關于鎢系延期藥秒量精度及貯存穩定性的分析

摘 要：鎢系延期藥是一種慢燃速長秒量延期藥，在高段位延期雷管的生產中有重要的應用，文章結合鎢系延期藥生產工藝，分析了鎢系延期藥的配比和加工等生產工藝對工業雷管延期時間精度的影響關系，并通過實驗對鎢系延期藥秒量精度及貯存穩定性進行探討。

關鍵詞：鎢系延期藥；精度研究；穩定性研究

中圖分類號：TQ560 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）27-0172-02

1 鎢系延期藥的原理

鉻酸鋇、硅藻土和鎢粉以及高氯酸鉀是制成鎢系延期藥劑的主要原材料。鎢粉是鎢系延期藥中的還原劑并起到燃燒和放熱的功能；鉻酸鋇是是鎢系延期藥中的氧化劑和緩燃劑并起到供氧和調節燃速功能；高氯酸鉀是鎢系延期藥中的氧化劑和促燃劑；硅藻土是鎢系延期藥中的惰性物質并起到粘合造粒和降低燃速的功能。鎢系延期藥的燃燒反應速度主要受延期藥的組成和顆粒度以及裝填方法的作用，鎢粉在延期藥的燃燒反應中影響是最大的，鉻酸鋇的影響比鎢粉小。對原材料的質量控制一定要滿足工藝設計的規定。鎢系延期藥是一種較難點燃的延期藥，延期藥在燃燒時形成氧化還原反應，氧平衡原理中的零氧平衡原則對延期藥的配比有決定作用，在燃燒時鎢粉對整個延期藥燃燒時的反應影響最大，當鎢粉含量過高延期時間太短時，就達不到目標秒量值，當鎢粉含量過低時，易出現延期原件瞎火現象，在設計配方時，必須嚴格控制鎢粉的比例含量，同時按照零氧平衡確定配比之后，利用燃燒反應的實際數據進行修正。根據不同需求鎢粉含量一般控制在25%～80%之間。鎢粉含量與鎢系延期藥的點火能力成正線性關系，鎢粉的含量越高點火能力就越好。但由于鎢粉比例的提升和延期時間的減少，就沒辦法達到理想的長延期時間需求，在延期藥配方和鉛芯結構的選用時，要達到保證點火能力，又能達到很好的延期時間。在鉛芯結構選用時，鎢系延期藥中鎢粉含量高于50%，其發火可靠性可以得到保證；若低于50%，則可能出現瞎火。

2 鎢系延期藥劑的制造

2.1 藥劑的混制工作

要想做到延期時間精度的提高，首先要做到藥劑混制均勻和藥劑充分燃燒。由于鎢粉的比重大，在混制過程中一起混制時，易產生分層的現象，可用分次加料方法解決，當藥劑混制6 h以后，再將鎢粉加入，將混藥時間控制在22～30 h之間，混制可達到良好效果。干混的辦法可解決鎢系延期藥摩擦撞擊感度低的問題，應加入一定量的聚乙烯醇進行實際生產中的混制。

2.2 藥劑的干燥工作

藥劑干燥通常運用敞開式風干以及密閉烘箱等方式進行，由于在敞開式風干時可以進行人工攪拌，并能有效的防止藥劑分層現象，提高了秒量精度，所以敞開式風干方式最常用。需要注意在風干過程中人工攪拌不得少于5次/h，以此確保藥劑質量達標。

2.3 藥劑的造粒工作

延期藥進行造粒是為了增加藥劑的流散性，然而用全自動機械造粒機造粒，滿足不了延期藥延期時間精度的要求，由于藥劑越均勻其延期精度越高所以為確保藥劑均勻需要采用手工造粒的方式，在鎢系延期藥進行手工造粒時為了提高藥劑的流散性，可適量加入粘合劑來提高顆粒的成型度，但加入粘合劑時其感度會減弱，因此為保證起爆的可靠性當采用鉛芯結構時通常不加粘合劑，在采用內管裝延期藥式的結構時，允許加少量粘合劑。

2.4 藥劑的分樣工作

鎢系延期藥的顆粒結構有疏松的特點，當受到應力時藥劑顆粒易破碎成粉末狀，其堆積密度就會受到影響，當采用定容法裝填的延期體制造時，容易導致裝藥極差變大，從而導致延期藥的延期時間精度降低。因此需要對造粒好的藥劑進行分樣挑選，來防止藥劑凝結現象，而且對相近堆積密度的藥劑組批更便利。藥劑過篩也會對延期時間精度產生影響，當上下標準篩選的用差值越小時，藥劑粒度就能保持一致，延期時間精度也就越高。需要注意的是差值過小，會造成藥劑得率太低從而對工業化生產不利，想達到藥劑質量比最佳值需要選擇40～80目或者40～100目的范圍。

