含N,N-二硝基哌嗪无烟改性双基推进剂的燃烧性能

以CMDB推进剂为基础,用N,N-二硝基哌嗪(DNP)替代推进剂中的RDX,研究了DNP含量、燃烧稳定剂(CaCO3、TiO2、MgO及Al2O3)、燃烧催化剂(铅盐、铅盐/铜盐、铅盐/铜盐/炭黑)对DNP-CMDB推进剂燃烧性能的影响。结果表明,DNP可明显降低无烟CMDB推进剂的燃速,当DNP完全替代RDX时,在18MPa压强下推进剂的燃速降低约68%;铅盐/铜盐/炭黑燃烧催化剂复配体系能够有效降低DNP-CMDB推进剂的燃速压强指数,使其出现平台燃烧效应。     

RDX-CMDB推进剂燃速温度敏感系数的实验研究

为了揭示RDX-CMDB推进剂中各常见组分对其燃速温度敏感系数的影响规律,制备了一系列含RDX、铝粉及燃烧催化剂的CMDB推进剂样品。采用氮气靶线法测得其在2~14MPa下的燃速温度敏感系数(σp)。讨论了RDX含量、铝粉、燃烧催化剂对RDX-CMDB推进剂燃速温度敏感系数的影响。结果表明,提高工作压强、增加RDX含量、添加燃烧催化剂均有助于降低RDX-CMDB推进剂在一定初始条件下的燃速温度敏感系数。配方中引入铝粉后可降低中低压下RDX-CMDB推进剂的燃速温度敏感系数,且燃速温度敏感系数几乎不随压强变化而变化。选用含邻苯二甲酸铅和没食子酸铋锆作燃烧催化剂,均可在2~10MPa下降低RDX-CMDB推进剂的燃速压强指数,同时降低燃速温度敏感系数。     

燃烧催化剂对含CL-20无烟NEPE推进剂燃烧性能的影响

采用靶线法测试了2~15MPa下含CL-20无烟NEPE推进剂的燃速,通过调节不同种类燃烧催化剂(铅盐、铜盐和炭黑)及其复配催化剂,研究了催化剂对含CL-20无烟NEPE推进剂燃烧性能的影响。分析了含CL-20和催化剂的无烟NEPE推进剂的催化作用机理。结果表明,随着CL-20含量的增加,推进剂的燃速明显增大,当CL-20质量分数为30%时,15 MPa下推进剂的燃速可提高68%。与单组分催化剂和多组分催化剂相比,复配后的双组分燃烧催化剂对推进剂燃速的催化效果最明显,含NTO-Pb/AD-Cu复配催化剂的推进剂在15MPa下的燃速增至25.66mm/s。φ-Pb/乙炔炭黑燃烧催化剂使推进剂在10~15MPa出现平台燃烧,燃速压强指数降至0.22,在2~15MPa下降至0.52。     

有机铅盐对高能改性双基推进剂燃烧性能和热分解的影响

研究了3种有机铅盐燃烧催化剂NTO铅(NTO-Pb)、水杨酸铅(Sa-Pb)和硬脂酸铅(St-Pb)对高能改性双基推进剂(HEMDB)不同压强下的燃烧性能和热分解的影响.结果表明,有机铅盐燃烧催化剂对HEMDB推进剂的燃烧性能和DSC特征量均有影响;NTO-Pb、Sa-Pb和St-Pb可促进HEMDB推进剂中RDX的热分解;HEMDB推进剂的燃速和DSC特征量均随压强的升高而增大,在1～10MPa压强下该类推进剂的燃速与DSC特征量线性相关.     

CL-20基交联改性双基推进剂的燃烧性能

设计了以CL-20、HMX、RDX及其混合物为氧化剂的XLDB推进剂,研究了其燃烧性能。结果表明,用CL-20替代XLDB推进剂中的HMX、RDX可大幅提高其燃速,压强指数略有提高。5～20MPa的压强指数为0.48。用CL-20替代50%(质量分数)HMX、RDX后,推进剂的燃速变化趋势不同。在低于12MPa时,CL-20/HMX-XLDB推进剂的燃速低于HMX-XLDB推进剂,且在5～20MPa范围内压强指数较高。     

