維也里法檢測火藥樣品安定性時所用試紙變色效果展示模板的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種維也里法檢測火藥樣品安定性時所用試紙變色效果展示模板，包括一個底板，在底板上塑封有根據(jù)維也里試紙在維也里試驗中反應各階段的藍色（l）、藍紫色（lz）、紫色（z）、紫玫瑰色（zm）、玫瑰色（m）以及作為維也里試紙反應終點紅色（ho）的試紙，其中，藍色（l）、藍紫色（lz）、紫色（z）、紫玫瑰色（zm）、玫瑰色（m）試樣采用電腦模擬制作，終點紅色（ho）試紙選用試驗中反應完全的維也里試紙制作。該維也里法檢測火藥樣品安定性時所用試紙變色效果展示模板，使維也里試驗的終點判斷變得簡便、直觀。其成本低、易于推廣，能進一步確保維也里安定性測定結果的統(tǒng)一和準確。
【專利說明】維也里法檢測火藥樣品安定性時所用試紙變色效果展示模板
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于火藥安定性測試領域，主要涉及一種維也里法檢測火藥樣品安定性時所用試紙變色效果展示模板，適用于幫助判斷維也里法檢測火藥安定性時維也里試紙在反應各階段的顏色變化情況。
【背景技術】
[0002]火炸藥化學反應的基本形式——分解、燃燒、爆炸，決定了它本身具有潛在的危險性。即使在正常貯存和生產加工條件下，它也常以緩慢的速度進行著分解反應。反應速度主要取決于溫度、濕度等環(huán)境條件。隨著溫度的升高，分解反應速度迅速增加，并釋放出大量的熱能和分解產物。在一定條件下，反應產物的自加熱、自催化作用會使分解反應迅速發(fā)展，轉變?yōu)槿紵捅ā?br> [0003]火炸藥的生產加工要有相應的溫度、濕度等條件的保證；現(xiàn)場使用時又會遇到高溫、日曬、碰撞等環(huán)境刺激；為了滿足戰(zhàn)時的大量需要，還必須有充足的彈藥貯備，將火炸藥長期大量的貯存。在生產加工、長期貯存及現(xiàn)場使用過程中，火炸藥能否受住環(huán)境的考驗不發(fā)生物理性能和化學性能的顯著變化，不出現(xiàn)意外的燃燒和爆炸事故，是火炸藥研究和應用中十分重要的問題。
[0004]火炸藥安定性是通過對火炸藥熱分解規(guī)律的研究和相關的測試，以定性或定量的形式向研制者和使用者提供安定性的評價，以便能夠盡早預測、預防、最終避免在使用和貯存過程中發(fā)生事故，避免不必要的頻繁銷毀彈藥造成的經濟上的巨大損失，具有十分重要的戰(zhàn)略意義和經濟意義。
[0005]火炸藥安定性是指在一定條件下，火炸藥保持其物理、化學性能的變化不超過允許范圍的能力。通常又分為物理安定性和化學安定性兩種。
[0006]火藥的安定性試驗主要是檢驗它的化學安定性。火藥本身具有緩慢地自行分解的傾向，由于它本身的自催分解作用，分解速度逐漸加快。在長期貯存中，這種不斷的加速分解，促使它的物理、化學性能逐漸發(fā)生顯著變化，最后甚至可能引起自燃、爆炸。如果火藥經過較好的處理和加工，在良好的貯存條件下，則可以使這種分解進行得比較緩慢，推遲它進入劇烈分解的時間，能較長時間貯存而不顯著改變它的物理、化學性能或引起自燃?；鹚幍幕瘜W安定性也反應了它在長期貯存中，由于各種化學反應所引起的分解速度的快慢。
