一种熔铸炸药熔态密度的测试方法与流程

1.本发明属于熔铸炸药技术领域，涉及熔铸炸药熔态密度，具体涉及一种熔铸炸药熔态密度的测试方法。


背景技术：

2.熔铸炸药由于生产工艺简单、成本低、工业基础广泛，是当前应用最广泛的一类军用混合炸药，约占军用混合炸药的90％以上。由于熔铸炸药在凝固过程中存在固液相密度差导致的体积收缩现象，熔铸炸药在装药过程中的体积收缩比对指导炸药装药及工艺装备设计具有重要的意义。
3.熔铸炸药在装药过程中的体积收缩率通常是通过固液相密度进行计算的结果。其中固态密度的测量往往取药块按照排水法进行测量，由于熔态熔铸炸药粘度较大、且遇冷迅速凝固，传统的密度测试方法难以适用。
4.现有技术中，常用的密度测试方法有两种：第一种是量筒法，文献含能材料2016年第一期“dntf与tnt凝固行为的差异分析”报道了量筒法测量熔铸载体炸药液相密度的方法，量筒法存在体积读取标准偏差、注入时料将可能粘在量筒壁等现象，导致测试结果不够精确；第二种是排液体法，该方法利用固定体积和质量砝码浸入前后的质量变化以测试液体密度，但是，排液体法在实际应用中，由于测试过程中存在熔铸炸药保温难度大、冷的砝码侵入导致炸药凝固等现象，导致测试结果不够精确。综合上述分析可知，现有技术中常用的密度测试方法，难以实现熔铸炸药融态密度的精确测量。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的缺陷和不足，本发明的目的在于，提供一种熔铸炸药熔态密度的测试方法，解决现有技术中熔铸炸药融态密度测试结果精确性差的技术问题。
6.为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：
7.一种熔铸炸药熔态密度的测试方法，该方法具体包括以下步骤：
8.步骤一，制备熔铸炸药熔态浆料；
9.熔混熔铸炸药，制得熔铸炸药熔态浆料；所述的熔混的熔混温度比熔铸炸药的熔点高0～20℃；
10.步骤二，制备药柱；
11.将步骤一制得的熔铸炸药熔态料浆倒入预热至预设温度的模具内腔中，待熔铸炸药熔态料浆冷却凝固后，制得药柱；将模具拆下并取出药柱，测得药柱质量；
12.步骤三，计算熔铸炸药熔态密度；
13.根据步骤二获得的药柱质量，结合模具的体积，按照如下公式计算并获得所述的熔铸炸药熔态密度：
14.ρ＝m/(π*r2*h)；
15.式中：
16.ρ表示熔铸炸药熔态密度，单位为g
·
cm-3
；
17.m表示药柱质量，单位为g；
18.r表示模具的腔体半径，单位为cm；
19.h表示模具的腔体高度，单位为cm。
20.本发明还具有如下技术特征：
21.具体的，所述的模具的材质为铜或铝；所述的模具为圆柱筒体结构，模具内表面的表面粗糙度为ra0.2级。
22.具体的，所述的熔铸炸药为2,4-二硝基茴香醚、三硝基甲苯、熔奥梯铝-1、3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱、双呋咱并[3,4-b:3’,4
’‑
f]氧化呋咱并[3”,4
”‑
d]氧杂环庚三烯、3,4-二硝基吡唑、1-甲基-3,4,5-三硝基吡唑、l,2,3-三硝基氮杂环丁烷和1-甲基-2,4,5-三硝基咪唑中的一种或多种，以及其形成的熔铸混合炸药。
[0023]
优选的，所述的熔铸炸药为2,4-二硝基茴香醚、三硝基甲苯或熔奥梯铝-1。
[0024]
优选的，所述的预设温度等于熔混温度。
[0025]
本发明与现有技术相比，具有如下有益的技术效果：
[0026]
(ⅰ)本发明的熔铸炸药熔态密度的测试方法，将熔铸炸药熔态料浆倒入预热的模具中，待熔铸炸药熔态料浆冷却后制得药柱，根据药柱质量和模具体积计算熔铸炸药熔态密度。该方法避免了量筒法中体积读取标准偏差大、浆料沾壁等现象，同时也能够避免排液体法中难以保温难度、炸药易凝固的现象，提高了测试结果的精确性。
[0027]
(ⅱ)本发明的熔铸炸药熔态密度的测试方法，简单方便，无需采用特殊设备，具有广泛的适用性。
[0028]
以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
具体实施方式
[0029]
需要说明的是，本发明中的所有设备和熔铸炸药，在没有特殊说明的情况下，均采用本领域已知的设备和熔铸炸药。
[0030]