内弹道稳定剂对中高燃速RDX-CMDB推进剂燃烧性能的影响

以一种中高燃速改性双基推进剂配方为基础配方,添加不同粒度的Al_2O_3及不同品种的内弹道稳定剂,研究了6~20MPa下推进剂燃速和燃速压强指数的变化规律,并对其燃烧机理进行了分析。结果表明,添加Al_2O_3后推进剂的燃速降低,且随着压强的升高,燃速降低的幅度减小;不同品种的内弹道稳定剂对燃速及燃速压强指数降低和提高的幅度不同,TiO2提高了推进剂高压段的燃速,MgO几乎不影响推进剂燃速,而Al_2O_3、ZrO_2均降低了推进剂的燃速。添加不同粒度的Al_2O_3后,均使燃烧表面的催化剂含量(浓度)降低,改变了催化剂的催化效率,从而导致添加芳香铅A催化剂的推进剂中Al_2O_3粒径分别为10μm和2.5μm时,燃速相应降低0.25mm/s和1.25mm/s。不同品种的内弹道稳定剂对燃烧表面催化剂含量、分散均匀性、催化活性的影响不同,TiO_2、MgO的活性高于Al_2O_3和ZrO_2,从而表现出添加TiO_2、MgO的推进剂燃速高于添加Al_2O_3、ZrO_2的推进剂。     

CuO/CNTs的制备及其对双基推进剂燃烧的催化作用

以醋酸铜和碳纳米管为原料,在常压和100℃下,用溶胶浸渍法制备出CuO/CNTs复合纳米催化剂,采用XRD、TEM等对CuO/CNTs进行了表征,并考察了其对双基推进剂燃烧的催化作用。结果表明,纳米CuO以8～10nm的椭球形粒子和长度50nm、宽度5nm的棒状粒子两种形态附着在碳纳米管表面。CuO/CNTs复合纳米催化剂可显著改善双基推进剂的燃烧性能,使其燃速大幅提高,压强指数降低。在6MPa、质量分数为2.5%时,该催化剂使推进剂的燃速从5.20mm/s提高到11.77mm/s,提高了115%;在16～22MPa出现平台燃烧,在该压强范围内的压强指数从0.617降低至0.238。     

纳米炭载PbO·CuO复合催化剂的制备及其应用

采用三元溶胶-凝胶技术和超临界干燥法制备出纳米炭载PbO·CuO复合催化剂,用扫描电镜和元素分析仪对其颗粒表面进行形貌表征和元素分析;将其应用至交联改性双基推进剂中,研究了该复合催化剂对推进剂燃烧性能及火焰结构的影响,并与同配比的微米级PbO/CuO/CB混合催化剂进行了对比。结果表明,采用该方法制备的纳米炭载PbO·CuO复合催化剂颗粒分布均匀,单组分含量可以有效控制,PbO和CuO均匀负载在纳米炭上,颗粒尺寸为30~60nm,可有效改善交联改性双基推进剂的燃烧性能;当PbO、CuO、CB的摩尔比为5∶10∶3时,推进剂在10~20 MPa内的燃速压强指数可降至0.36;与含微米级PbO/CuO/CB混合催化剂的推进剂相比,含纳米炭载PbO·CuO复合催化剂的推进剂火焰燃面更不规则,火焰亮度和亮黄丝线明显增加,燃烧更为剧烈,表明纳米炭载PbO·CuO复合催化剂对交联改性双基推进剂催化效果明显优于微米级PbO/CuO/CB混合催化剂。     

过渡金属催化剂对低燃温双基推进剂性能的影响

为探索过渡金属催化剂粒度对低燃温双基推进剂燃烧性能、点火性能的影响,分别测试了含不同粒度(1μm、3μm、5μm)过渡金属催化剂及粒度级配的低燃温双基推进剂的燃速。以压强指数较小作为优选标准,对优选配方进行放大试验。采用螺旋压伸成型工艺制备了Φ50mm标准发动机药柱并进行发动机点火试验。结果表明,过渡金属催化剂可显著改善推进剂在低压下的燃烧性能,降低压强指数及临界燃烧压强,使推进剂在2MPa下能稳定燃烧。该装药在低温下(-40℃)点火正常、燃烧稳定。     

