活性金属氢化物的包覆及其在富燃料推进剂中的应用（英文）

为了提高硼氢化钾(KBH_4)、硼氢化钠(NaBH_4)和氢化铝锂(LiAlH_4)的储存稳定性,通过溶剂非溶剂法,用石蜡包覆KBH_4和NaBH_4,通过重结晶法,用萘包覆LiAlH_4。用扫描电镜、红外光谱、X射线衍射研究了样品的表面包覆情况。用红外测温仪测试了添加包覆样品的药剂的燃烧性能。结果表明,KBH_4、NaBH_4和LiAlH_4均完成包覆,NaBH_4包覆状况最好。添加了NaBH_4包覆样品的药剂的燃烧性能有显著提高,燃速提高了5%以上。     

聚丙烯酸酯对HMX包覆改性的研究

利用分子动力学(MD)模拟,得到聚丙烯酸酯(ACM)与HMX的结合能高于氟橡胶(F2602)与HMX的结合能。采用溶液-水悬浮法,以ACM、F2602为钝化包覆剂,对主体炸药HMX进行包覆改性,并对包覆的HMX样品进行表征及性能测试。结果表明:2%ACM包覆的HMX样品热爆炸临界温度低于5%F2602包覆的HMX,但表观活化能、分解速率常数高于5%F2602包覆的HMX;药柱成型良好,无反弹现象;其特性落高H50比2%F2602包覆的HMX特性落高提高了13.3cm,比5%F2602包覆的HMX提高了8.5cm。说明ACM可以作为HMX的粘结剂。     

硬脂酸包覆的α-AlH_3:制备及其静电感度

为降低α-AlH_3静电感度,选用硬脂酸(SA)作为包覆材料,采用溶剂-非溶剂法对α-Al H3进行表面包覆。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、X光电子能谱(XPS)、元素分析和扫描电子显微镜(SEM)对包覆前后α-AlH_3的结构和形貌进行表征。按GJB5891.27-2006采用静电火花感度仪JGY-50Ⅲ对包覆前后样品的静电感度进行测试。结果表明:硬脂酸在α-AlH_3表面形成均匀完整包覆层,包覆后的α-AlH_3样品晶体结构和形貌均未发生变化,E50由未包覆前的367mJ降低至测试上限5390mJ时未见发火,包覆使其静电感度降低。     

溶剂抽取工艺制备改性单基发射药的燃烧性能

为了进一步改善改性单基药的燃烧性能,对弧厚为0.55 mm的单基药单5/7进行增能、钝感处理,制备了1#、2#改性单基发射药样品,2#样品则在1#样品增能与钝感的工艺基础上增加了溶剂抽取工艺。采用扫描电镜分析了1#、2#样品的表面形貌,用标准容器法测试了其堆积密度,通过密闭爆发器研究了1#、2#样品的定容燃烧特性。结果表明,经过溶剂抽取工艺制备的2#改性单基发射药样品其表面更加致密,堆积密度从0.888 g.cm-3提高到0.920 g.cm-3;其初始燃烧稳定,燃烧分裂时间点为7.0 ms,滞后于1#样品(6.0 ms);燃烧结束时间为8.0 ms,迟于1#样品(7.2 ms),燃烧渐增性有所提高。     

氧化剂包覆硼颗粒对硼基推进剂点火燃烧特性的影响

选取高氯酸铵(AP)、硝酸铵(AN)、硝基胍(NQ)、奥克托今(HMX)4种氧化剂,采用重结晶法包覆硼(B)颗粒,制取了相应的B基推进剂样品。利用热重-差示扫描量热及激光点火试验系统研究了不同氧化剂包覆对B基推进剂点火燃烧特性的影响,设置机械混合样品作为对照组。结果表明,AP的包覆会使样品发生低温急剧燃烧,从而促进硼颗粒的低温氧化,有效缩短样品的点火延迟时间至330 ms。与机械混合样品进行对照发现,包覆是产生低温急剧燃烧现象的重要原因。AN包覆的B基推进剂样品具有更低的起始反应温度,为327.6℃,但其整体放热性能较差,平均燃烧温度仅为642.8℃。NQ、HMX的包覆能有效提高B基推进剂的燃烧强度,缩短燃烧时间。其中,NQ有利于提高燃烧强度的峰值;而HMX则更有利于整体燃烧强度的提升,其包覆使B基推进剂燃烧时间缩短为2750 ms,平均燃烧温度达到845.5℃,放热量提高至9968 J·g~(-1)。     

