[发明专利]一种爆轰对碰加载储氢材料加速壳体膨胀的方法和装置

说明书

本发明公开了一种爆轰对碰加载储氢材料加速壳体膨胀的方法和装置，包括内筒以及套装在内筒外侧的外筒，所述内筒中心位置固定有挡环，所述挡环上下两侧分别放置炸药药柱，所述挡环内部放置储氢材料，所述内筒和外筒同轴并处于同一水平面，所述内筒和外筒通过连接板连接。该装置通过爆轰对碰加载储氢材料，生成氢气加速壳体膨胀，为增强壳体破片毁伤效果提供新的途径。

技术领域

本发明涉及储氢材料应用技术领域，具体涉及一种爆轰对碰加载储氢材料加速壳体膨胀的方法和装置。

背景技术

对于储氢材料，其在受到高温高压作用时，会发生放氢反应生成氢气。Young K在Metal Hydrides(Reference Module in Chemistry,Molecular Sciences and ChemicalEngineering,Elsevier Inc.,2013)中给出了金属氢化物的释氢温度，一般为700 K以下。

炸药爆轰后可产生高温高压，根据董海山等专著《高能炸药及相关物性能》(北京：科学出版社，1989)，猛炸药爆轰压力一般可达到20至30 GPa，根据Keshavarz M H在Journal of Hazardous Materials A137,1303-1308(2006)中的数据，猛炸药爆温通常在2800 K以上。炸药爆轰加载已广泛应用到工业和国防领域，如矿山爆破和弹药毁伤等。现有的炸药爆轰反应后放热和生成气体对外做功，如若增加炸药爆轰反应后的放热或气体生成量均有助于对外做功，可以增强弹药毁伤能力。考虑到储氢材料在受到炸药爆轰的高温高压作用下，会释放出氢气，虽然氢气与常见的爆轰反应产物可能发生二次反应，如：

H₂+CO₂→H₂O+CO， (1)

ΔH_r＝41.23kJ/mol

2H₂+0.5CO₂→H₂O+0.5CH₄， (2)

ΔH_r＝-82.61kJ/mol

1.5H₂+0.5N₂→NH₃， (3)

ΔH_r＝-46.04kJ/mol

0.5H₂+0.5N₂+C→HCN。 (4)

ΔH_r＝130.9kJ/mol

反应式(1)和(4)的气体量不变，而反应式(2～3)的气体量减少，但考虑到(2～3)虽为放热反应，根据《炸药理论》(北京：国防工业出版社，1982)，(2～3)需在高温高压下进行，故(2～3)反应较难进行，储氢材料在爆轰加载下的总体效果仍然是气体量增多。这将有助于对外做功，增强弹药毁伤能力。因此如何使用储氢材料增强弹药毁伤能力成为需要解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种爆轰对碰加载储氢材料加速壳体膨胀的方法和装置，该装置通过爆轰对碰加载储氢材料，生成氢气加速壳体膨胀，为增强壳体破片毁伤效果提供新的途径。

为了达到上述技术效果，提供了一种爆轰对碰加载储氢材料加速壳体膨胀的装置，其包括内筒以及套装在内筒外侧的外筒，所述内筒中心位置固定有挡环，所述挡环上下两侧分别放置炸药药柱，所述挡环内部放置储氢材料，所述内筒和外筒同轴并处于同一水平面，所述内筒和外筒通过连接板连接。

进一步的技术方案为，所述内筒的材料为轻质材料，所述挡环材料为轻质材料，所述外筒材料为金属材料。