序

固体导弹武器装备的退役更新或制造工艺不达标会产生数量庞大的废弃推进剂装药，其安全、有效、迅速地处理已成为国防工业部门亟须解决的一个难题。本书针对废弃复合固体（HTPB）推进剂预处理阶段的安全体系和再利用的研究现状，对高压水射流和磨料水射流切割工艺参数的选择及优化，以及利用推进剂制备工业炸药（HPA）和信号剂这两个处理过程中的关键问题进行了较为深入的研究和探索，主要工作包括以下几个方面。

（1）射流出口压力等工艺参数的分析与选取。本书认为高压水射流的工艺参数是评价预处理阶段安全体系的重要因素，射流出口压力的合理选择是保证推进剂发生破碎和过程安全性的首要条件。依据水射流的冲击理论和工作压力范畴，结合推进剂的力学特性，通过理论分析得到出口压力的选择范围。基于临界起爆判据P 2tτ=K，在此区间内分别建立了以水锤压力和滞止压力为危险源的飞片冲击模型和粘弹体-热点安全模型。以临界起爆压力衡量水锤压力在SDT过程中的安全性，并通过落锤试验进行验证。结合DSC和LASL两种试验方法确定推进剂的临界温度，用于评判LALDS过程中滞止压力作用下的温升范围。在分析计算最低出口压力的基础上，获得功率、最佳靶距和喷嘴直径等其他工艺参数。

（2）射流工艺参数的试验验证与优化。以基本水射流参数为指导，设计研制试验装置，用于模拟高压水射流的“清药”过程，对所选工艺参数进行验证和优化。以推进剂内部温度传感器的温升变化验证出口压力的选择范围，以推进剂粉碎前后的质量变化说明影响切割效果的主要因素。运用正交试验寻求出口压力、喷嘴直径、靶距和单次切割时间4个工艺参数的优化组合，并在此基础上进行单因素条件对切割效果的影响分析，最终完成工艺参数的选择与优化。利用化学分析方法对切割过程中产生的废弃推进剂进行AP和Al的含量测定，从而为其再利用提供理论依据。

（3）制备民用炸药的理论基础与技术途径研究。以切割过程产生的废弃HTPB推进剂为研究对象，在综合分析其能量特性和做功方式的基础上，提出了含铝硝铵炸药的转化途径并论证了其合理性与可行性。通过建立相应的制备理论，指出降低粒度和添加组分的必要性。在确保安全的前提下，分析了3种机械粉碎方式的效果及存在的问题，以粉碎后粒度、有效组分损失率和起爆性能衡量其是否满足民用炸药组分的要求，最终选择旋风切削粉碎作为实验室阶段的粉碎方式。从改善HTPB的氧平衡和提高雷管感度入手，选择AN为氧化剂，木粉为敏化剂，0#柴油为填充剂，共同制备的多元体系定义为含铝硝铵炸药（HPA），并通过DSC确认之间的相容性。基于最大放热原理和零氧平衡原则，优化设计了该炸药的配方以及探讨了HTPB加入量对爆轰性能的影响。

（4）HPA炸药的实验室制备工艺与爆轰性能研究。本书研究了实验室阶段HPA炸药的多组分混合与装配的工艺条件，并利用起爆试验选择了最小装药直径。依据C-J理论和BKW规则给出了爆轰产物与元素组成的计算方法，得到5个不同氧平衡配方的计算结果。针对HPA炸药多组分非理想性的结构特性，论述了其混合爆轰反应机理与反应区结构。选择爆速、作功能力、猛度和爆压等爆轰参数的工程计算方法与试验测试方法，将理论值与实测值进行比较，详细研究了影响爆轰性能的主要因素，分析得到了产生差异的相关原因。初步探讨了HPA炸药的工艺用途和使用特点，并与常用露天型铵梯炸药进行性能对比，阐明了其适宜露天矿用领域的原因。

本书的研究工作，建立了以射流工艺参数为主导的预处理安全体系，创新了资源化利用废弃HTPB推进剂的新途径，解决了其预处理和再利用过程中的关键问题。由于所述理论和方法具有一定的普遍适应性，故能推广应用于其他含能材料的安全处理研究。

感谢白云、陈元文、惠巧鸽、李志文、呼延曹婧为本书编写辛苦的付出与努力。

由于编者水平有限，经验不足，书中难免有不足之处，敬请各位读者批评指正。

作　者

2021年6月