水性聚氨酯乳液破乳法包覆钝感ε-HNIW的影响因素

采用水性聚氨酯乳液破乳法包覆了ε-HNIW。通过正交实验L9(34)和单因素实验,对影响包覆效果及产品感度的诸多因素进行了分析,结果表明,影响因素大小顺序为温度、溶剂添加量、破乳剂溶液添加量及搅拌速度,其中温度的选择和溶剂用量直接关系到最终产品的粒度及包覆效果,最佳的工艺条件是破乳温度为45℃,溶剂与聚氨酯质量比为8∶1,破乳剂溶液与聚氨酯质量比为4∶1,搅拌速度为300r.min-1。表面活性剂要在破乳之后添加才能有效控制粒度并防止颗粒间团聚,在破乳前添加会影响破乳结果。在最佳工艺条件下制备的包覆产品为小球型颗粒,表面聚氨酯包覆均匀,特性落高H50比未包覆的ε-HNIW提高了22cm。     

横切棒状和包覆粒状发射药混合装药定容燃烧性能

为了研究横切棒状和包覆粒状发射药混合装药的定容燃烧性能,制备了9/19的横切棒状药和含有Ti O2的高分子阻燃太根7/19包覆粒状发射药,对不同混合配比的横切棒状药和包覆粒状发射药进行了密闭爆发器试验,测定了发射药在不同装填密度下的定容燃烧性能,研究了混合比对混合装药定容燃烧性能的影响规律,分析了横切棒状药和包覆粒状发射药共同燃烧相互作用。结果表明:装填密度对发射药混合装药定容燃烧性能产生影响,随着装填密度增加,侵蚀燃烧降低,燃烧渐增性增加。混合比例对混合装药燃烧渐增性产生影响,在装填密度为0.20 g·cm~(-3)和0.32 g·cm~(-3)条件下,横切棒状和包覆粒状发射药获得较佳燃烧渐增性的混合比例分别为4∶6和3∶7。横切棒状药和包覆粒状发射药混合装药燃烧的相互影响主要表现在燃烧前期,横切棒状药改善了包覆粒状发射药的点火;燃烧中后期,横切棒状药和包覆粒状发射药燃烧趋于独立。     

溶剂-非溶剂法制备纳米FOX-7及其性能

以N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)及两者的混合物为溶剂,通过溶剂-非溶剂法制备了纳米1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯(FOX-7)。通过场发射电子显微镜(FE-SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、差示扫描量热法(DSC)和热重分析法(TG)对所制备的纳米FOX-7的形貌、物相、结构和热性能进行了表征,并对样品的感度进行了测试;在此基础上,研究了溶剂、表面活性剂对纳米FOX-7性能的影响。结果表明:所制备的纳米FOX-7平均晶粒尺寸小于30 nm。添加表面活性剂有助于降低纳米FOX-7的晶粒尺寸及颗粒尺寸,提高其粒度分布均匀性,改善其分散性。与原料相比,所制备的纳米FOX-7的初始分解温度提高,两个分解放热峰之间温度范围变窄,能量释放效率及分解焓有较大的提高,撞击感度与摩擦感度明显降低。当采用混合溶剂并添加表面活性剂OP-10和Tween 20时,所制备的纳米FOX-7的初始分解温度都提高近15℃,分解焓分别提高了4.97%,4.65%,摩擦感度降低了66.7%,50.0%。     

三元混合溶剂对高氮含量单基发射药性能的影响

为了提高高氮含量单基发射药硝化棉/二硝基甲苯/二苯胺(NC/DNT/DPA)的力学性能,在醇酮溶剂中外加3%的辅助溶剂(二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、环己酮、环己烷、三氯甲烷、乙酸乙酯、乙酸丁酯)形成三元混合溶剂,对高氮量硝化棉进行塑化成型,获得相应的单基发射药。通过扫描电镜观察单基发射药样品的微观结构,采用万能材料试验机、简支梁式抗冲击试验机测试了单基发射药的力学性能,通过密闭爆发器实验研究了辅助溶剂对单基发射药能量及燃烧性能的影响。结果表明:当有辅助溶剂加入时,高氮量单基药的力学性能提高,其中添加3%乙酸丁酯的试样在低温(-40℃)、常温(20℃)和高温(50℃)下试样的抗压强度分别提高了15.7%、4.3%和17.7%,抗冲击强度分别提高了29.9%、96.9%和170.0%;辅助溶剂的加入,对单基发射药的燃烧影响较小;与基础单基发射药相比,三元混合溶剂制备的单基发射药火药力均有小幅下降。     