[0007]火藥的化學安定性是一項十分重要的技術指標。無論是新制成的或在貯存期間的火藥都必須按規(guī)定進行安定性試驗，以判定其安定性的好壞，并用以估算它們可以保存的期限。因此火藥的安定性試驗，是一項關系到生產、運輸、貯存和使用安全的十分重要的工作。
[0008]火藥的分解機理是很復雜的。在它緩慢自行分解的基礎上，由于外界條件的影響，有著熱分解、水解和氧化分解等不同的反應形式，這些反應的生成物都能引起火藥的自催分解，而它們之間又互相影響、互相促進，使火藥的分解過程變得錯綜復雜。雖然很多人對火藥的分解機理進行過廣泛的研究，但至今還沒有比較一致的系統(tǒng)、完整的解釋。在實際貯存條件下，火藥的分解是多種因素起作用，促使某些反應同時或先后發(fā)生，只是在不同的情況下，有時以這種反應為主，有時以另一種反應為主，而且彼此之間緊密關聯(lián)，不能把它們截然分開。
[0009]通常采用升高溫度的辦法，使分解反應加速，測定火藥達到一定分解程度時物理、化學性能變化情況，來判斷貯存和使用時的安定性。相同條件下，性能變化愈小，安定性愈好。
[0010]維也里試驗是一種在十九世紀九十年代提出的檢測火藥安定性的經典試驗方法。它是在規(guī)定的溫度下，將含有一定水分的火藥試樣在專用儀器中加熱，以分解出的二氧化氮氣體使專用石蕊試紙變?yōu)榧t色或出現(xiàn)棕煙作為劇烈分解的標志，根據(jù)在規(guī)定的試驗條件和要求下所得到的加熱時間長短來判定火藥的化學安定性。屬于定性方法的范疇。試驗分為普通法、加速重復十次法、正常重復十次法、加速重復I小時法、正常重復I小時法五種測試方法，適用不同狀態(tài)和種類的火藥。
[0011]維也里法也是基于在比較高的溫度下使火藥加速熱分解的原理而制定的，比較普遍地適用于硝化棉、硝化棉軟片制品以及大多數(shù)單、雙基火藥的安定性試驗。由于長期沿用，人們已能比較熟悉地根據(jù)它的試驗結果來判斷火藥安定性的好壞。方法試樣量大，能比較全面地反應樣品的安定性。特別是該法的重復試驗，使試樣在風干時保持一定的水分，這樣在加熱時，不僅有熱分解，而且有一定的水解作用同時發(fā)生，和火藥在實際貯存期間的緩慢分解作用比較接近，是其它安定性方法所不及的。由于以上優(yōu)點，目前維也里法是檢驗火藥安定性的標準方法。
[0012]維也里法的主要缺點是:主觀性強，人為的誤差大。這主要是因為判斷終點以試紙變色為準，全靠人眼主觀確定。
[0013]這主要是因為維也里試紙雖有專門單位生產并在市場上銷售，但一直沒有專門的變色展示模板，由于維也里試紙存在各階段變色的特點，即使及時取出，維也里試紙也會因能繼續(xù)被空氣氧化，其顏色不能被保持，因此，不能作為“模板”保存。并且維也里試紙的顏色很淡，整個反應過程中顏色的變化平緩，并沒有一個明顯的變色點。故終點的判斷全靠人為經驗、口口相傳或教材書面描述，存在的誤差較大。即使是同一個單位的實驗，為了避免不同人操作時出現(xiàn)反常情況，以及正確地反應試樣的分解規(guī)律，操作人員也需通過約定才能統(tǒng)一記錄維也里試紙的顏色作為標準，這樣才能避免不同人操作時出現(xiàn)檢測結果不一致的情況發(fā)生。為正確反應試樣的分解規(guī)律，為各單位之間的維也里試驗結果客觀、準確，使維也里試驗終點判斷不致產生較大誤差，因此，全國兵器系統(tǒng)每隔兩年要進行一次維也里實驗的統(tǒng)一操作會議，通過該統(tǒng)一操作會議統(tǒng)一各單位的操作人員對顏色的認知，即統(tǒng)一維也里試紙的終點判斷顏色。但每次召開的操作會議只能有二三十個單位參加，而全國兵器系統(tǒng)涉及維也里法測火藥安定性的單位就有上百家，非常不利于保證維也里法檢測火藥安定性檢測結果的一致性、準確性、客觀性。
