硅藻土為載體的低爆速乳化炸藥制備與性能

孫寶亮，黃文堯，汪 泉，潮 捷，檀 鑫，牛草原，胡 潔

（安徽理工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院， 安徽 淮南 232001）

0 引 言

低爆速炸藥通常是在粉狀硝銨類炸藥中加入適量氯化鈉、珍珠巖或礦物粉等惰性添加劑來降低炸藥能量密度，用于爆炸焊接、光面爆破和地質(zhì)勘探等［1-4］。乳化炸藥具有制備工藝簡單、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛和爆速穩(wěn)定等特點(diǎn)，現(xiàn)已作為我國工業(yè)炸藥主要品種之一［5］。但乳化炸藥爆速高，如何降低乳化炸藥的爆速，國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了廣泛的研究。黃文堯［6］采用乳化基質(zhì)與泡沫塑料和碳酸鹽類礦物粉混合制得一種低爆速爆炸焊接乳化炸藥。李雪交［7］采用玻璃微球作為敏化劑和稀釋劑，通過控制其在乳化基質(zhì)中的加入量來制得低爆速乳化炸藥。周國安［8］以玻璃微球?yàn)槊艋瘎?，以黏土顆粒為惰性劑制得低爆速乳化炸藥。高玉剛［9］發(fā)現(xiàn)乳化炸藥中珍珠巖含量達(dá)到30%時可以作為低爆速乳化炸藥。上述低爆速炸藥中加入的泡沫塑料密度過小，生產(chǎn)過程中易產(chǎn)生粉塵；玻璃微球加入乳化基質(zhì)中易成團(tuán)狀，流散性較差；膨化珍珠巖結(jié)構(gòu)強(qiáng)度弱，受力極易壓裂，不適合高粘性乳化基質(zhì)的混合分散。

硅藻土因其具有空隙率大、比表面積大、吸附能力好、容重小、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定且具有較好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等工藝特性，20 世紀(jì)70 年代以來，以其卓越的性能大量作為載體物質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于輕工、化工、建材等領(lǐng)域［10-12］。Nobel 首先將硅藻土應(yīng)用于炸藥制備領(lǐng)域，將硅藻土和硝化甘油按照1∶3 的質(zhì)量比混合制得性能穩(wěn)定的Dynamite 炸藥［13］?；诖?，本研究以硅藻土作為乳化基質(zhì)的載體來制備低爆速乳化炸藥，分析了不同硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)對該炸藥的粒徑、密度、爆速、空中爆炸沖擊波壓力的影響，依據(jù)文獻(xiàn)［14］和［21］對炸藥進(jìn)行了熱安定性和儲存性實(shí)驗(yàn)。為新型低爆速乳化炸藥的研究提供參考價值。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

試劑：硝酸銨（AN），湖北凱龍楚興化工集團(tuán)有限公司；硝酸鈉（SN），無錫市富友化工有限公司；柴油、機(jī)油、高分子乳化劑（聚異丁烯丁二酰亞胺，T-152），江南化工股份有限公司；硅藻土，長白朝鮮自治縣鑫鑫硅藻土有限公司，平均粒徑為200～300 μm，堆積密度0.25～0.27 g·cm-3。

儀器：JFS-550 變速分散機(jī)，杭州齊威儀器有限公司；BSW-3A 型爆速測試儀，湖南湘西州奇搏礦山儀器廠；TESCAN VEGA3 SBH 掃描電鏡-能譜儀，廣州貝拓科學(xué)技術(shù)有限公司；MS2000 激光粒度儀，英國馬爾文儀器有限公司；TGA2 型熱重分析儀，瑞士METTLER TOLEDO 公 司；Ultima 型X 射 線 衍 射 儀，日 本 理 學(xué)公司；CY-YD-202 壓力傳感器，YE5853 電荷放大器，江蘇聯(lián)能電子技術(shù)有限公司；JEA502 電子天平，昆山國晶電子有限公司；滴定管，燒杯，密度測量杯。

