距离内具有较大的威力，保证高效毁伤；之后威力迅速下降，以使附带毁伤控制在较小的范围内，保护目标附近无辜的人员和设施。

将一定量的微米级重金属颗粒添加到炸药中，代替传统金属弹壳形成的破片，可以大大降低杀伤元的飞散距离，并控制杀伤元的飞散范围，使弹药的毁伤控制在预定的范围之内。但是，由于重金属颗粒与炸药的比重相差较大，重金属颗粒不能均匀地分布在炸药装药中，易于沉降在装药的底部，使装药的密度不均匀，会导致炸药的爆炸性能不稳定，并且会使重金属颗粒的飞散范围发生改变，影响毁伤效果。

TNT 基熔铸炸药具有成本低廉、装药工艺简单、安全、易于通过调整其中的高能炸药组分来调整其爆炸能量等优点，选择将重金属颗粒添加到TNT基熔铸炸药中，通过调整熔铸过程中的工艺参数，制备出均匀的含高密度重金属颗粒的TNT基熔铸炸药，是一种有效控制杀伤元的飞散范围、实现低附带毁伤的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有较好密度均匀性的基于重金属颗粒杀伤元的TNT基熔铸炸药及制备方法，以满足低附带毁伤弹药控制杀伤元飞散范围的要求。

本发明所述的基于重金属颗粒杀伤元的TNT基熔铸炸药是以TNT炸药13.5～30.0重量份、高能炸药黑索今或奥克托今31.5～40.0重量份、高密度重金属颗粒30.0～55.0重量份、增稠剂1.0～3.0重量份为原料制成的熔铸炸药。

其中，所述的增稠剂能够保证高密度重金属颗粒的分布均匀性和提高熔铸炸药的安全性能。具体地，所述的增稠剂为聚乙二醇4000、硝化棉、地蜡中的一种或几种。

本发明在所述TNT基熔铸炸药中添加高能炸药黑索今或奥克托今，能够保证熔铸炸药中各组分的混合均匀性及熔铸炸药的爆炸能量。优选地，所述高能炸药黑索今或奥克托今采用工业2级的黑索金或奥克托今。

进一步地，为了控制毁伤元的飞散范围，本发明中所述高密度重金属颗粒的直径为150～300μm，所述高密度重金属颗粒采用近球形的钨颗粒或碳化钨颗粒中的一种。

进而，本发明还提供了所述基于重金属颗粒杀伤元的TNT基熔铸炸药的制备方法，具体是按照以下方法进行制备。

1）、将13.5～30.0重量份的TNT炸药加热至90℃，使其完全熔融。

2）、在熔融的TNT炸药中加入1.0～3.0重量份的增稠剂，搅拌混合均匀。

3）、降温至85℃，再加入31.5～40.0重量份高能炸药黑索今或奥克托今，搅拌混合均匀。

4）、控制体系温度为78～85℃，加入30.0～55.0重量份高密度重金属颗粒，低速搅拌使混合均匀，得到熔铸炸药药液。

5）、将模具预热至45～55℃，把混合均匀的熔铸炸药药液浇铸到模具中，于45～55℃烘箱中保温30min，开模得到所述基于重金属颗粒杀伤元的TNT基熔铸炸药。

本发明所述的基于重金属颗粒杀伤元的TNT基熔铸炸药采用高密度重金属颗粒作为毁伤元，可以有效控制毁伤元的飞行距离，精准控制杀伤范围。

本发明的TNT基熔铸炸药通过炸药混合组分的调控和增稠剂的选用，以及加料次序和制备过程中温度的调控，保证了炸药组成中高密度重金属颗粒不沉降，在炸药组分中混合均匀，所制备的熔铸炸药中组分偏差小于3.0%。

进而，由于高密度重金属颗粒的加入，使得所制备熔铸炸药药柱的机械强度也得到了提高。

本发明制备得到了一种基于重金属颗粒杀伤元的TNT基熔铸炸药，在低附带毁伤武器战斗部装药中具有广泛的应用前景。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不是限制本发明的保护范围。本领域普通技术人员在不脱离本发明原理和宗旨的情况下，针对这些实施例进行的各种变化、修改、替换和变型，均应包含在本发明的保护范围之内。

实施例1。

称取22g TNT炸药，加热至90℃完全熔化后，加入3g增稠剂聚乙二醇4000，搅拌混合均匀。

降温至85℃，加入高能组分黑索今42g，搅拌混合均匀。

控制温度在78～85℃，加入粒度150～200μm的近球形钨颗粒33g，低速搅拌混合均匀得到炸药药液。

将模具预热至45～55℃，把上述混合均匀的炸药药液浇铸到模具中，置于45～55℃的保温箱中保温30min后，开模得到直径20mm，高度20mm的含重金属颗粒的TNT基熔铸炸药柱。

经测试，所制备含重金属颗粒的TNT基熔铸炸药的平均密度为2.44g/cm

将4个上述含重金属颗粒的TNT基熔铸炸药柱串联，用2号火焰雷管和JH-14传爆药柱（1.35g）进行引爆，以邵氏硬度50～60度的肥皂靶做打靶实验。杀伤元在距爆心0.6m、0.8m、1.0m处放置的肥皂靶上的最大穿深分别为5.89mm、4.85mm和2.79mm。

实施例2。

称取27.5g TNT炸药，加热至90℃完全熔化后，加入2g增稠剂地蜡，搅拌混合均匀。

降温至85℃，加入高能组分奥克托今40g，搅拌混合均匀。

控制温度在78～85℃，加入粒度150～200μm的近球形钨颗粒30.5g，低速搅拌混合均匀得到炸药药液。

将模具预热至45～55℃，把上述混合均匀的炸药药液浇铸到模具中，置于45～55℃的保温箱中保温30min后，开模得到含重金属颗粒的TNT基熔铸炸药柱。

经测试，所制备含重金属颗粒的TNT基熔铸炸药的平均密度为2.38g/cm

取4个上述含重金属颗粒的TNT基熔铸炸药柱（直径20mm，高度20mm）串联，用2号火焰雷管和JH-14传爆药柱（1.35g）引爆，针对邵氏硬度50～60度的肥皂靶进行打靶实验。杀伤元在距爆心0.6m、0.8m、1.0m处放置的肥皂靶上的最大穿深分别为5.31mm、4.47mm和2.37mm。

实施例3。

称取19.3g TNT炸药，加热至90℃完全熔化后，加入1g增稠剂硝化棉，搅拌混合均匀。

降温至85℃，加入高能组分黑索金45g，搅拌混合均匀。

控制温度在78～85℃，加入粒度200～300μm的圆球形碳化钨颗粒34.7g，低速搅拌混合均匀得到炸药药液。

将模具预热至45～55℃，把上述混合均匀的炸药药液浇铸到模具中，置于45～55℃的保温箱中保温30min后，开模得到含重金属颗粒的TNT基熔铸炸药柱。

经测试，所制备含重金属颗粒的TNT基熔铸炸药的平均密度为2.35g/cm

取4个上述含重金属颗粒的TNT基熔铸炸药柱（直径20mm，高度20mm）串联，用2号火焰雷管和JH-14传爆药柱（1.35g）引爆，针对邵氏硬度50～60度的肥皂靶进行打靶实验。杀伤元在距爆心0.6m、0.8m、1.0m处放置的肥皂靶上的最大穿深分别为9.65mm、6.89mm和3.12mm。