PVB基高固体含量螺压推进剂力学性能

为了研究聚乙烯醇缩丁醛(PVB)基高固体含量推进剂的力学性能,采用静态力学试验分析了不同黏度PVB、黏度为45 m Pa·s和300 m Pa·s的PVB配合和增塑剂邻苯二甲酸二丁酯(DBP)及乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)对PVB基高固体含量推进剂力学性能的影响。采用动态热机械分析(DMA)研究了不同黏度PVB和两种增塑剂对PVB基推进剂动态力学性能影响。结果表明,随着PVB黏度增加,推进剂高温(50℃)拉伸强度增大,常温(20℃)和高温延伸率降低。黏度为45 m Pa·s与300 m Pa·s的PVB以1∶3的质量比配合做粘合剂可使推进剂拉伸力学性能达到含这两种单一黏度PVB的推进剂的中间值。用ATBC替代DBP,推进剂的低(-40℃)、常温延伸率下降33%。含黏度为45 m Pa·s PVB的PVB基推进剂有较强的α-转变。含增塑剂DBP的推进剂有较强的β-转变。     

二元分散体系制备高分散性微细银粉

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为保护剂、聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯(吐温-80)为表面活性剂、抗坏血酸为还原剂,还原AgNO3溶液制备了粒径为0.7~2.0μm的高分散性微细球状银粉。利用X线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对银粉进行表征。结果表明:PVP和吐温-80的二元分散体系产生了协同作用,通过调节其配比和用量,可以控制化学还原反应的形核和生长速率,在少量分散剂存在条件下获得分散性良好、形貌和粒径均匀、振实密度较高的银粉;当质量比m(吐温-80+PVP)/m(AgNO3)为0.03、m(吐温-80)/m(PVP)为3.5、反应体系pH值为5、反应温度为25℃时制得的银粉分散性好,平均粒径为1.25μm,振实密度达到4.6 g/cm3;通过同时改变还原液和银液的pH值可以有效控制银粉的粒径。     

微纳结构铝热剂薄膜的旋涂制备及其燃烧性能

为了解决微机电火工品内药剂的快速密实装填的问题,采用旋涂技术制备出厚度可控的微纳结构铝热剂薄膜。利用扫描电镜结果对比得出氟橡胶最小使用量为7%;使用热流法检测了铝热剂薄膜的热物理性能并用高速摄像机记录了薄膜的燃烧过程,得到Al/MoO₃/氟橡胶薄膜的导热系数为75 W/（m·K）,燃烧速率为30.6 m/s,在添加还原氧化石墨烯后, Al/MoO₃/氟橡胶/还原氧化石墨烯薄膜的导热系数增至126 W/（m·K）, 燃烧速率高达867.9 m/s. 采用金属桥带进行发火试验,结果证实微纳结构铝热剂薄膜的临界发火电流低于Zr/KClO₄点火药。添加还原氧化石墨烯能改善铝热剂的燃烧性能和发火性能,更利于铝热剂作为点火药应用。     

基于Al/CuOx复合薄膜半导体桥间隙点火性能研究

为了提升半导体桥(SCB)的点火能力,尤其是点燃钝感药剂的能力,采用磁控溅射技术将Al/CuO_x复合薄膜与半导体桥相融合,形成含能点火器件,并研究了该含能点火器件的发火感度和点火能力。采用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线能谱仪(EDS)、X-射线衍射仪(XRD)研究了Al/CuO_x复合薄膜的微观形貌和组成。结果表明,在溅射过程中氧化铜薄膜主要以黑铜矿(Cu_2~(1+)Cu_2~1+O_3)形式存在;复合薄膜中Al、Cu、O三种元素质量分数分别为28.8%,32.5%和38.7%,且Al与Cu原子比例接近于理论比1:1;差示扫描量热仪(DSC)显示Al/CuO_x复合薄膜放热量约为2175.4J·g~(-1);高速摄影技术测试Al/CuO_x复合薄膜的燃烧速率约为3.0m·s~(-1);兰利法测得该含能点火器件50%发火电压为8.45 V,99.9%发火电压为12.39 V。点火能力实验表明,在点火间隙为4 mm时,该含能器件能够点燃钝感点火药硼-硝酸钾(B/KNO_3)药片,显著提升了半导体桥的点火能力。     