蒽对Pb_3O_4/Mg/PTFE红外诱饵剂远红外辐射性能的影响

为研究添加蒽(C_(14)H_(10))对四氧化三铅/聚四氟乙烯/镁粉(Pb_3O_4/PTFE/Mg)混合诱饵剂效能的影响,设计了6种配方迚行试验。首先测试了基础配方和蒽添加量为12%的配方的热分解性能,然后用8～14μm进红外热像仪测量了压制成的药柱样品的燃烧过程,计算出每个样品的燃烧时间、质量燃速、辐射面积、辐射亮度、辐射强度。结果表明:添加蒽后,药剂反应放热峰峰值温度提前;随着蒽添加量的增加,样品质量燃速变小,燃烧时间变长。     

GAP基聚氨酯包覆单基发射药能量与燃烧性能

为改善单基药的燃烧性能,以聚叠氮基缩水甘油醚(GAP)基聚氨酯为包覆材料,采用"预混-喷涂-固化"工艺对4/7单基药进行包覆。采用三维视频显微镜观察了包覆效果。差示扫描量热法研究了GAP基聚氨酯与单基药相容性。通过理论计算和密闭爆发器试验研究了包覆单基药能量和燃烧性能。结果表明,GAP基聚氨酯包覆层厚度较为均一,与单基药粘结良好,且二者相容。GAP基聚氨酯的加入使得发射药火药力和爆温均下降,但火药力降幅明显低于惰性高分子。GAP基聚氨酯包覆单基药具有显著的燃烧渐增性,随着包覆量的增大,渐增性逐渐增强。与单基药相比,包覆量为7.05%、9.67%和11.88%时,包覆单基药的燃烧分裂点相对压力值由0.151分别后移至0.453、0.480和0.489,燃烧渐增因子由0.090分别增大至0.293、0.340和0.358。     

包覆高氯酸铵及其燃烧特性研究

对高氯酸铵（ＡＰ）颗粒表面进行包覆,采用溶解试验、ＤＳＣ等对包覆ＡＰ的性质进行了分析。对ＡＰ单元推进剂进行了燃烧性能测定,分析了包覆降低ＡＰ燃烧速度和压力指数的机理。将包覆后的ＡＰ应用于ＡＰ／ＨＴＰＢ复合固体推进剂中,降低了推进剂的高压燃烧速度和压力指数。     

氧平衡对含KClO4/NH4NO3复合氧化剂气体发生剂燃烧速率的影响

研究了含有复合氧化剂(KClO4、NH4NO3)、以甲基纤维素(MC)和木粉(WP)为燃料的体系在大气压力下的燃烧.结果表明,对于相同氧平衡的KClO4/NH4NO3-MC系列样品,当氧化剂中KClO4相对含量减少时,样品燃速也相应地变小;KClO4/NH4NO3-WP系列样品的燃速变化较为复杂.同系列样品,氧平衡为-15%时,燃速最大.     

发射药喷涂涂覆中涂覆液溶剂比的选择

为了优化端面局部阻燃发射药(端面涂覆,且小孔保持通气状态)涂覆层制备的喷涂工艺中涂覆液溶剂比,采用醋酸丁酸纤维素(CAB)作钝感剂,CAB与吸收药片TG-1(皮罗棉和硝化甘油为主要组分)作溶质,乙醇-丙酮(V/V=1/1)为溶剂,按照不同溶剂比制备得到涂覆液,用此涂覆液采用喷涂的工艺制成了涂覆层薄膜和涂覆发射药,利用万能材料测试仪获得涂覆层薄膜的力学强度,并利用三维视频对涂覆层在拉伸前、后的表面结构进行了局部放大观察分析,对不同溶剂比的涂覆发射药进行了密闭爆发器试验。结果表明,涂覆层的力学强度、表面及断裂处形貌与溶剂比有明显联系,溶剂比主要影响了涂覆层材质的均匀性和致密性,是影响涂覆层力学强度的重要因素,从而对涂覆发射药的燃烧渐增性产生影响。当溶剂比为8∶1时,露孔率达到95%以上,同时获得的涂覆层表面最为光滑,其薄膜的拉伸强度最大,为49.75 MPa,断裂处最为整齐,涂覆发射药的燃气动态活度变化值达到0.0920 MPa~(-1)·s~(-1),为所有样品中的最大值。     