1.2 低爆速乳化炸藥的制備

按照表1 配方稱取硝酸銨、硝酸鈉和水混合后加熱至95～105 ℃，制得水相，稱取機(jī)油、柴油、乳化劑混合后加熱至90～100 ℃，制得油相。設(shè)置變速分散機(jī)轉(zhuǎn)速為1200 r·min-1，將水相加入油相中攪拌2 min 制得乳化基質(zhì)。將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%的硅藻土顆粒分別與乳化基質(zhì)混合，混合均勻后冷卻，制得8 種硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同的乳化炸藥。其制備流程見示意圖1。

表1 乳化基質(zhì)的配方Table 1 Formula of emulsion matrix

圖1 低爆速乳化炸藥的制備流程Fig.1 Preparation process of low detonation velocity emulsion explosive

1.3 性能測試

（1）硅藻土的成分與結(jié)構(gòu)表征：通過能譜儀分析硅藻土的主要成分。用掃描電鏡觀察單個硅藻土顆粒微觀外形和內(nèi)部空隙［15］。

（2）炸藥粒度測試：使用激光粒度儀對制得的炸藥顆粒進(jìn)行粒度測試［16］。取3 g 炸藥于樣品池表面，選擇適當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)程序進(jìn)行試驗(yàn)，測量顆粒表面積S來表示平均粒徑。

（3）硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)對乳化炸藥密度和爆速的影響：用密度測量杯測量炸藥的堆積密度，測量3 組取平均值。

采用爆速測量儀測量不同硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)的炸藥爆速變化，測量爆速實(shí)驗(yàn)的聚氯乙烯管外徑為32 mm，內(nèi)徑28 mm，長度500 mm。兩探針間距為60 mm，測試2 組取平均值［17］。

（4）空中爆炸沖擊波壓力測試：分別稱取硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%、20%、25%、30%的乳化炸藥50 g。在爆炸容器內(nèi)，將乳化炸藥用聚乙烯塑料袋包裹成球形，固定于爆炸容器中央，距壓力傳感器60 cm（如圖2）。炸藥起爆時沖擊波被傳感器接收，產(chǎn)生的電荷信號被電荷放大器放大并由示波器采集，得到空中爆炸沖擊波壓力-時間曲線。

圖2 空中爆炸沖擊波壓力試驗(yàn)裝置示意圖Fig.2 Schematic diagram of air explosion shock wave pressure test device

（5）乳化基質(zhì)與硅藻土的相容性測試：采用熱重分析儀對制備的乳化基質(zhì)和不同硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)的乳化炸藥進(jìn)行熱重實(shí)驗(yàn)；測試條件：樣品質(zhì)量（3±0.2） mg，升溫速率為5，10，15 ℃·min-1，升溫區(qū)間為25 ℃至400 ℃，氧化鋁坩堝，氮?dú)饬魉贋?0 mL·min-1；并對熱重實(shí)驗(yàn)前后的炸藥樣品和硅藻土進(jìn)行X 射線衍射分析，對比其組分變化；掃描電鏡觀測儲存期為2 d 和120 d 的低爆速乳化炸藥顆粒微觀形貌，并測試乳化炸藥的爆速和空中爆炸沖擊波壓力［18］。

2 結(jié)果及討論

2.1 硅藻土成分和微觀形貌表征

對硅藻土進(jìn)行能譜分析，獲取其元素分布和元素質(zhì)量比例，得出樣品的基本成分。能譜分析如圖3 所示，從圖3 中可以看出，硅藻土的主要元素有C、O、Na、Al、Si 等，其中的主要元素是Si 和O，并以SiO2形式存在，故硅藻土的主要成分是SiO2。

圖3 樣品能譜分析圖Fig.3 The energy spectrum analysis of the sample

用掃描電鏡觀察單個硅藻土顆粒微觀外形和內(nèi)部空隙分別見圖4a 和4b，從圖4a 中可以看出，硅藻土顆粒微觀外形極不規(guī)則，且顆粒外表面含有多個微空隙。從圖4b 中可以看出，硅藻土內(nèi)部結(jié)構(gòu)中含有20～50 μm 空隙，這就使得硅藻土具有比表面積大的特征，物質(zhì)表面質(zhì)點(diǎn)方向作用力處于不平衡狀態(tài)，使得硅藻土具有更好的吸附能力［19］，且內(nèi)部空隙可作為炸藥的有效熱點(diǎn)。

