無線射頻作用對黑索今性能的影響

陳　誠，董慶豐，黎厚斌，張振中，姜振明，張路遙

(1. 武漢大學印刷與包裝系，湖北武漢430072； 2. 甘肅銀光化學工業集團有限公司，甘肅白銀730900)

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無線射頻作用對黑索今性能的影響

陳誠1，董慶豐1，黎厚斌1，張振中2，姜振明2，張路遙2

(1. 武漢大學印刷與包裝系，湖北武漢430072； 2. 甘肅銀光化學工業集團有限公司，甘肅白銀730900)

摘要：為實現炸藥等危險化學品在貯存、運輸中的遠距離實時監控，采用高頻無線射頻(13.56MHz)和超高頻無線射頻(920～925MHz)對黑索今(RDX)分別進行1、2、3、5、6h的連續照射，采用紅外光譜儀和X射線衍射儀檢測了照射后RDX的分子結構和晶型，并按照國軍標GJB772A-97方法測試了其性能。結果表明，高頻和超高頻無線電波均對RDX晶體的分子結構、晶型及性能沒有影響。表明無線射頻識別(RFID)技術可用于RDX的信息化管理中。

關鍵詞：無線射頻識別技術；RFID；黑索今；RDX；感度；信息化管理

引言

黑索今(RDX)是一種重要的硝銨類單質含能材料，廣泛應用于混合炸藥和推進劑。RDX作為一種易爆品，在生產、運輸、貯存等過程中均存在安全隱患[1-2]，而我國大多數軍工生產企業對RDX的信息化管理尚未完善，因此急需新的技術手段來提高危化品的信息化管理[3-4]。

無線射頻識別技術(RFID)是物聯網系統的核心，具有非接觸式自動識別的特點，能夠對檢測物達到實時監控。RFID技術采用無線射頻電磁波傳輸信息，將顯著提高其信息和數據的傳輸效率，改善物流管理方式，實現對貨物的智能化、信息化管理[5-6]。RFID技術能增強對危險易爆品的跟蹤和追溯能力，在危化品物流管理領域具有廣闊的應用前景[7]。上海市已經在裝載危化品的鋼瓶上使用RFID標簽，以便對其進行有效管理[8]；國外采用低劑量Υ射線照射RDX，發現RDX的穩定性等并沒有發生較大改變[9]。

本研究采用無線射頻對RDX樣品進行連續不同時間的照射，采用紅外光譜儀和X射線衍射儀檢測照射后RDX樣品的分子結構、晶型，按國軍標GJB772A-97法測試了其性能，以期為RFID技術應用于RDX信息化管理提供技術支持。

1實 驗

1.1材料與儀器

RDX，甘肅銀光化學工業集團有限公司。

ALR-9900型超高頻無線射頻讀寫器，Alien公司；PDA87A型手持式高頻無線射頻讀寫器，北京鴻昌泰格科技公司；Nicolet5700型紅外光譜儀，測試范圍為4000~400cm-1,美國熱電公司；D8ADVANCE型X射線衍射儀，掃描范圍為5°~60°,掃描速度為8o/min,美國Bruker公司；落錘撞擊感度測試儀，湖北航天化學技術研究所；BM-B型火炸藥摩擦感度儀，西安近代化學研究所；BFY-2型爆發點測試儀，襄陽天迪電氣有限公司。

1.2照射條件

采用高頻(13.56MHz)讀寫器和超高頻(920~925MHz)讀寫器對RDX樣品進行不同時間的連續照射。其中，照射場所溫度為25℃，濕度為53%，超高頻讀寫距離為1m，高頻讀寫距離為5cm，照射參數如表1所示。

表1　RDX的照射參數

注：f為照射頻率；t為照射時間。

1.3性能測試

采用紅外光譜和X射線衍射，測試照射后RDX的樣品的分子結構和晶型。

采用升降法測試照射后RDX樣品的撞擊感度，落錘質量10kg，下落高度25cm，藥量(50±1)mg，每組試驗25發，每種樣品做2組取平均值。用擺錘式摩擦感度儀測試其摩擦感度，擺角(90±1)°，表壓(3.92±0.07)MPa，藥量(20±1)mg，每組測試25發，每種樣品做2組取平均值。采用爆發點測試儀測試其5s延滯期爆發點，稱量30個樣品，每個樣品藥量(30±1)mg，加熱至預設溫度，經過一定的延滯期后，發生燃燒或爆炸，記錄爆炸時間，根據爆炸溫度和延滯期計算出爆發點溫度[10-11]。

2結果與討論

2.1無線射頻對RDX分子結構和晶型的影響

2.1.1紅外光譜分析

未經無線射頻照射的RDX樣品及無線射頻照射后5、8、10號樣品的紅外光譜見圖1。

圖1　未經照射及經無線射頻照射后RDX樣品的紅外光譜圖Fig.1　IR spectra of RDX samples before and after radiofrequency irradiation

