国外低特征信号富燃料推进剂的研究进展

综述了国外低特征信号富燃料推进剂的研究进展,归纳了研究低特征信号富燃料推进剂的技术途径。认为碳氢富燃料推进剂具有低特征信号的特点,是研究低特征信号富燃料推进剂的基础,采用非金属燃料是降低推进剂一次烟烟雾特征信号的有效途径,通过添加剂消除HCl是降二次烟的有效手段。对我国低特征信号富燃料推进剂的发展提出了几点建议。     

含团聚硼富燃料推进剂的能量特性及燃烧性能

用最小自由能计算程序计算了含硼富燃料推进剂的能量性能,探讨了不同压力时硼粉的质量分数对富燃料推进剂能量性能的影响,采用靶线法和化学滴定法研究了富燃料推进剂的燃烧特性和燃烧残渣中硼粉的燃烧效率。结果表明,随着硼粉含量的增加,推进剂的能量增大;大粒径的团聚硼对富燃料推进剂的燃速和压强指数影响较大,随着团聚硼含量的增加,推进剂的燃速提高;含硼富燃料推进剂中的硼粉燃烧后单质硼和硼化物的摩尔比发生了明显的变化,无定形硼粉经团聚后燃烧效率明显提高。     

含硼固体推进剂

简述了国内外含硼固体推进剂的发展,分析了含硼固体推进剂的性能特点,在此基础上对含硼固体推进剂的发展和采用的技术途径提出了建议。     

含硼富燃料推进剂的技术现状与发展趋势

综述了国内外在硼粒子的点火、燃烧性能,硼粉的包覆、团聚造粒技术,硼粉处理对配方性能的影响,含硼富燃料推进剂配方及性能测试表征手段等方面的研究进展。总结了国内外含硼富燃料推进剂工程化应用的现状和存在的差距。     

GAP/B贫氧富燃洁净推进剂用于固体火箭冲压发动机的前景分析

简述了固体火箭冲压发动机的特点及其对推进剂的要求,以及国内外固体火箭发动机用贫氧富燃推进剂的研制现状。通过对贫氧富燃推进剂配方和组分选择的探讨和GAP/B富燃洁净推进剂用于冲压发动机的前景分析,认为GAP/B富燃洁净推进剂是开发新一代高超音速飞航式导弹用固体火箭冲压发动机的优良的候选推进剂。     

含呋咱衍生物富燃料推进剂的能量性能

采用最小自由能法,研究了含呋咱衍生物的Al/Mg/HTPB/AP富燃料推进剂的能量性能,结果表明,随着呋咱衍生物含量的增加,富燃料推进剂比冲明显增加,其中含质量分数为25%的DAAzF(4,4'-二氨基-3,3'-偶氮呋咱)的富燃料推进剂比冲可达7 522.9 N·s·kg-1,比相同质量含量下含CL-20富燃料推进剂比冲高260N·s·kg-1.含呋咱衍生物富燃料推进剂气相平均相对分子质量((-M)g)约为29,补燃室火焰温度(Tc)约为2 200K,且二者随着呋咱衍生物含量增加而略有增加.     

硼粒子表面包覆对富燃料推进剂热分解特性的影响

借助于ＤＴＡ、ＴＧ、ＤＳＣ等热分析手段，研究了硼表面包覆对Ｂ／Ｍｇ／ＡＰ／ＨＴＰＢ富燃料推进剂热分解特性的影响。用于硼粒子表面包覆的材料有ＡＰ、ＫＰ及ＬｉＦ。为便于对比，对含未包覆硼的基础配方也作了相应分析。研究表明，硼包覆有助于提高硼粒子的反应活性，可促进燃料的热分解。从而对提高含硼富燃料推进剂的燃烧性能极为有利。     

团聚硼对富燃料推进剂燃速的影响

通过调节黏合剂种类和团聚工艺,采用于法硼团聚工艺制取球形度良好、粒径为0．105～0．19mm的团聚硼粒子,并制得硼质量分数32％、热值约32MJ／kg、工艺性能良好的含硼富燃料推进剂;采用靶线法测试含硼富燃推进剂的燃速及压强指数,并测试不同AP粒度级配、镁铝合金粒径以及团聚硼粒径对富燃推进剂燃速的影响。结果表明,减小AP粒度及团聚硼粒径、增加超细AP含量和固体组分含量,可大大改善含硼富燃推进剂的燃烧性能。而镁铝合金粒径对推进剂的燃烧性能基本没有影响。     

团聚硼颗粒在HTPB富燃料推进剂中的流变特性

为了探索球形团聚硼颗粒的制备效果,对端羟基聚丁二烯(HTPB)黏合剂、不同类型的团聚硼颗粒与HTPB黏合剂以一定质量配比形成的悬浮液,以及含团聚硼颗粒HTPB富燃料推进剂流变特性进行了对比研究。结果表明,HTPB黏合剂的表观黏度随温度的升高而降低,最终趋于某一定值;在一定温度下,无定形硼粉经团聚改性后,团聚硼颗粒与HTPB形成悬浮液的表观黏度和屈服值较团聚前降低,且两者均随时间的增加而增加;采用含团聚硼颗粒的富燃料推进剂药浆的流变特性大大改善,有利于含硼富燃料推进剂能量的提高和燃烧性能的改善。     