纳米镍粉对Al-CMDB和CL-20-CMDB推进剂燃烧性能的影响

为了研究粒径为50nm的纳米镍粉(nano-Ni)对含Al改性双基(Al-CMDB)推进剂、含六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)改性双基(CL-20-CMDB)推进剂燃烧性能的影响,通过吸收-压延的方法制备了推进剂样品,用靶线法测试了推进剂的燃速,并计算了压强指数。通过电镜扫描、火焰照片、燃烧波、熄火表面形貌及元素分析和DSC分析了纳米镍粉对Al-CMDB推进剂燃烧性能影响的原因。结果表明,在Al-CMDB推进剂中加入nano-Ni可大幅度提高推进剂燃速,降低推进剂的压强指数;当加入质量分数0.7%的nano-Ni时推进剂10MPa的燃速达到35.59mm/s,8~20MPa压强指数从0.43降低至0.17,15~20MPa出现麦撒效应。在CL-20-CMDB推进剂中加入质量分数0.5%的nano-Ni能明显提高推进剂的中低压(4~10MPa)燃速,8~20MPa压强指数约为0.01,15~20MPa出现麦撒效应。     

p(BAMO-AMMO)热塑性高能推进剂燃烧转爆轰试验研究

采用燃烧转爆轰(DDT)管法研究了p(BAMO-AMMO)热塑性推进剂主要固体组分RDX和AP含量、AP粒度及级配等对其燃烧转爆轰响应规律的影响。结果表明,在相同试验条件下,含质量分数65%AP的p(BAMOAMMO)推进剂发生了燃烧转爆轰响应,而含等量RDX的p(BAMO-AMMO)推进剂仅发生了燃烧反应。当RDX质量分数从65%增加到85%时,样品由燃烧反应变为燃烧转爆轰反应。含等量细粒度(d50=1.0μm)AP的推进剂发生燃烧转爆轰的倾向较含粗粒度AP(d50=105μm)的低。当粗、细AP以质量比为10∶3级配时,p(BAMOAMMO)推进剂未发生燃烧转爆轰反应。     

NEPE推进剂的热分解研究(Ⅲ)HMX/RDX/AP-NEPE推进剂的热分解

采用快速热裂解原位反应池(气体原位反应池)／快速扫描傅里叶变换红外光谱仪(RSFT-IR)和固体原位池/RSFT—IR联用技术，实时测定了HMX／RDX／AP—NEPE推进剂气相及凝聚相热裂解产物，获得了在线性升温条件下该推进剂的热分解特征。研究表明，AP对其热分解过程有明显的催化作用。     

Analysis of unsteady solid-propellant combustion models (review)

Recent studies of solid-propellant combustion models are briefly analyzed. The models are divided into purely one-dimensional (classical and phenomenological models with various generalizations of the Zel’dovich approach) and non-one-dimensional. The latter include models with local non-one-dimensionality, which is always accompanied by local unsteadiness. This all can be eliminated by averaging. The main disadvantage of unsteady solid-propellant combustion models, which is no fault of their authors, is the same as in the case of steady-state models: the lack of detailed information on chemical and physical processes in the condensed phase. Impropriety of extending the purely one-dimensional approach to the instability region is noted. Possible directions for further development of unsteady (and quasi-steady-state) solid-propellant combustion models for homogeneous compositions may involve accounting for local non-one-dimensionality and the unsteadiness due to instability of the subsurface reactions zone and verification of the possibility of the existence of chemical instability capable of causing similar non-one-dimensionality and unsteadiness. __________ Translated from Fizika Goreniya i Vzryva, Vol. 44, No. 1, pp. 35–48, January–February, 2008.     

硝仿肼及其推进剂的研究进展

综述了20世纪90年代以来国外关于高能氧化剂硝仿肼及硝仿肼基新型固体推进剂研究的新进展。介绍了硝仿肼的合成方法、物理化学性能、晶体结构及不同结晶技术对硝仿肼形态及稳定性的影响。通过对硝仿肼爆炸性能及热安定性参数的分析，证实了其作为高能氧化剂的优异性能。通过HNF／Al／GAP、AP／Al／HTPB两种推进剂性能的对比分析，显示出硝肪肼及其推进剂的潜在价值。     