2.5 藥劑的儲存工作

原材料的吸濕性對延期藥吸濕性的影響很大。吸濕以后水分越大，其延期時間越長。在延期藥的原材料中，高氯酸鉀的吸濕能力較強，但高氯酸鉀容易結成硬塊，導致不易破碎和過篩，鎢粉和鉻酸鋇吸濕性較弱，為克服這些問題，在原材料的選擇中加入高氯酸鉀使用可解決結塊現象。在延期藥存儲期間應保持30±5 ℃為宜；延期藥在保存30 d后測試水份應不大于0.2%。

3 通過實驗分析鎢系延期藥秒量精度及貯存穩定性

3.1 實驗準備

選取鎢粉的平均粒度為3.45 ？滋m，鉻酸鋇和高氯酸鉀純度級別采用分析純，硅藻土純度界別為化學純，造粒劑選用為蟲膠造粒，以上各種材料都使用360目篩下物。其試驗儀器為主要有：LS-2型脈沖高壓起爆器和BC-1A型秒量測試儀。

3.2 火焰的傳遞配置

主裝藥要按給定配方選取配置各種原材料，然后用機械混合均勻，加人適量造粒劑進行造粒和烘干程序，按照配方比例，混制出不同燃速的點火藥系列并把代號標出來，各種點火藥的系列代號以及延期時間（2 mm藥高）詳見表1。

采用不同匹配，分別將藥劑裝入內孔為約等于3.8 mm的鋼性容器中，并每組配20發，主裝藥高設置7 mm，結論得出點火系統本身應可靠完全燃燒的前提下，點火系列秒量越高則延期精度越好，而且點火藥量時，有很快的燃速和很高的熱量，當延期時間過于短暫且不能滿足主裝藥點火延滯期的要求時，會導致斷火現象。

3.3 壓藥壓力實驗

按照（主裝藥）+（3裝-3）+（2裝-3）的匹配關系，來進行延期體裝填則主裝藥和點火系統壓藥壓力，分別按照200和300以及400（MPa）裝配，每組20發并裝配成導爆管雷管進行測試，其結果得出：相同藥高同一結構在采用不同壓藥壓力狀況下，延期時間平均值和標準偏差之間有顯著差別，延期時間最長標準偏差小且燃燒產物呈黑色情況下的數值是200 MPa壓力時，這時候延期藥燃燒很穩定且完全，而且精度也好。當出現壓死的類似現象時是在400 MPa壓力下，這時BaCrO4沒有完全分解而且點火藥傳遞熱量不足，其產物也呈灰綠色，而且因燃燒不穩定導致秒量精度值很差，由于反應沒有按預期溫度進行KClO4分解生成KCl蒸汽因此氣體壓力的影響導致層狀燃燒明顯現象，導致燃燒不穩定和燃速加快現象。

3.4 造粒劑含量研究

按照（主裝藥）+（3裝-3）+（2裝-3）的進行裝填結構，藥劑造粒時，含量分別是0.5%、1.0%和1.5%及2.0%裝配，裝配延期體后，當日測時及貯存6個月后測時參數見表2。

當造粒劑含量的增長時，其平均值會明顯降低，在造粒劑在含量≤1.5%時精度變化不明顯，但當造粒劑在含量>1.5%時精度值則有明顯變化。經過貯存后當造粒劑在含量<1.5%時，秒量漂移有明顯變化而且精度也變化明顯。當外加造粒劑含量≥1.5%時，藥劑貯存后秒量和精度，變化都不明顯且貯存穩定性良好，可有助貯存后精度的提搞。要想既能滿足精度好又能滿足貯存后秒量穩定的要求則需使造粒劑含量為1.5%。

4 結 語

使延期藥層火焰傳遞關系匹配良好并合理的設計延期元件，并優化裝配工藝及藥劑配方，有利于提高藥劑燃燒穩定性，并能提高秒量精度和貯存的穩定性。采用秒量精度高的過渡藥在200 MPa壓藥壓力時，而且藥劑中造粒劑含量為1.5%時，能有效提高延期藥秒量精度和貯存穩定性。

參考文獻：

[1] 楊政委.點火藥對秒量精度的影響[J].爆破器材，2003，（3）.

[2] 陳利魁，盛滌倫.納米鎢系延期藥的研究[J].火工品，2005，（4）.