圖4 硅藻土顆粒外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)掃描電鏡圖Fig.4 SEM images of diatomite particle shape and internal structure

2.2 硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)對乳化炸藥形貌及粒徑變化的影響

為分析硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)對乳化炸藥形貌及粒徑變化的影響，分別將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%、10%、15%、20%、25%、30%的硅藻土顆粒與乳化基質(zhì)進(jìn)行分散混合，炸藥樣品形貌見圖5。

圖5 不同硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)的炸藥樣品形貌Fig.5 Morphologies of explosive samples with different mass fractions of diatomite

從圖5 可以看出，當(dāng)硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5% 或10%時，炸藥呈團(tuán)聚狀（圖5a～5b），當(dāng)硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)由15%增至30%（圖5c～5f）時，炸藥均呈粉狀，這是因?yàn)楣柙逋僚c乳化基質(zhì)分散混合的過程中，乳化基質(zhì)以物理吸附和機(jī)械黏附的形式附著在硅藻土顆粒表面，且每一個硅藻土顆粒對乳化基質(zhì)吸附和被覆的量是一定的，當(dāng)硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5% 或10%時，包覆在硅藻土顆粒上的乳化基質(zhì)量相對較多，故炸藥呈現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象。當(dāng)硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到15%時，由于硅藻土顆粒數(shù)目增多使得其表面被覆的乳化基質(zhì)量相對少，相鄰炸藥顆粒之間乳化基質(zhì)接觸時產(chǎn)生的黏著力不足以使炸藥顆粒黏連，所以炸藥開始呈現(xiàn)粉狀分散狀態(tài)。此后，隨硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加炸藥完全為粉狀。

對硅藻土樣品和硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%、20%、25%、30%的乳化炸藥粒度分析如圖6。

由圖6 可知，炸藥顆粒的平均粒徑與硅藻土添加量呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，隨著硅藻土在乳化基質(zhì)中質(zhì)量分?jǐn)?shù)由15%增至30%，炸藥顆粒的平均粒徑由550 μm 降低至300 μm。

圖6 硅藻土樣品和不同硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)的乳化炸藥粒度Fig.6 Diatomite sample and particle size of emulsified explosive with different mass fraction of diatomite

將單個硅藻土顆粒近似為一個球體，當(dāng)乳化基質(zhì)包覆每個硅藻土顆粒表面后，設(shè)乳化基質(zhì)均勻包覆每個顆粒，如圖7a。圖7a 和7b 分別為單個硅藻土被乳化基質(zhì)包覆示意圖和相鄰炸藥顆粒的示意圖。

圖7 乳化基質(zhì)包覆硅藻土顆粒示意圖Fig.7 Schematic diagram of diatomite particles coated by emulsified matrix

則包覆厚度可推導(dǎo)為：

式中，l為乳化基質(zhì)包覆厚度，μm；V為加入乳化基質(zhì)的體積，m3；n為硅藻土顆粒數(shù)；r為硅藻土顆粒半徑，μm。

由式（2）可知，硅藻土被覆乳化基質(zhì)厚度與硅藻土顆粒數(shù)呈負(fù)相關(guān)，隨著乳化基質(zhì)中硅藻土含量越多，硅藻土顆粒被覆的乳化基質(zhì)厚度降低，從而使得炸藥的顆粒粒徑變小。由圖7b 所示，硅藻土顆粒表面包覆乳化基質(zhì)，當(dāng)顆粒間距減小到乳化基質(zhì)膜開始接觸時，基質(zhì)之間就會產(chǎn)生黏著力，使得顆粒之間的分散能力變差。隨著包覆基質(zhì)膜厚度降低，相鄰炸藥顆粒之間接觸面積從而變小，顆粒之間的黏著力降低，在相同機(jī)械力作用下更容易分散［20］，從而使得炸藥的形貌由連續(xù)相向非連續(xù)相過渡，直至炸藥形貌完全成為粉狀。