搅拌方法对Ni/TiN复合镀层微观结构和耐磨性能的影响

采用机械搅拌-电沉积和超声搅拌-电沉积复合方法,在20钢基体表面制备Ni/TiN复合镀层。利用扫描电镜(SEM)和摩擦磨损试验机对复合镀层进行研究。结果表明:当机械搅拌速率为400 r/mim时,Ni/TiN复合镀层的TiN粒子复合量的质量分数为9.8%,显微硬度为871HV;当超声波功率为300 W时,Ni/TiN复合镀层的TiN粒子复合量的质量分数为10.9%,显微硬度为926HV。在机械搅拌-电沉积制得的Ni/TiN复合镀层中,表面颗粒的粒径在3μm左右,而超声搅拌-电沉积制备镀层,表面颗粒的平均粒径为1μm。采用超声搅拌-电沉积制备Ni/TiN复合镀层,耐磨性能优于机械搅拌-电沉积制备的镀层。     

Mg/PTFE薄膜制备与性能表征

以镁(Mg)为可燃物质,聚四氟乙烯(PTFE)为氧化剂,利用磁控溅射和真空蒸镀两种方法,制备薄膜烟火器件,研究两种制膜工艺在性能上的差异,并对其附着力、薄膜粒度和燃速进行了测量。结果表明,磁控溅射制得的薄膜附着力为35.88mN,粒度为0.1～0.5μm,燃速为(623.9±12.5)mm.s-1,其主要性能优于真空蒸镀法制得的薄膜。     

纤维强化金属复合材料

<正> 金属的强度或高或低都是因为位错的存在所致。根据位错强化理论,金属可达到相当高的强度,只是因为延伸率、韧性将下降,因而限制了强韧化的程度,实用材料的强度仅为理论断裂应力的10～30%。表2列出了不含位错的“晶须”(whiskers)所具有的理论强度(强度高达10~3kgf/mm~2),但这种直径为1μm左右、长度最多为毫米级的纤     

钢中的低碳马氏体及条间奥氏体

<正> 一、绪言 低碳(一般为增加淬透性常含有少量合金元素)钢经淬火后得到的组织为条状马氏体,具有相当高的强度(屈服强度为100～130kgf/mm~2,抗拉强度120～160kgf/mm~2),良好的塑性(δ_5≥10％,ψ≥40％)和韧性(α_κ≥6kgf·m/cm~2)以及较好的冷加工性、可焊性和热处理变形小等优点。一般淬火钢中低碳(条状)马氏体具有良好韧性的原因主要由于存在条间残余奥氏体,它钝化裂纹的扩展、具有TRIP作用,并呈γ/α的     

球磨-液相氧化短碳纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能

采用球磨鄄液相氧化法制备了表面改性的短碳纤维(SCF),选用改性后不同尺寸的短碳纤维增环氧树脂(EP),通过挤出成型法制备短碳纤维/ 环氧树脂(SCF/ EP) 复合材料. 利用原子力显微镜(AFM)检测和接触角测定等方法研究了改性短碳纤维的表面形貌及其与环氧树脂浸润性能的变化;借助扫描电子显微镜(SEM)观察及拉伸和冲击测试等手段表征SCF/ EP 复合材料的微观组织和力学性能,分析了其增强机制。结果表明:球磨鄄液相氧化法改善了纤维与树脂的浸润性能,SCF/ EP 复合材料拉伸强度和冲击强度最大值分别达到了71.2 MPa 和27.75 kJ/ m2,比纯环氧树脂提高了103.4%和63.9%. 短碳纤维增强SCF/ EP 复合材料的机制主要有脱粘和拔出机制、裂纹偏转机制和桥联机制。     

含能聚合物的热导率的预测

为了更好地理解炸药的非冲击起爆和非理想爆轰,采用在共轭聚合物骨架上引入含能基团—NO_2、—N_3和—ONO_2的方法设计了几种新的含能共轭聚合物。通过比较Bicerano热导率计算模型和Askadskii热导率基团贡献法,选择了相对偏差较小的Askadskii热导率基团贡献法对新设计的含能共轭聚合物的热导率进行了计算。结果表明,新设计的共轭含能聚合物具有比非共轭含能聚合物具有更高的热导率,有的可以达到1.0 W·m K~(-1)以上。含能共轭聚合物热导率高于非共轭聚合物的原因可能是在双键和单键交替连接产生的共轭体系中,会产生晶格振动导热和电子导热的耦合,使得整个含能共轭聚合物的传导热能力增强;通过对比新设计的含能共轭聚合物的热导率发现,当含能共轭聚合物单体所占体积更大时,含能共轭聚合物具有更高的热导率。     

