纳米TATB炸药贮存老化机理

为深入理解纳米三氨基三硝基苯(TATB)炸药在不同贮存环境下的稳定性,设计了90℃,不同湿度(10%RH、50%RH和90%RH)以及低气压(200 Pa)等多种贮存环境条件,借助中子小角散射(SANS)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、红外光谱(IR)等表征技术,对不同温度、温湿度及低气压环境纳米TATB微结构演化规律进行了研究。实验结果表明,纳米TATB经45℃、60℃和71℃热老化后,其比表面积均明显下降,且老化温度越高下降趋势越显著并出现部分晶体颗粒长大;湿热极端环境(90℃,90%RH)则显著影响纳米TATB晶粒贮存稳定性,经短期(5天)贮存纳米TATB即出现显著的颗粒长大现象,尺寸约1~3μm;纳米TATB经90℃低气压(200 Pa)环境贮存也出现晶粒长大并呈微米级片状结构;基于不同贮存环境条件的试验结果,分析了纳米TATB长大熟化机制,即纳米TATB表面能较高,在温度和湿度作用下部分TATB分子克服能垒,迁移、扩散并在晶粒表面重排长大。     

(100)面金刚石的扩散形成

在纯氢气气氛中对用ＨＦＣＶＤ法制备的无晶面的微晶金刚石薄膜进行了扩散热处理，结果表明，微晶金刚石在扩散热处理过程中将选择性长大，形成（１００）面金刚石，对低压合成金刚石过程中形成（１００）面金刚石和扩散热处理中形成的（１００）面金刚石的机理作了讨论。     

CrWMn钢在超塑变形时的组织变化

利用电子显微镜和自动图象分析仪对CrWMn钢在超塑变形过程中的组织进行了研究。测量了基体晶粒的尺寸变化,测定了碳化物颗粒的类型、分布及体积分数和尺寸变化,观察分析了位错的形态及分布。结果表明CrWMn钢在超塑变形过程中发生应力促进的晶粒长大和碳化物的粗化,晶粒长大受碳化物粗化速率控制,晶粒形貌保持等轴。在晶界及其周围区域位错密度较高,晶粒心部仅有少量位错。超塑变形主要是晶界周围位错运动协调的晶界滑移过程。     

喷雾造粒粉末ZrO_2(Y_2O_3)烧结行为的研究

研究了喷雾造粒粉末ZrO2 (Y2 O3 )的烧结行为。在坯体烧结过程中形成的新团聚体主要由 5 0 0℃之前的升温速度所决定 ,当升温速度大于 2 .5℃ /min时 ,造粒粉中有机物燃烧放出的热量将导致颗粒间的紧密粘连 ,形成团聚体。新生团聚体将影响整个烧结过程 ,实验结果表明 :新生团聚体不仅阻碍烧结 ,同时使坯体的烧结方式发生了变化。即在较低密度下 ,烧结体的致密化速率大幅度减小 ,而主要呈现为以晶粒长大为主的烧结 ,致使坯体内部气孔难以消除 ,并且出现晶粒异常长大。通过研究烧结行为 ,获得了致密烧结、结构均匀氧化锆陶瓷的烧成曲线。     

炸药爆炸法制备超细金刚石粉末

本文介绍了用TNT/RDX炸药爆炸的方法合成超细金刚石粉末的初步结果。爆炸后在容器壁上收集到的黑色固体产物中金刚石含量为27～30％。经混酸处理后得到了金刚石含量超过90％的产物,XRD和电子衍射的结果表明产物为金刚石,收率为6％左右(对炸药用量计算)。透射电镜的结果表明,这种金刚石的颗粒尺寸为3～15nm。     