[0014]2010-2011年中國兵器工業(yè)集團公司有關部門，為進一步加強和規(guī)范兵器工業(yè)理化檢測人員的培訓和考核工作，促進兵器工業(yè)理化檢測人員工作技術水平和學習能力的提高，并將兵器行業(yè)多年積累下來的寶貴經驗和知識財富加以推廣和普及，召集多位兵器行業(yè)內具有豐富工作經驗的專家學者圍繞實際應用的知識需求，兼顧各專業(yè)的基礎理論，特別編寫了《兵器工業(yè)理化檢測人員培訓系列教材》。其中《火炸藥理化分析》分冊將安定性測試作為重點篇幅講述，其中維也里測試法占用大量篇幅用語言描述，但因印刷條件限制，無法針對具有細微顏色區(qū)別的維也里法試紙顏色變化進行彩色印刷，給學習人員和授課教師帶來較大困惑。同樣的現(xiàn)象也發(fā)生在相關書籍和檢測用的國軍標中。造成的局面就是維也里法文字描述很多、很詳細，但無法與實際情況相聯(lián)系，無法作到學以致用。
[0015]維也里試紙是一種特殊加工的專用藍色石蕊試紙，試紙長80mm?81.5mm,寬20mm±lmm,厚0.12mm?0.14mm。維也里試紙表面呈均勻的淺藍色，正面有細密網(wǎng)紋、反面平滑。當維也里試紙所遇介質的PH小于8且大于5時，它的顏色也會隨pH值的逐漸減小(即酸度逐漸加大)而逐漸變化，變色點非常不明顯。
[0016]所有相關資料一般都是這樣描述維也里試紙在維也里安定性反應中的變色情況的(個別資料描述更簡單些):
[0017]根據(jù)實踐中觀察到的顏色變化情況化分為十種顏色并分別用符號表示:藍色(I)、藍紫色(lz)、紫色(Z)、紫玫瑰色(zm)、玫瑰色(m)、紅色(ho)、棕煙(zy)、黃色(h)、紫黃色(zh)及黃玫瑰色(hm)。前面的五種顏色(藍、藍紫、紫、紫玫、玫)表示維也里試紙由藍到紅的逐步演變過程。紫色是藍和紅的中間色，藍紫是試紙由藍到紫的過渡色，紫玫是由紫到玫的過渡色，這里所說的玫瑰色實際上相當于一般所說的紅色。這些顏色的逐步出現(xiàn)表示著燒杯中酸度的逐漸增加，也表示著試樣分解速度的情況。
[0018]當與維也里試紙接觸的介質的pH值約為5.4時，維也里試紙的藍色色調完全褪盡而成為玫瑰色進而最終成為“紅色”。這里所說的“紅色”是指當維也里試紙變成玫瑰色后，由于繼續(xù)分解的氧化氮氣體的作用使維也里試紙達到規(guī)定時的顏色和狀況。
[0019]所謂“紅色”終點是這樣形成的:即當試樣分解出的二氧化氮生成的酸達到一定濃度，維也里試紙的顏色變成所謂玫瑰色。由于繼續(xù)分解出的二氧化氮使酸的濃度加大，在這種濃度的硝酸、亞硝酸和熱的作用下，維也里試紙的玫瑰色逐漸變淡，它的纖維素也逐漸被破壞。當維也里試紙的顏色褪到一定程度，維也里試紙兩段接頭處似乎透明，明顯地可以看出重疊部分后面的維也里試紙，同時整個維也里試紙有變薄的感覺，網(wǎng)紋更加清楚，具備這些特征，即為“紅色”終點。
[0020]整個上述文字描述看似詳細清楚，但因沒有一個統(tǒng)一的模板，所以容易使人混淆，特別是每個人對顏色的感受是不同的，所以判斷“紅色”終點不容易統(tǒng)一。而在維也里試驗中，終點(包括試紙的“紅色”和棕煙的發(fā)生)的正確判斷，是影響重復性試驗特別是至Ih試驗結果正確與否的一個重要因素。