2.3 乳化炸藥密度、爆速、空中爆炸沖擊波壓力峰值變化

對硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%的乳化炸藥進(jìn)行密度和爆速測試，測試結(jié)果見表2。

表2 不同硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)乳化炸藥的密度和爆速Table 2 Density and detonation velocity of emulsion explosive with different diatomite contents

由表2 可知，硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為5%和10%時，炸藥分別發(fā)生拒爆和半爆現(xiàn)象，這是由于硅藻土顆粒與玻璃微球和膨化珍珠巖相比，玻璃微球和膨化珍珠巖粒徑為20～200 μm，密度為0.05～0.10 g·cm-3，密度較小，且為中空薄壁結(jié)構(gòu)，當(dāng)沖擊波絕熱壓縮時易形成熱點(diǎn)，加入量為3% 時就能達(dá)到較好的敏化效果［12］。而硅藻土顆粒粒徑為200～300 μm，密度為0.25～0.27 g·cm-3，雖然其粒徑比玻璃微球和膨化珍珠巖大，但密度較大，且內(nèi)部的生物網(wǎng)狀空隙使得本身空隙率降低。當(dāng)乳化基質(zhì)包覆硅藻土顆粒后，僅靠這種硅藻土的內(nèi)部空隙不能形成足夠數(shù)量的有效熱點(diǎn)，故炸藥不能穩(wěn)定起爆和傳爆。

當(dāng)硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%時，爆速為2561 m·s-1，密度為0.79 g·cm-3，炸藥達(dá)到穩(wěn)定爆轟，隨著硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大，爆速逐漸下降，當(dāng)硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%時，炸藥爆速降至1655 m·s-1，密度降至0.51 g·cm-3。

乳化炸藥的密度隨著硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加而降低，根據(jù)混合炸藥理論密度公式為

式中，ρt為炸藥 理論密度，g·cm-3；mi為第i組分 的質(zhì)量，g；Vi為第i組分的體積，cm3；ρi為第i組分的密度，g·cm-3；硅藻土的密度為0.25 g·cm-3，乳化基質(zhì)密度為1.36 g·cm-3。

炸藥空隙率公式為

式中，ρw為炸藥測試密度，g·cm-3；ρt為炸藥理論密度，g·cm-3。計(jì)算得出硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%的炸藥的空隙率分別為0.89%、1.06%、2.46%、2.78%、3.12%、3.45%、3.77%。隨著硅藻土加入量的增加，使得炸藥空隙率逐漸增大。

通過Origin2019 軟件［8］對實(shí)驗(yàn)結(jié)果擬合，得到該型乳化炸藥中硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)與爆速的經(jīng)驗(yàn)公式如下：

式中，D為爆速，m·s-1；b 為乳化炸藥中的硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)，范圍為0.15≤b≤0.35，式中R-Square 為0.9994。

分析認(rèn)為，當(dāng)炸藥中硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到15%時，炸藥形貌完全為粉狀，硅藻土顆粒被乳化基質(zhì)包覆形成炸藥顆粒。不僅有乳化基質(zhì)包覆硅藻土顆粒的空隙，同時炸藥顆粒之間形成的空隙也增多。如圖8 所示，當(dāng)雷管起爆時，這種炸藥顆粒內(nèi)部的空隙和顆粒之間的空隙共同形成熱點(diǎn)，發(fā)生爆轟反應(yīng)，迅速擴(kuò)展到整個炸藥體系，故炸藥穩(wěn)定起爆和傳爆。

圖8 粉狀炸藥起爆原理示意圖Fig.8 Schematic diagram of initiation principle of powdery explosive