提高碳氢富燃料推进剂燃速压强指数研究

研究了碳氢富燃料固体推进剂中固体组分的种类、含量、规格,燃速催化剂的种类、含量等因素对配方燃速压强指数(简称压强指数)的影响。结果表明,碳氢富燃料推进剂的压强指数随氧化剂含量的适度降低和固体碳氢燃料TQ粒度的减小而升高,当w(N9)为3%时,压强指数达到最高,以Mg作金属燃烧剂和以EM作燃烧催化剂的配方有较高的压强指数。通过优化上述因素,推进剂的压强指数达到了0.62~0.66。     

含AP包覆硼的富燃推进剂燃烧机理研究

通过微热电偶测温和火焰单幅照相技术测试了含硼富燃料推进剂燃烧波温度分布及燃烧火焰结构;用扫描电镜对熄火表面形貌进行了观察,并通过能谱仪进行局部元素分析;对DSC曲线进行积分,得到推进剂的凝相放热量;测量推进剂燃烧的爆热和低压燃速,获得了其低压燃烧特性和一次燃烧放热情况。结果表明,含AP包覆硼的推进剂燃烧更剧烈,推进剂的绝热火焰温度更高,AP包覆硼提高了含硼富燃料推进剂的凝相放热、爆热和低压燃速。初步确定了该类推进剂的燃烧过程,为建立含硼富燃料推进剂燃烧物理模型提供了依据。     

含硼金属炸药水下能量的实验研究

通过水下试验测试了含硼铝、硼镁、硼镁铝合金、硼钛、硼锆等混合金属粉炸药的水下能量,并与相应含铝炸药的水下能量进行了对比.结果发现,以HMX为基金属粉的质量分数20%时,镁粉、镁铝合金与硼粉混合后水下(总能量)比单独使用硼粉时约提高40%;含硼铝质量分数20%的炸药的水下总能量比含铝质量分数20%炸药高约7%;以RDX为基,含硼铝、硼镁、硼镁铝合金质量分数20%炸药的水下总能量比含铝20%的炸药均有提高,其中硼镁达到9%.随着硼铝金属粉含量的增加,水下总能量不断提高,均高于相应含铝炸药,当硼铝金属粉质量分数为35%时达到最高,比含铝35%炸药约高7%,含量40%后开始降低.硼粉与铝粉混合使用,可提高硼粉氧化效率和炸药水下总能量.     

硼颗粒的包覆机理及工艺研究进展

阐述了不同包覆材料对硼颗粒的包覆机理,从5个方面总结了硼颗粒包覆材料的选取原则,包括:去除硼颗粒表面氧化膜、提高燃烧温度、降低硼的点火温度、提高表面相容性、催化硼颗粒的氧化反应。总结了沉淀法、表面反应包覆法、高分子吸附聚合法、气相包覆法和机械球磨法等多种硼颗粒包覆工艺的研究状况,分析并比较了不同工艺的作用机理和实际应用效果。介绍了现代硼颗粒表面包覆效果测试技术的特点和应用范围。评述了目前硼颗粒包覆技术的研究现状和不足,并对未来的研究方向进行了展望。     

无定形硼粉的溶剂法提纯

为改善无定形硼粉和HTPB黏合剂体系的流变性能,用乙醇、蒸馏水对无定形硼粉进行了提纯处理,通过X射线荧光光谱仪、酸度计、HAAKE流变仪、X射线电子能谱仪分别表征了提纯处理后硼粉的表面性能.结果表明,硼粉的提纯处理使硼元素含量小幅度增加,硼粉表面酸性降低,B/HTPB混合物的屈服值和表观黏度增长减缓.对不同纯度的硼粉进行了XPS分析,结果表明,在硼粉表面结合能为189eV处存在一种硼的化合物,可能是由部分B2O3和H3BO3杂质与单质硼形成的某种缔合态的BxO化合物,使B2O3和H3BO3不能完全被溶解、驱除.提纯残留物分析说明,两种溶剂提纯均有利于去除硼粉表面的HaBO3杂质,同时,蒸馏水能提纯少量的B2O3杂质.提纯作为B粉包覆的预处理具有一定的作用.     

PGN——高能量密度固体推进剂含能组分

综述了聚缩水甘油醚硝酸酯(PGN)的性能、合成方法及应用研究。PGN是一种高密度、富氧的低感度含能黏合剂,兼有黏合剂和增塑剂作用,可用于大型运载火箭洁净推进剂、少烟推进剂及钝感PBX炸药。