炮射导弹发射药燃气中CO浓度的影响因素

用密闭爆发器-红外光谱法静态测试和便携红外现场动态测试两种检测方法，对影响某口径炮射导弹发射药燃气成分CO浓度的因素进行测试和研究。结果表明，燃烧压强对发射药燃气中CO浓度没有明显影响，而不同发射药CO生成量有明显区别；降低导弹保温温度、使用内添加剂或同时使用一定用量的外添加剂均可降低坦克车内CO的峰值浓度；开启坦克发动机，将显著提高坦克车内CO浓度的下降速度。而不影响炮尾CO测试的峰值；改善发射药点传火性能，可有效减少炮尾火焰现象。这些试验现象可用水煤气反应机理、氧平衡及内弹道原理来解释。     

六(2,4,6-三溴苯氧基)环三磷腈(BPCPZ)的合成、热性能及应用

以六氯环三磷腈与2,4,6-三溴苯酚反应,制得有机磷腈化合物六(2,4,6-溴苯氧基)环三磷腈(BPCPZ).用红外、核磁、质谱及元素分析对产物结构进行了表征.研究了溶剂、原料配比、反应温度和反应时间对产物收率的影响.结果表明,合成的最佳条件是:四氢呋喃为溶剂,反应物料配比为n(三溴苯酚) ∶n(六氯环三磷腈)=6.5...     

超细AP/HTPB悬浮液的流变特性

在改进NDJ-4型旋转粘度仪的基础上。对切应力τ、切变速率γ及剪切速度指数n等流变学参数进行了估算。从填充分数、工艺助剂等方面对含硼富燃固体推进剂用超细AP／HTPB悬浮液流变特性进行了实验研究。结果表明．AP颗粒间通过粘合剂体系形成相互作用是悬浮液呈假塑性流动的主要原因．表面活性助剂(SH)可明显改善超细粒AP的表面性能。     

3-(二羟乙基胺基)丙酰胺的合成与表征

以丙烯酰胺和二乙醇胺为原料,通过亲核加成反应合成了一种新型键合剂或中间体3-(二羟乙基胺基)丙酰胺(BEAPAM),探讨了溶剂、原料配比、反应时间的影响,确定了较佳的合成工艺。采用FT-IR、1H-NMR和元素分析等手段对其结构进行表征,结果证明所合成的化合物即为目标化合物。     

含能增塑剂研究进展(续)

(接上期第 2 5页 )3　 2种含能基团3.1　硝酸酯基 +硝基在 2 0 0 1年第 32届火炸药年会上瑞典国防研究所的DetlefDrees将 2 ,2 二硝基 1,3 二硝氧基丙烷(NPN) [2 7] 与其他 2种增塑剂进行比较 ,结果见表 5。表 5　NPN与其他增塑剂性能比较性能Bu NENABDNPF/ANPN　相对分子质量 2 0 7　 42 6　 2 5 6　氧平衡 / % -10 4.3　 -5 7.5　 12 .5　密度 / (g·cm- 3) 1.2 2　 1.3 9　 1.66　熔点 /℃ -9　 -15　Tg(纯物质 ) /℃ -83 .5　 -65 .2　 -81.5　Tg(PNIMMO与增塑剂　质量比为 5 0∶5 0 ) /℃ -70 .1　 -4 8.5　 -64 .6　粘…     

含CL-20的NEPE推进剂能量水平分析

用电算法对含有CL－20的NEPE固体推进剂配方的能量特性进行了对分析，并研究了在一这固含量下，配方中不同组分含量对体系能量示性参数的影响，研究结果表明：（1）与含HMX的原基础配方相比，CL－20引入和替代对高能固体推进剂NEPE体系的量能作用具有两重性，即提高能量密度和改善体系氧平衡条件。（2）无论是多铝还是少铝配方，CL－20／Al体系氧平衡值应保在0．52以上，CL－20与Al对体系的能量水平提高具有正加和作用。（3）在高铝含量的原基础配方中，单纯用CL－20替代HMX（体系氧平衡值＞0．51），发动机总得以提高。（4）在低铝含量的基础配方中，用CL－20替代HMX和减少那部分铝后，不仅使得少铝含量（Al≤8％）推进剂体系的能量水平得以显著提高，而且在某种程度上缓解了降低特征信号和提高能量及其他综合性能之间的矛盾。