微纳米HMX基PBX力学、导热性能及药片撞击感度

为了研究微纳米尺度下颗粒尺寸对于炸药撞击感度的影响规律及作用机制,将三种奥克托今(HMX,粒径为100~300 nm,1~2μm,10~20μm)基高聚物粘接炸药(PBX)造型粉压制成表观密度分别为1.74 g·cm~(-3)与1.50 g·cm~(-3)的PBX样品,研究了HMX粒径与表观密度对PBX样品压缩力学性能、导热性能以及药片撞击感度的影响。使用扫描电镜观察了样品受落锤撞击前后的微观形貌,并通过自行设计的试验装置测试了落锤撞击加载过程中样品的受力情况。结果表明,PBX样品的压缩强度、压缩模量、导热系数及热扩散系数均随HMX粒径的减小而显著增大。在相同表观密度下,PBX样品的撞击感度随HMX粒径减小而明显降低;对于含同种粒径HMX的PBX样品,撞击感度随表观密度的增加而略微升高。撞击作用下HMX粒径较大的样品主要发生孔穴压缩与颗粒破碎,HMX粒径较小的样品主要发生颗粒层的剪切滑移。在相同撞击条件下,作用于试样力的峰值随表观密度的增大或粒径的减小而增大。认为炸药颗粒细化所带来的撞击感度降低是细化后炸药内部孔隙尺寸减小、孔隙结构均匀化程度提高以及导热性能提升等因素共同作用的结果。     

Cu-W异质粉体压制变形行为模拟研究

基于离散体有限元法,利用MSC/Marc有限元分析软件对Cu-W异质粉体颗粒的变形行为进行细观数值模拟,研究不同压制载荷下颗粒的应变大小以及颗粒间摩擦因数对相对密度的影响。结果表明:压制过程中具有较高硬度的W颗粒基本不发生变形,软质的Cu颗粒变形在与W颗粒接触点处首先发生,随着压制时间延长,Cu颗粒沿着W颗粒表面向四周孔隙处延展,继而达到稳态,形成凹弧形;颗粒的排列方式影响Cu颗粒的变形形状、应变大小及成形密度;颗粒间的内摩擦因数只影响六角形排列压坯成形相对密度,摩擦因数为0~0.2,相对密度变化最大为0.7%,摩擦因数大于0.2,相对密度变化最大为0.2%。     

PBX炸药冲击起爆的改进细观反应速率模型

为了系统研究载荷和炸药细观结构对高聚物粘结炸药(Polymer Bonded Explosive,PBX)冲击起爆爆轰成长的影响规律,考虑到炸药低压慢反应阶段的燃烧拓扑结构包含颗粒内部孔隙表面燃烧和颗粒外表面燃烧形式,以及装药密度的影响,引入燃耗因子和装药密度影响因子,改进了Duan-Zhang-Kim(DZK)细观反应速率模型。采用同一套反应速率模型参数,数值模拟各实验状态下HMX基PBXC03(87%HMX,7%TATB,6%Viton)的冲击起爆过程,数值模拟结果与实验测试结果均吻合较好,表明改进DZK反应速率模型可更好地描述和预测载荷和炸药细观结构对PBXC03冲击起爆爆轰成长过程的影响规律。在本研究装药和加载条件下,中等密度的炸药冲击起爆和爆轰成长最快;颗粒度越小,炸药越难点火,但一旦点火,爆轰成长最快。     

W-Ni-Cu钨合金微波烧结试验研究

为研究W-Ni-Cu钨合金微波烧结致密化过程,进行不同烧结温度、保温时间、升温速度的W-Ni-Cu合金微波工艺试验。结果表明:烧结温度、烧结时间是影响W-Ni-Cu致密化的主要因素;在保证烧结温度、保温时间下,升温速度对烧结材料致密度水平的影响不明显;W-Ni-Cu合金烧结温度低于1 380℃,钨颗粒长大不明显,钨颗粒的长大不是材料致密化的主要机制。     

不同粒径团聚硼颗粒的堆积密度研究

对团聚硼颗粒进行筛分,测量并研究了不同粒径团聚硼颗粒的松散堆积密度和振实堆积密度,采用电子扫描显微镜对团聚硼颗粒的表面形貌进行了观察。结果表明,无定形硼粉经团聚后,颗粒粒径增大,松散堆积密度和振实堆积密度均提高;随团聚硼颗粒粒径的减小,两种堆积密度均先减小后增大,当颗粒粒径在0.25 mmd≤0.30 mm范围,颗粒的振实堆积密度达到最小;颗粒粒径在d≤0.104 mm范围,振实堆积密度达到最大;颗粒粒径在0.30 mmd≤0.84 mm范围,颗粒的松散堆积密度达到最小,此时,团聚硼颗粒的振实堆积密度较松散堆积密度相对于其他颗粒粒径增加的程度最大。     