當(dāng)硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)由15%增加至35%時，炸藥爆速和密度隨著硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而降低。這是由于硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增多，炸藥的密度下降，單位質(zhì)量炸藥的乳化基質(zhì)量降低，而硅藻土顆粒的主要成分為SiO2，在爆炸反應(yīng)時不參與反應(yīng)，稀釋了爆轟反應(yīng)區(qū)的能量，降低了前沿沖擊波的壓力，進(jìn)而降低了炸藥爆轟傳播的速度。當(dāng)硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%時，硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)較大，炸藥的密度降到0.47 g·cm-3，使得單位體積內(nèi)有效炸藥量更低，爆轟反應(yīng)區(qū)所放出的能量不足以支持前沿沖擊波傳播所需要的能量，故炸藥發(fā)生拒爆。

對硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%、20%、25%、30%、35%的乳化炸藥進(jìn)行空中爆炸沖擊波壓力測試，其空中爆炸沖擊波壓力-時間曲線如圖9 所示。

圖9 不同硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)乳化炸藥沖擊波超壓-時間曲線Fig.9 Pressure-time curves of air shock wave of emulsified explosive with different diatomite contents

由圖9 可以看出，當(dāng)硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%時，測得炸藥的空中爆炸沖擊波壓力峰值為0.061 MPa，當(dāng)硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%時，空中爆炸沖擊波壓力峰值降至0.023 MPa，這是因?yàn)檎ㄋ幍谋Z壓力與其裝藥密度和爆速的平方成正比。炸藥的裝藥密度和爆速隨著硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大而降低，使得炸藥爆炸時的沖擊波能量和速度同時降低，故炸藥空中爆炸沖擊波壓力隨著硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而降低。

2.4 乳化基質(zhì)與硅藻土相容性測試

2.4.1 TG 分析

乳化炸藥在其儲存或者運(yùn)輸過程中都會產(chǎn)生緩慢的熱分解反應(yīng)，若熱量不能及時釋放，就有可能造成熱量聚集導(dǎo)致爆炸等嚴(yán)重后果［21］。為研究硅藻土對乳化基質(zhì)熱分解特性影響，對制備的乳化基質(zhì)和硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%、20%、25%的乳化炸藥取樣進(jìn)行熱分析實(shí)驗(yàn)，其TG 曲線如圖10 所示。

圖10 乳化基質(zhì)和乳化炸藥的TG 曲線Fig.10 TG curves of emulsion matrix and emulsion explosive

從圖10 中可以看出，4 種試樣的TG 曲線基本相同，表明其熱分解過程基本相似，受熱后樣品的分解主要分為3 個階段。第一階段為25～200 ℃，乳化基質(zhì)（如圖10a）的TG 曲線平緩下降，其質(zhì)量損失均在12%左右。而3 種炸藥樣品（如圖10b～10d）質(zhì)量損失為3%左右，這是由于硅藻土與乳化基質(zhì)在高溫?cái)嚢柽^程中游離水分大量蒸發(fā)，只是少量不穩(wěn)定的乳化基質(zhì)的熱分解，質(zhì)量損失較小。第二階段為200～325 ℃，TG 曲線迅速下降，在高溫作用下，乳化基質(zhì)中硝酸銨和燃料油開始快速分解，質(zhì)量損失為70%～80%。第三階段為325～400 ℃，TG 曲線趨于平緩，質(zhì)量幾乎不發(fā)生變化，4 種樣品剩余質(zhì)量分別約為2%、18%、23%、27%。3 種乳化炸藥反應(yīng)后的剩余質(zhì)量與炸藥中硅藻土含量基本相同，說明炸藥的熱分解過程是炸藥中乳化基質(zhì)的分解，硅藻土的加入對基質(zhì)的熱安定性未造成明顯變化。

2.4.2 X 射線衍射分析

對硅藻土和熱重實(shí)驗(yàn)后的3 種不同硅藻土含量的乳化炸藥殘留物取樣進(jìn)行X 射線衍射分析，其XRD 衍射圖如圖11 所示。硅藻土與炸藥的殘留物在20.8°位置處都顯示出了強(qiáng)烈的SiO2衍射峰，其他位置未出現(xiàn)明顯衍射峰值。

圖11 硅藻土和乳化炸藥殘留物的XRD 衍射圖Fig 11 XRD patterns of diatomite and emulsion explosive residues