不同调制周期的Al/MoO3半导体桥发火器件电爆性能研究

采用磁控溅射技术制备总厚度为6μm,调制周期分别为134nm/166nm和22nm/28nm的Al/MoO_3复合薄膜,并将其与半导体桥(SCB)整合形成含能半导体桥(ESCB)发火器件,研究了Al/MoO_3含能薄膜及SCB-Al/MoO_3含能半导体桥的性能。DSC分析表明,调制周期为22nm/28nm的薄膜只有1个放热峰,其活化能为245k J/mol;调制周期为134nm/166nm的薄膜有3个放热峰,最大放热峰的活化能为200k J/mol。22nm/28nm的含能薄膜燃速为5.34m/s;134nm/166nm的含能薄膜燃速为1.79m/s。随着调制周期的增加,SCB-Al/MoO_3的临界发火时间变长,调制周期对临界发火能量、作用总时间、作用总能量无影响,SCB-Al/MoO_3(22nm/28nm)的电压发火感度高于SCB-Al/MoO_3(134nm/166nm)。     

石墨对TATB基PBX导热性能的影响

为有效调节TATB基高聚物粘结炸药(PBX)的导热性能,利用闪光导热仪研究了石墨包覆方式(内包和外包)、温度及石墨含量对TATB基PBX导热系数的影响,应用Agari模型分析了TATB基PBX的导热机制。结果表明,添加高导热石墨可改善TATB基PBX的导热性能。常温下,由内包和外包1%(质量分数)石墨改性的TATB基PBX配方的导热系数分别为0.572 W·(m·K)-1和0.697 W·(m·K)-1,显示,外包石墨包覆方式比内包石墨包覆方式更好。与不含石墨的TATB基PBX相比,内包1%和外包1%石墨的TATB基PBX的导热性能分别提高4.76%和27.66%。随温度升高,TATB基PBX及其石墨改性配方的导热性能逐渐降低。随着石墨含量增加,外包石墨改性的TATB基PBX的导热性能升高。外包2%(质量分数)石墨可使TATB基PBX的导热系数提高至0.786 W·(m·K)-1。TATB基PBX及由内包石墨改性的配方的导热机制符合串联模型,而由外包石墨改性的配方的导热机制介于串联模型和并联模型之间。     

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。     

一种新型柔性相变材料薄膜的制备及性能

利用复合乳化工艺配制出了性能稳定的十八烷/天然胶乳液,并采用浸渍成型工艺制备出了复杂形状的相变材料柔性薄膜,实现了室温相变材料的有效定型。实验研究表明,该工艺制备的相变薄膜材料具有良好的力学(扯断伸长率1135%)、热学(相变潜热237.1 kJ·kg-1)及密封性能(透气系数为3.71×10-17m2·Pa-1·s-1),相变温度为27.4℃,在低温环境中降温缓慢,可以用于特殊的储能和控温目的。     

用高能球磨粉末制备的高比重钨合金的组织与性能

采用高能球磨方法将普通钨重合金混合粉制成球磨粉 ,经冷等静压和 1480℃液相烧结制得高比重钨合金。研究了其显微组织结构和力学性能 ,结果表明 ,高能球磨粉烧结钨合金较普通粉烧结钨合金在保持高延性和韧性的同时 ,拉伸强度明显提高 ;此外 ,孔隙和夹杂含量对球磨钨合金的力学性能有较大影响     