[0021]火藥在加熱后期，尤其是進入劇烈分解階段時分解出的二氧化氮氣體多，酸的濃度增加得快，使分解速率的增加也更快更顯著。這時連續(xù)加熱時間的改變對分解速率的影響比加熱初期要大得多。如果終點判斷錯誤，在沒有到達真正的終點時，便將試樣過早地提出，此時試樣還沒有達到應有的劇烈分解程度。而在冷卻、風干過程中，由于溫度降低很多，試樣熱分解速度顯著減緩，它緩慢分解放出的二氧化氮又有相當一部分被空氣流帶走，因此自催分解作用很微弱。在下一次加熱時就需要很長時間，試樣才能達到上一次正確終點時的劇烈分解程度，使出現(xiàn)“紅色”終點的時間增長，對以后出現(xiàn)“紅色”終點的加熱時間也會有影響，因此造成加熱總時數(shù)增長，結果偏高，出現(xiàn)“紅色”終點反?，F(xiàn)象(即到達終點的時間比上次到達終點的時間長)。如果“紅色”終點提取過遲則在到達終點后的這段繼續(xù)加熱時間里，試樣分解很劇烈，使以后出現(xiàn)“紅色”終點的時間急劇縮減，分解的規(guī)律性不好，所得結果也將偏低。所以準確判斷“紅色”終點是十分重要的。
[0022]由于維也里試紙因較敏感，有效期為一年，平時還要密封包裝，貯存在陰涼干燥處。正在使用的部分維也里試紙應放在深色磨口良好的瓶中，存放于安處，避免日光中紫外線等的影響。所以反應各階段變色的維也里試紙即使取出，也會因繼續(xù)被空氣氧化顏色不穩(wěn)定，不易作為“模板”保存(反應完全后的維也里試紙的“紅色”終點除外)。
[0023]總之，在維也里法測火藥安定性的整個過程中，維也里試紙的顏色是個漸變的過程，而且顏色均很淺淡，所以“紅色”終點判斷非常模糊。評判標準以經驗為主，不夠客觀、科學，在很大程度上依賴操作人員的感覺，即使是常年操作的熟練實驗人員尚且需要通過約定來統(tǒng)一判斷反應“紅色”終點的顏色。

【發(fā)明內容】

[0024]針對上述維也里法存在的缺陷或不足，本實用新型的目的在于，提供一種維也里法檢測火藥樣品安定性時所用試紙變色效果展示模板，以便統(tǒng)一與該試驗相關單位的操作人員對反應終點的判斷，能達到保證檢測結果更準確的效果，也能增加操作人員的數(shù)量、擴大維也里法檢測安定性的樣品量。
[0025]為了實現(xiàn)上述任務，本發(fā)明采取如下的技術解決方案:
[0026]一種維也里法檢測火藥樣品安定性時所用試紙變色效果展示模板，包括一個底板，其特征在于，在底板上塑封有根據(jù)維也里試紙在維也里試驗中反應各階段的藍色(I)試樣、藍紫色(Iz)試樣、紫色(Z)、紫玫瑰色(zm)試樣、玫瑰色(m)試樣以及作為維也里試紙反應終點紅色(ho)的試紙；其中，底板上放置終點紅色(ho)試紙的地方按預放置終點紅色(ho)試紙的大小掏空，該掏空處用于固定終點紅色(ho)試紙。
[0027]本實用新型的其它特點是:
[0028]所述的藍色(I)、藍紫色(Iz)試樣、紫色(z)試樣、紫玫瑰色(zm)試樣、玫瑰色(m)試樣采用電腦模擬制作。
[0029]所述的終點紅色(ho)試紙選用試驗中反應完全的維也里試紙制作。