圖11 中，4 種試樣的XRD 衍射曲線趨勢基本相同，樣品的晶體結(jié)構(gòu)未發(fā)生變化，說明炸藥殘留物主要成分為硅藻土，未產(chǎn)生其他副反應(yīng)產(chǎn)物。這表明硅藻土與乳化基質(zhì)混合后在常溫和加熱的情況下，硅藻土未與乳化基質(zhì)相互發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

2.4.3 儲存穩(wěn)定性分析

抽取硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%、20%、25%的乳化炸藥在儲存期為2 d 和120 d，任取其中一個顆粒觀測到的掃描電鏡圖見圖12，實(shí)測炸藥的爆速和空中爆炸沖擊波壓力峰值見表3。

表3 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)硅藻土的炸藥樣品儲存期為2 d 和120 d的爆速、空中爆炸沖擊波壓力峰值和平均粒徑Table 3 The detonation velocity， peak pressure of air explosion shock wave and average particle size of diatomite samples with different mass fractions during storage period of 2 d and 120 d

圖12 儲存期為2 d 與120 d 的炸藥顆粒掃描電鏡圖Fig.12 SEM images of explosive particles stored for 2 d and 120 d

從圖12 可以看出，儲存期為120 d 的炸藥顆粒與制備2 d 后的炸藥顆粒相比，炸藥外形結(jié)構(gòu)完全相同，未發(fā)現(xiàn)有乳化基質(zhì)脫落或析晶現(xiàn)象。由表3 可知，儲存期為120 d 的硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%、20%、25%的乳化炸藥的爆速的相較于2 d 的爆速分別下降了2.81%、3.22%、4.67%，空中爆炸沖擊波壓力峰值分別下降了4.92%、4.00%、4.87%，其爆速和空中爆炸沖擊波壓力峰值變化幅度均小于5%。雖然乳化基質(zhì)是熱力學(xué)和動力學(xué)不穩(wěn)定體系，但硅藻土呈顆粒狀，且主要成分為SiO2，當(dāng)乳化基質(zhì)包覆在硅藻土顆粒表面時，并沒有破壞乳化基質(zhì)的W/O 型結(jié)構(gòu)，同時乳化基質(zhì)本身具有較好的防水、防潮和防結(jié)塊功能，故炸藥顆粒形貌及粒徑不發(fā)生變化。在儲存120 d 后，炸藥的爆轟性能未發(fā)生明顯下降，這說明硅藻土作為載體制備的低爆速乳化炸藥儲存穩(wěn)定性良好。

3 結(jié) 論

（1）硅藻土顆粒外形不規(guī)整，其內(nèi)部為微米級空隙結(jié)構(gòu)，當(dāng)乳化基質(zhì)與硅藻土分散混合時，乳化基質(zhì)包覆在硅藻土顆粒表面，并封閉著空隙，使得低爆速乳化炸藥具有一定的自敏化功能。

（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)增至15%時，炸藥形貌開始呈現(xiàn)粉狀。當(dāng)硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%～35%時，炸藥的密度由0.79 g·cm-3降至0.51 g·cm-3，由擬合得到炸藥的爆速與硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)滿足經(jīng)驗(yàn)公式：D= -45.54b+ 3239.3（式中，D為爆速，m·s-1，b為硅藻土質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%），空中爆炸沖擊波壓力峰值變化趨勢與爆速一致。

（3）通過TG 實(shí)驗(yàn)證明硅藻土的加入對乳化基質(zhì)的熱安定性沒有明顯影響，XRD 衍射證明硅藻土與乳化基質(zhì)在常溫或加熱時不會相互反應(yīng)。對比儲存期為2 d 和120 d 的硅藻土含量為15%、20%、25%的低爆速乳化炸藥，炸藥顆粒粒徑未發(fā)生變化。觀察炸藥微觀形貌，乳化基質(zhì)未出現(xiàn)析晶脫落現(xiàn)象，其爆速和空中爆炸沖擊波超壓降幅均小于5%，說明該低爆速乳化炸藥具有較好的儲存穩(wěn)定性，硅藻土和乳化基質(zhì)相容性良好。