结构试验器固体推进剂装药低温加速老化试验研究

采用低温加速老化试验的方法,依据GJB770B-2005火药试验方法,测试了6%、9%、12%和15%四种不同应变水平的结构试验器在单轴拉伸条件下的最大拉伸强度σm和最大伸长率εm,考察了四种结构试验器中装药推进剂在低温(-28℃)下贮存性能随老化时间的变化趋势。结果表明:在低温应力应变情况下结构试验器中推进剂老化的主要原因是应力损伤。动态力学分析(DMA)试验(频率1 Hz,振幅20μm,测试温度范围-100~80℃,升温速率为3℃·min-1)证实推进剂确已发生损伤。常温拉伸(拉伸速度100 mm·min-1,测试温度(23±2)℃)情况下,推进剂σm逐渐升高,15%应变的结构试验器经过19周低温老化后,σm(0.96 MPa)与初始值(0.74 MPa)相比增加了近30%,εm基本在初始值附近波动;低温快速拉伸(拉伸速度500 mm·min-1,测试温度(-55±2)℃情况下老化后期推进剂σm升高,εm明显下降,15%应变的结构试验器经过19周低温老化后,σm(4.18 MPa)与初始值(3.77 MPa)相比增加了约11%,εm(26.8%)与初始值(37.6%)相比降低近29%。根据试验现象初步分析推进剂在低温应力情况下的老化机理可能是应力/应变作用下的物理损伤,包括网络内聚损伤和固体颗粒与粘合剂界面"脱湿"。     

反应烧结制备CF/Si_3N_4复合材料的研究

本文简要地回顾了纤维/陶瓷复合材料的发展。介绍了CF/Si_3N_4复合材料反应烧结的制备工艺。采用本工艺,由于基体材料的多孔性和反应烧结的低温制度,较好地解决了纤维和基体间的物理及化学相容性。本试验制得的CF/Si_3N_4复合材料比反应烧结氮化硅陶瓷具有更高的韧性(K_(IC)值提高约1倍,α_K值提高约60％),而强度、硬度等力学性能并没有明显地下降。     

PET/N-100黏合剂体系的交联网络结构完整性分析

用单轴拉伸测试、红外光谱、溶胀平衡法分析了端羟基环氧乙烷/四氢呋喃无规共聚醚(PET)与多官能度异氰酸酯(N-100)黏合剂胶片的力学性能、物理交联程度、交联网络结构完整性及韧性。结果表明:随着固化参数(R)值的增大,PET/N-100黏合剂胶片的交联密度逐渐增加,交联点间的链段平均分子量逐渐减小,拉伸强度和弹性模量逐渐增大,断裂伸长率逐渐减小。其交联网络完整性与氢键比例成正比,与N-100含量成反比。当R值为1.2时,PET/N-100黏合剂胶片的剪切模量校正因子D最大,交联网络结构完整性最好,力学性能较佳且韧性也最大。     

改性B炸药的力学性能

为了解添加剂对B炸药力学性能的影响,分别添加2%的热塑性弹性体(VP-401和VP-501)、1%或3%的季戊四醇和丙稀醛缩合的热固树脂/硫酸二乙酯(123树脂/DES)、5%固化系数0.6和0.8的端羟基聚丁二烯/二苯甲烷-4,4'-二异氰酸酯(HTPB/MDI),制备了相应6个改性B炸药配方(B-1、B-2、B-3、B-4、B-5和B-6)。进行了静态压缩试验、巴西试验和分离式霍普金森压杆试验,获得了改性B炸药在静力压缩、间接拉伸和低速冲击作用下的应力-应变曲线。对比分析了改性B炸药的强度和韧性变化。结果表明,与B炸药相比,B-1和B-2的压缩弹性模量分别增加了1.49 GPa和2.28 GPa,压缩强度分别增加了6.7 MPa和6.3 MPa,其压缩弹性和韧性均好于B炸药。应变率500 s-1时,与B炸药相比,B-3和B-4的动态压缩强度分别增加了1.99 MPa和7.61 MPa,而B-5和B-6的动态压缩强度分别降低了8.33 MPa和19.47 MPa。这说明,B-3和B-4的抗低速冲击能力提高,B-5和B-6炸药的抗低速冲击能力降低。     

聚四氟乙烯/陶瓷/玻璃纤维复合介质的性能研究

采用热压工艺制得聚四氟乙烯/陶瓷/玻璃纤维复合介质材料。复合介质材料的介电常数随着PTFE和玻璃纤维含量的增加而减小;当复合介质中不含玻璃纤维时,随着陶瓷粉料的质量分数从40%增加到65%时,材料的弹性模量先减小后增加;加入玻璃纤维可以增加材料的弹性模量,对于PTFE的质量分数为40%的复合介质,玻璃纤维加入的质量分数不应大于15%,聚四氟乙烯/陶瓷/玻璃纤维复合介质的微观结构致密、形成了完整的一体。