從圖1(a)可知，1275cm-1附近的強特征峰為硝銨的特征峰，1600cm-1附近的強特征峰為-NO2的特征峰，3100cm-1附近的強特征峰為C-H的特征峰[12-13]。由圖1(b)可以看出，高頻照射6h、超高頻照射3h和6h后，RDX樣品的紅外吸收峰沒有發生改變，與圖1(a)對比可知，樣品在1275cm-1附近仍存在硝銨的強特征峰；在1600cm-1附近存在-NO2的強特征峰；3100cm-1附近存在C-H基團的特征峰。因此，可以確定無線射頻照射對RDX的分子結構不會造成影響。

2.1.2X射線衍射分析

未經無線射頻照射RDX樣品晶型的X射線衍射圖譜見圖2。由圖2可以看出，特征峰出現的位置與Search Match標準卡片數據庫完全符合[14-15]。

圖2　未經照射RDX樣品的X射線衍射圖譜Fig.2　X-ray diffraction spectrum of the original RDX sample

經過不同頻率、不同時間無線射頻照射后的RDX樣品的X射線衍射圖譜見圖3。從圖3中可以看出，經過無線射頻照射后，RDX樣品的特征峰位置沒有發生改變，即高頻和超高頻照射對RDX的晶體也沒有影響。

圖3不同頻率和不同時間照射后RDX樣品的X射線衍射圖譜Fig.3　The X-ray diffraction spectra of RDX samples afterirradiation with different frequency and time

2.2無線射頻對RDX性能的影響

經超高頻無線射頻和高頻無線射頻照射后RDX樣品的撞擊感度、摩擦感度、5s延滯期爆發點溫度測試結果見表2。

表2　無線射頻照射后RDX樣品的性能測試結果

注：t5s為5s延滯期爆發點溫度。

由表2可知，經過不同時間無線射頻照射后，RDX撞擊感度并沒有發生較大變化，撞擊感度值在國軍標規定的72%±8%范圍內，說明超高頻和高頻無線射頻對RDX的撞擊感度沒有影響。經過不同時間無線射頻照射后，RDX的摩擦感度沒有發生較大變化，摩擦感度值在國軍標規定的68%±8%范圍內，說明超高頻和高頻無線射頻對RDX的摩擦感度沒有影響。

從表2也可知，經過不同時間無線射頻照射后，RDX樣品的5s延滯期爆發點溫度并沒有發生較大改變，均在國軍標規定的范圍內，說明超高頻無線射頻和高頻無線射頻對RDX的5s延滯期爆發點沒有影響。

3結論

(1)經高頻、超高頻無線射頻照射1~6h后的RDX，分子結構、晶型均不會發生變化，撞擊感度、摩擦感度、5s延滯期爆發點溫度均在國軍標GJB772A-97規定的范圍內。

(2)將RFID技術成功應用到RDX的信息化管理中，能顯著提高RDX的管理效率，不僅能解決其運輸、貯存中的許多盲點，還能對其進行實時遠程監控。

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Effect of Radio Frequency Action on the Performance of RDX

CHEN Cheng1，DONG Qing-feng1，LI Hou-bin1，ZHANG Zhen-zhong2，JIANG Zhen-ming2，ZHANG Lu-yao2

(1. School of Printing and Packaging, Wuhan University, Wuhan 430072, China;

2. Gansu Yingguang Chemical Industry Group Co.Ltd., Baiyin Gansu 730900, China)

Abstract:To realize remote real-time monitoring of storage and transportation of hazardous chemicals, the continuous irradiation of hexogen (RDX) for 1, 2, 3, 5, and 6 hours was performed respectively using high-frequency (HF) radio of 13.56MHz and ultra high-frequency (UHF) radio of 920-925MHz. The molecular structure and crystal form of RDX after irradiation were measured by infrared spectroscopy and X-ray diffraction. Its performance was tested according to the national standard method. The results show that HF radio waves and UHF radio waves have no effect on the molecular structure, crystal form and performance of RDX crystal, showing that the radio frequency identification (RFID) technology can be used in information management of RDX.

Keywords:radio frequency identification technology; RFID; RDX; sensitivity; information management

通訊作者:黎厚斌(1963-)，男，博士生導師，從事綠色包裝及包裝材料研究。

作者簡介:陳誠(1991-)，男，碩士研究生，從事包裝材料研究。

基金項目:基礎產品創新計劃火炸藥科研專項

收稿日期:2015-09-11；修回日期:2015-10-11

中圖分類號：TJ55; X93

文獻標志碼：A

文章編號：1007-7812(2015)06-0078-04

DOI：10.14077/j.issn.1007-7812.2015.06.015