[0030]所述的維也里試驗中反應各階段的藍色(I)試樣、藍紫色(Iz)試樣、紫色(Z)試樣、紫玫瑰色(zm)試樣、玫瑰色(m)試樣以及作為維也里試紙反應終點紅色(ho)的試紙的長度為80mm?81.5謹，寬度為2Ctam土 I謹。
[0031]本實用新型的維也里法檢測火藥樣品安定性時所用試紙變色效果展示模板，具體有以下五方面的技術優(yōu)勢:
[0032]1、對各檢測單位各操作人員維也里法檢測火藥樣品的安定性試驗中的終點判斷起統(tǒng)一、參考作用；
[0033]2、利于火炸藥廠、火藥貯存單位、軍方需求單位等相關部門檢查操作人員對維也里法測安定性的內容掌握情況；
[0034]3、利于新員工上崗前培訓，因直觀性強，能使其更快掌握操作程序、縮短培訓周期；
[0035]4、有助于進一步加強和規(guī)范兵器工業(yè)理化檢測人員的培訓和考核工作，促進兵器工業(yè)理化檢測人員工作技術水平和學習能力的提高；[0036]5、推廣和普及兵器行業(yè)多年積累下來的寶貴經驗和知識財富。
[0037]根據(jù) 申請人:所進行的資料檢索，至今還未發(fā)現(xiàn)“維也里法檢測火藥樣品安定性時所用試紙變色效果展示模板”文獻報道。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1為調好色、裁剪好的試樣和試紙，長80mm?81.5mm,寬20mm土 1mm。
[0039]圖2為底板正面。
[0040]圖3為底板背面。
[0041]圖4各顏色試樣和試紙按維也里試驗反應過程中出現(xiàn)的順序固定在底板上。
[0042]圖5為塑封好后模板。
[0043]以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
【具體實施方式】
[0044]本實用新型的技術思路是，根據(jù)維也里試紙在維也里試驗中反應各階段的藍色(I)試樣、藍紫色(Iz)試樣、紫色(Z)試樣、紫玫瑰色(zm)試樣、玫瑰色(m)試樣,采用電腦等方式模擬，經印刷后采用雙面塑封進一步防止顏色變化。而反應完全的維也里試紙(記為“紅色”(ho)，其纖維素已經被破壞，繼續(xù)反應的程度很小，可以直接制做終點紅色。
[0045]以下是發(fā)明人給出的實施例。
[0046]實施例:
[0047]本實施例給出維也里法測火藥安定性試驗過程中試紙變色效果展示模板的具體結構，包括一個底板，在底板上塑封有根據(jù)維也里試紙在維也里試驗中反應各階段的藍色
(I)試樣、藍紫色(Iz)試樣、紫色(Z)試樣、紫玫瑰色(zm)、玫瑰色(m)試樣，以及作為維也里試紙反應終點紅色(ho)的試紙。
[0048]其中，藍色(I)試樣、藍紫色(Iz)試樣、紫色(z)試樣、紫玫瑰色(zm)試樣、玫瑰色Cm)試樣采用電腦模擬制作，終點紅色(ho)試紙選用試驗中反應完全的維也里試紙制作。
[0049]該模板的制備主要包括以下步驟:
[0050]I)用專門畫圖軟件按實際試紙與火藥樣品維也里法檢測時反應各階段的試紙顏色變化情況在電腦屏幕上分別調節(jié)藍色(I)、藍紫色(lz)、紫色(Z)、紫玫瑰色(zm)、玫瑰色Cm)試樣；
[0051]2)將調節(jié)好的上述各色彩試樣打印到用于制作維也里試紙但還未浸過石蕊溶液的紙張上；
[0052]3)裁剪打印好的試樣，長80mm?81.5mm,寬20_± 1_ (圖1);
[0053]4)終點紅色(ho)試紙直接采用維也里試驗中反應完全的維也里試紙；