遵从上述技术方案，以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本技术技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
[0031]
实施例1：
[0032]
本实施例公开了一种熔铸炸药熔态密度的测试方法，该方法具体包括以下步骤：
[0033]
步骤一，制备熔铸炸药熔态浆料；
[0034]
准确称取1000g熔铸炸药，在油浴熔药锅内在110℃进行熔混熔铸炸药30min，制得熔铸炸药熔态浆料；熔铸炸药为2,4-二硝基茴香醚。
[0035]
步骤二，制备药柱；
[0036]
将步骤一制得的熔铸炸药熔态料浆倒入预热至110℃的模具的内腔中，待熔铸炸药熔态料浆冷却凝固后，制得药柱，预设温度等于熔混温度；将模具拆下并取出药柱，测得药柱质量；模具的腔体半径r为2cm，模具的腔体高度h为4cm，三次平行试验测得的药柱质量分别为68.9142g、68.9644g、68.8639g。
[0037]
步骤三，计算熔铸炸药熔态密度；
[0038]
根据步骤二获得的药柱质量，结合模具的体积，按照如下公式计算并获得熔铸炸药熔态密度：
[0039]
ρ＝m/(π*r2*h)；
[0040]
式中：
[0041]
ρ表示熔铸炸药熔态密度，单位为g
·
cm-3
；
[0042]
m表示药柱质量，单位为g；
[0043]
r表示模具的腔体半径，单位为cm；
[0044]
h表示模具的腔体高度，单位为cm。
[0045]
本实施例中，熔铸炸药熔态密度的测试结果见表1。
[0046]
作为本实施例的一种具体方案，模具的材质为铜；模具为圆柱筒体结构，模具内表面的表面粗糙度为ra0.2级。
[0047]
实施例2：
[0048]
本实施例公开了一种熔铸炸药熔态密度的测试方法，该方法具体包括以下步骤：
[0049]
本实施例中，步骤一与实施例1的步骤一基本相同，区别在于：熔铸炸药为3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱，熔混时的熔混温度120℃。
[0050]
本实施例中，步骤二与实施例1的步骤二基本相同，区别在于：模具的预热温度为120℃，三次平行试验测得的药柱质量分别为85.7028g、85.6023g、85.6526g。
[0051]
本实施例中，步骤三与实施例1的步骤三相同。
[0052]
本实施例中，熔铸炸药熔态密度的测试结果见表1。
[0053]
实施例3：
[0054]
本实施例公开了一种熔铸炸药熔态密度的测试方法，该方法具体包括以下步骤：
[0055]
本实施例中，步骤一与实施例1的步骤一基本相同，区别在于：熔铸炸药为熔奥梯铝-1，熔混时的熔混温度100℃。
[0056]
本实施例中，步骤二与实施例1的步骤二基本相同，区别在于：模具的预热温度为100℃，三次平行试验测得的药柱质量分别为86.0044g、85.9039g、85.9542g。
[0057]
本实施例中，熔铸炸药熔态密度的测试结果见表1。
[0058]
对比例1：
[0059]
本对比例公开了一种熔铸炸药熔态密度的测试方法，该方法具体包括以下步骤：
[0060]
本对比例中，步骤一与实施例1的步骤一相同。
[0061]
步骤二，获得质量差和液相体积；
[0062]
将步骤一制得的熔铸炸药熔态料浆注入预热至60℃的石英量筒中，获得熔铸炸药熔态料浆注入量筒前后的质量差和量筒内的液相体积；三次平行试验测得的质量差分别为82.0805g、82.8583g、82.4891g，液相体积为60ml。
[0063]
步骤三，计算熔铸炸药熔态密度；
[0064]
根据步骤二获得的质量差和液相体积，按照如下公式计算并获得熔铸炸药熔态密度：
[0065]
ρ＝δm/v；
[0066]
式中：
[0067]
ρ表示熔铸炸药熔态密度，单位为g
·
cm-3
；
[0068]
δm表示熔铸炸药熔态料浆注入量筒前后的质量差，单位为g；
[0069]
v表示量筒内液相的体积v，单位为cm3。
[0070]
本对比例中，熔铸炸药熔态密度的测试结果见表1。
[0071]
效果验证：
[0072]
表1熔态炸药密度测试结果
[0073][0074][0075]
由表1可知，实施例1至3中熔态密度标准偏差均为0.10％，对比例1中熔态密度标准偏差为0.65％；实施例相较于对比例，熔态密度标准偏差降低了550％。由上述分析可知，本发明的熔铸炸药熔态密度的测试方法，能够降低测试标准偏差，提高了测试结果的精确性。