硼粒子表面包覆的研究进展

对硼粒子包覆材料提出了要求，简要介绍了用钛、锆、镁、GAP、AP、LiF等物质包覆硼粉的工艺过程和包覆机理，并阐述了包覆后硼粉对含硼贫氧推进剂工艺及燃烧性能的影响。研究结果表明，包覆是改善制药工艺过程以及提高含硼推进剂燃烧性能的主要途径。     

全氮材料基础性能理论研究:Ⅱ.生成焓预测

为了准确预测全氮材料的生成焓,基于原子化反应,采用B3PW91、B3P86、B3LYP、X3LYP、O3LYP、M052X、M062X、M06HF、B2PLYP 9种密度泛函分别对52种多氮化合物的气相生成焓进行了计算。通过与实验数据对比,双杂化泛函B2PLYP的平均绝对偏差最小,为30.1 k J·mol~(-1),且优于G4方法,选择该泛函计算了N_4(T_d)、_N6(D_(3h))、N_8(O_h)、N_(10)(D_(5h))及N_(12)(D_(6h))5种全氮分子的气相生成焓,计算结果依次为756.4,1338.2,1878.5,2144.3,2787.0 k J·mol~(-1)。     

纳米KClO_4/CNTs的制备及其与铝粉爆燃发光强度的测定

为了研究纳米复合材料与铝粉基烟火药的发光强度,基于NH4Cl O4和KOH的复分解反应制备了高氯酸钾/碳纳米管(KCl O4/CNTs)纳米复合材料。用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)表征了其结构。化学分析测试了纳米复合材料中各组分的含量,测定了KCl O_4/CNTs-Al、KCl O4-CNTs-Al、KCl O_4-Al不同烟火药配方的发光强度。结果表明,KCl O_4能够有效附着在CNTs的表面且包覆完全,制备的KCl O_4/CNTs复合材料的粒径为74.0 nm,用化学分析法测得KCl O_4/CNTs中两种物质的质量比为78∶22。与KCl O_4-CNTs-Al和KCl O4-Al烟火药相比,KCl O_4/CNTs-Al(77/23)烟火药的发光强度分别提高了39.4%和88.2%。这种发光强度的提高是由于KCl O_4的纳米化、CNTs的催化与燃烧,其中KCl O_4的纳米化对这种发光强度的贡献优于CNTs。     

镁粉对造雾剂燃烧性能的影响

采用CAE(Chemical Eguilibrium and Application)软件对造雾剂的燃烧产物组成和燃烧反应热力学参数进行了理论计算,使用红外测温仪、高速摄影仪和X射线衍射仪等对不同镁粉含量的造雾剂的燃温、燃速和燃烧残渣率进行了分析测试,将二者进行了对比分析,研究了镁粉对于造雾剂燃烧反应过程以及成雾可见光遮蔽性能的影响。理论计算结果表明,平衡态燃烧产物中气相产物主要包括气化的氯化物和CO2、CO、H2O、H2等,凝聚相产物主要为Mg O。实验结果表明,镁粉对燃温、燃速的控制作用较大,对燃烧反应和凝结核的生成和核化过程有重要影响。镁粉含量增加到8%时,造雾剂的燃速迅速上升到1.26 mm·s-1,燃温迅速升高到2000 K。当燃温达到1773 K以后,氯化物的核化过程顺利进行,成雾的可见光遮蔽性能逐渐变好。实验结果与理论结果在燃温的变化趋势以及燃烧产物组成方面较为符合,但理论值比实测燃温要高300~500 K,而燃烧残渣与理论计算的凝聚相产物含量方面有所差异,镁粉含量小于5%时,实测残渣率远大于凝聚相产物的理论值,而当镁粉含量大于6%之后,实测残渣率小于凝聚相产物的理论值。     

包覆及团聚对硼燃烧的影响

采用DTA-TG研究了包覆材料AP、LiF对硼颗粒热氧化特性的影响。并通过氧弹式量热计测试了不同粒度团聚硼的燃烧热及含硼富燃料推进剂的爆热,研究了包覆材料AP、LiF以及团聚硼颗粒粒度与团聚硼燃烧热和推进剂爆热之间的关系。结果表明,AP有利于提高硼的氧化程度,LiF可显著降低硼的氧化温度。包覆材料可显著改善了硼颗粒的燃烧性能,利于团聚硼颗粒及推进剂能量的释放,且小粒度的团聚硼有利于硼的燃烧。