[0054]5)制備底板，空出貼試紙的位置(圖2，其中的放置終點紅色(ho)試紙的地方應按預放置試紙的大小掏空紙版);
[0055]6)在底板正面準備貼試紙的位置旁打印上各顏色試樣和試紙的簡短說明，正中打印維也里試驗名稱，在底板背面打印維也里試驗說明、生產單位、批號、有效期和聯(lián)系方式等文字信息(圖2、3)。例如，在規(guī)定的溫度下，將含有一定水分的火藥試樣在專用儀器中加熱，以分解出二氧化氮使用石蕊試紙變?yōu)榧t色或出現(xiàn)棕煙作為劇烈分解的標志，根據(jù)在規(guī)定的試驗條件和要求下所得到的加熱時間長短來判斷火藥的安全性。
[0056]7)按維也里試驗中維也里試紙與火藥樣品反應各階段的顏色變化情況，將上述步驟3)中裁剪好的各顏色的試紙按順序固定在底板正面予留位置處(圖4)；
[0057]8)將終點紅色(ho)試紙裁斷,將最上端部分與最下端部分相重疊，固定在底板掏空處(圖4)；
[0058]9)雙面塑封制成模板，以保證各色彩試紙的顏色不會因環(huán)境因素變化(圖5)。
[0059]當然，上述藍色(I)試樣、藍紫色(Iz)試樣、紫色(z)試樣、紫玫瑰色(zm)試樣、玫瑰色(m)試樣的色彩不局限于用電腦軟件調制。
[0060]打印各顏色的紙張，也可用與制備專用試紙類似的紙張。
[0061]為使終點紅色(ho)試紙變?yōu)榕c實際維也里反應中一樣的透明效果，可采用實際反應完的維也里試紙制作，或根據(jù)效果選用材質相近的透明紙質，或將還未浸泡石蕊的待用紙張通過氧化等方式進行破壞變成與“紅色試紙” 一樣的效果。
【權利要求】
1.一種維也里法檢測火藥樣品安定性時所用試紙變色效果展示模板，包括一個底板，其特征在于，在底板上塑封有根據(jù)維也里試紙在維也里試驗反應過程中按順序出現(xiàn)的各階段藍色(I)試樣、藍紫色(Iz)試樣、紫色(Z )試樣、紫玫瑰色(zm)試樣、玫瑰色(m)試樣，以及作為維也里試紙反應終點的紅色(ho)試紙；其中，底板上放置終點紅色(ho)試紙的地方按預放置終點紅色(ho)試紙的大小掏空，該掏空處用于固定終點紅色(ho)試紙。
2.如權利要求1所述的維也里法檢測火藥樣品安定性時所用試紙變色效果展示模板，其特征在于，所述的藍色(I)試樣、藍紫色(Iz)試樣、紫色(z)試樣、紫玫瑰色(zm)試樣、玫瑰色(m)試樣米用電腦模擬制作。
3.如權利要求1所述的維也里法檢測火藥樣品安定性時所用試紙變色效果展示模板，其特征在于，所述的終點紅色(ho)試紙選用試驗中反應完全的維也里試紙制作。
4.如權利要求1所述的維也里法檢測火藥樣品安定性時所用試紙變色效果展示模板，其特征在于，所述的維也里試驗中反應各階段的藍色(I)試樣、藍紫色(Iz)試樣、紫色(z)試樣、紫玫瑰色(zm)試樣、玫瑰色(m)試樣以及作為維也里試紙反應終點紅色(ho)試紙的長度為80mm?81.5謹，寬度為2Ctam土 I謹。
【文檔編號】G09B19/00GK203455967SQ201320203239
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年4月19日 優(yōu)先權日:2013年4月19日
【發(fā)明者】賈林, 李遵來, 張皋, 樊聰楓, 王曉革, 胡嵐, 劉紅妮, 丁黎, 溫曉燕, 梁憶, 陳曼, 嚴蕊, 王婧娜, 楊彩寧 申請人:西安近代化學研究所