LLNL Explosives Handbook: Properties of Chemical Explosives and Explosive Simulants

LLNL Explosives Handbook......Page 1
Title......Page 2
Foreword......Page 3
Contents......Page 5
Abbreviations and Symbols......Page 10
Conversion Factors......Page 13
X......Page 0
1. High Explosives - Introduction......Page 15
2. Manufacture......Page 16
Explosives......Page 17
Binders......Page 19
Explosive Parts......Page 20
Table 3-1 Pure Explosive Compounds......Page 21
Table 3-2 Cast Explosives......Page 24
Table 3-3 Plastic Bonded Explosives......Page 25
Table 3-4 Misc. Explosives......Page 27
Table 3-5 Additives and Binders......Page 29
Table 3-6 Explosive Compositions by Major HE Component......Page 30
4. Physical Properties......Page 32
Fig. 4-1 Vapor Pressure......Page 33
Table 4-1 Density, State and Stomic Composition of Explosives and Additives......Page 34
Table 4-2 Melting Points, Boiling Points and Vapor Pressure......Page 41
Table 4-3 Crystalographic and Optical Properties......Page 45
References......Page 50
Table 5-1 Heats of Formation......Page 55
5.2 Heats of Detonation......Page 60
Table 5-2 Heats of Detonation......Page 61
5.3 Compatibility......Page 65
Table 5-3 Adhesives: Chemical Reactivity and Compatibility With HEs......Page 66
Table 5-4 Fillers and Coatings: : Chemical Reactivity and Compatibility......Page 67
Table 5-5 Adhesive Tapes Compatible with HEs......Page 68
Table 5-6 Qualitative Solubilities of Pure Explosives......Page 70
Table 5-7 Qualitative Solubilities of Additives and Binders......Page 71
References......Page 72
Table 6-1 Thermal Conductivities of Explosives and Binders......Page 74
Fig. 6-2 Thermal Conductivity vs wt% HMX/Viton......Page 77
Fig. 6-3 Coefficients of Thermal Expansion......Page 78
Table 6-2 Coefficients of Thermal Expansion......Page 79
6.3 Specific Heat......Page 82
Table 6-3 Specific Heats......Page 85
6.4.2 Pyrolysis......Page 92
6.4.3 Thermogravimetric Analysis (TGA)......Page 154
6.4.5 Vacuum Stability Test......Page 157
6.4.6 Critical Temperature and Time to Explosion......Page 159
Table 6-5 Critical Explosion Temperature......Page 163
6.4.7 Thermal Stability of Larger Explosive Charges......Page 160
References......Page 164
7. Mechanical Properties......Page 168
7.1.1 Tensile Tests......Page 169
Table 7-1 Static Tensile Strength......Page 175
7.1.2 Compressive Tests......Page 177
7.2.1 Complex Shear......Page 179
7.3.2 Kinetic Coefficient of Friction......Page 189
Table 7-2 Coefficient of Static Friction......Page 190
Table 7-3 Coefficient of Friction (dynamic)......Page 191
7.4.1 Shock Loading......Page 194
7.4.2 Unreacted Hugoniot......Page 198
Table 7-5 Least Squares Fits for Unreacted Hugoniots......Page 199
7.4.3 Sound Velocity......Page 203
Table 7-6 Sound Velocities......Page 204
References......Page 206
Table 8-1 Detonation Velocities......Page 209
8.1.1 Equations......Page 213
Table 8-2 Detonation Velocity Equations......Page 214
Method a.......Page 217
Method c.......Page 218
Method d.......Page 221
Table 8-3 Characteristic Velocities......Page 219
8.2 Chapman-Jouguet Detonation Pressure......Page 222
Table 8-4 Detonation Pressures......Page 223
8.2.1 Reaction Zone......Page 225
Table 8-5 Reaction Zone Length......Page 226
8.3 Cylinder-Test Measurements of Energy......Page 227
Test 8-6 Cylinder Tests......Page 228
8.3.1 Equation of State......Page 229
Table 8-7 Equation-of-State Parameters......Page 230
8.3.2 Detonation Energy......Page 232
Table 8-8 Characteristic Energy Decrement(Si)From Pure HMX......Page 233
8.4 Gurney Method......Page 234
Table 8-9 Gurney Values......Page 236
Table 8-10 Critical Diameter......Page 238
References......Page 243
9.1 Drop-Weight Test......Page 249
Table 9-1 Drop-Weight Impact Tests......Page 250
9.2 SUSAN Test......Page 253
9.2.2 Comp B-3......Page 261
9.2.5 H-6......Page 262
9.2.7 LX-07-2......Page 263
9.2.9 LX-10-0......Page 264
9.2.11 LX-14-0......Page 265
9.2.14 PBX-9010......Page 266
9.2.16 PBX-9205......Page 267
9.2.19 TATB......Page 268
9.2.22 XTX-8003......Page 269
9.3 Skid Test......Page 270
Table 9-2 Standard LLNL-Pantex Skid Test......Page 271
Table 9-3 Nonstandard Skid Tests of Interest......Page 276
Table 9-4 Evaluation of Plant Flooring by LLNL-Pantex Tests......Page 278
Table 9-5 Evaluation of Plant Flooring by the Pantex Standard Test......Page 280
9.4.1 Gap Test......Page 281
Table 9-6a NSWC Small Scale Gap Test......Page 283
Table 9-6b LANL Smal Scale Gap Tests......Page 285
Table 9-6c LANL Large Scale Gap Tests......Page 288
Table 9-6e SRI Gap Test Sensitivities of Liquid Explosives......Page 290
9.4.2 Critical Energy......Page 291
Table 9-7 Critical Energies for Shock Initiation......Page 292
Table 9-8 Pressure At Transition Threshold and Detonation Failure Thickness......Page 293
Table 9-9 Least Squares Fits for Shock Initiation......Page 294
References......Page 304
Table 10-1 Highest Electrostatic-Discharge Energy at 5000 V for Zero Ignition Probability of Explosives......Page 307
10.1 Dielectric Constant......Page 308
Table 10-2 Dielectric Constant......Page 310
References......Page 313
Table 11-1 Health Hazards of Explosives and Binders......Page 314
11.1 References......Page 315
12. Introduction......Page 316
13. Mock Explosives - Names and Formulations......Page 317
14. Mock Explosives - Physical Properties......Page 318
Table 15-1 Criteria for Selection of Heat-Transfer Properties to be Mocked......Page 319
15.1 Thermal Conductivity and Specific Heat......Page 320
Table 15-3 Coefficients of Thermal Expansion and Glass Transition Temperatures......Page 323
15.3 Thermal Stability......Page 324
References......Page 330
16.1.2 Compressive Tests......Page 331
16.3 Friction......Page 338
Table 16-1 Static Friction of Mock HEs......Page 339
16.4.2 Sound Velocities and Unreacted Hugoniots......Page 340
Table 16-3 Least Squares Fits for Hugoniots of Mock HEs......Page 343
References......Page 344
17.1 Formulations in Production......Page 345
17.2 Research Explosives (RX Code)......Page 347
18. LANL Code Designations......Page 350
Table 19-1 Symbols and Units Used in the Data Sheets......Page 351
Amatol 80/20......Page 353
AN......Page 355
AP......Page 357
Baratol......Page 359
BDNPA-F......Page 361
Black Powder......Page 363
Boracitol......Page 365
BTF......Page 367
Cab-O Sil......Page 369
CEF......Page 371
Comp A......Page 373
Comp B......Page 375
Comp C......Page 377
Cyclotol......Page 379
H......Page 381
DEGN......Page 383
DIPAM......Page 385
DNPA......Page 387
DOP......Page 389
EDNP......Page 391
Estane......Page 393
Explosive D......Page 395
FEFO......Page 397
FPC 461......Page 399
H-6......Page 401
HBX......Page 403
HMX......Page 405
HNAB......Page 407
HNS......Page 409
Kel-F-800......Page 411
Lead Azide......Page 413
Lead Styphnate......Page 415
LX-01......Page 417
LX-02......Page 419
LX-04......Page 421
LX-07......Page 423
LX-08......Page 425
LX-09......Page 427
LX-10......Page 429
LX-11......Page 431
LX-14......Page 433
LX-15......Page 435
LX-16......Page 437
LX-17......Page 439
MEN-II......Page 441
Minol-2......Page 443
NC......Page 445
NG......Page 447
NM......Page 449
NQ......Page 451
Octol......Page 453
PBX-9007......Page 455
PBX-9010......Page 457
PBX-9011......Page 459
PBX-9205......Page 461
PBX-9404......Page 463
PBX-9407......Page 465
PBX-9501......Page 467
PBX-9502......Page 469
PBX-9503......Page 471
Pentolite......Page 473
PETN......Page 475
Picric acid......Page 477
Polystyrene......Page 479
RDX......Page 481
Sylgard......Page 483
TACOT......Page 485
TATB......Page 487
Tetryl......Page 489
TNM......Page 491
TNT......Page 493
Viton A......Page 495
XTX-8003......Page 497
XTX-8004......Page 499
20.1 Chemical Analysis......Page 501
20.2 Electrical Properties......Page 504
20.3 General Reference Works......Page 505
20.4 Health and Safety......Page 510
20.5 Initiation and Sensitivity......Page 512
20.6 Mechanical and Physical Properties......Page 515
20.7 Performance......Page 516
20.8 Radiation Effects......Page 522
20.9 Thermal Properties......Page 523
NTIS......Page 525