CVD金刚石薄膜晶粒尺寸对热导率的影响

用直流等离子喷射法 ,以甲烷、氢和氩气的混合气体为原料 ,在钼基体上合成了较高质量的CVD金刚石薄膜。对该薄膜的生长面及其背面的晶粒尺寸进行了研究 ,指出其一般规律 ,进一步探讨了CVD金刚石薄膜的晶粒尺寸对其热导率的影响规律。     

多晶锗塑性切削机制和力学特性的仿真研究

为探究多晶锗纳米尺度的塑性切削机制和力学特性,采用分子动力学方法(MD)模拟金刚石刀具纳米切削多晶锗过程,对材料的晶体结构,位错分布及演变,应力传导和切削力波动规律进行详细分析;并研究不同切削参数对加工过程的影响。结果表明:晶体结构的非晶转变和晶界与晶体滑移,位错等缺陷相互作用,导致切削力周期性波动;切削过程中非晶体区沿晶界扩展,但晶界阻碍非晶体区跨晶界扩展;位错仅存在晶界附近,而位错类型和数量随晶界处的原子运动和破坏程度发生改变,材料塑性去除主要由晶粒内部的非晶转变和晶界的位错运动所致;晶界的等效应力比晶粒大,分布和传导方向与非晶体原子的一致;切削速度增加使切削区温度上升、应力和切削力减小;切削深度增加易使缺陷原子数量上升,位错线长度降低。通过Diamond结构多晶的研究结果证实多晶锗切削仿真的正确性。     

Zr_(41.2)Ti_(13.8)Cu_(12.5)Ni_(10)Be_(22.5)块体非晶合金晶化初期纳米晶粒生长

利用电弧熔炼及铜模快速铸造的方法制备Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5块体非晶合金,通过高分辨电子显微镜研究过冷液相区和晶化初期晶核的形成、纳米晶粒长大。结果表明,Zr41.2Ti13.8Ni10Cu12.5Be22.5块体非晶合金晶化初期,利用高分辨像能观察到晶格点阵特征条纹。很难区分过冷液相区内微小区域的结构特征,借助高分辨像的傅里叶变换技术很容易地辨别出晶化前与相分离有关的结构变化。纳米晶粒以聚合型和单独晶核两种方式生长。     

脉冲推力器用烟火型装药燃烧性能研究

采用光纤测速方法,研究了脉冲推力器用烟火型装药药剂配比和装药密度对燃速的影响。通过密闭爆发器,测试了药剂的燃速压强指数。结果表明,不同配比的药剂虽然初期燃速不同,但后期燃速趋于相同;随着装药密度增大,燃速先增加、后减少;在装药密度1.45 g/cm³时燃速最高,可达到800 m/s. 在所测试压强范围内,烟火型药剂的压强指数为0.736 4,说明该烟火型装药药剂在一定压强范围内可稳定工作,能够实现脉冲推力要求。     

花键冷滚打成形表层加工硬化研究

依据冷滚打成形原理,分析花键成形表层加工硬化机理,进行冷滚打成形的仿真和花键试件的扫描电镜实验、透射电镜实验和显微硬度实验,得到了花键成形过程中等效应变和温度分布情况;分析花键表层晶粒、位错和花键齿不同部位的硬度沿硬化层深的变化情况,阐明沿层深方向晶粒大小、位错密度和硬度三者之间的关系,揭示了冷滚打工艺参数对加工硬化程度的影响规律。结果表明：冷滚打成形花键表层加工硬化主要受到位错密度影响,分度圆硬化程度最大,齿廓不同部位硬化程度随着工件进给量的增大而上升,随着滚打轮转速的增大而下降。研究结果为揭示20号钢 冷滚打花键成形表层加工硬化行为提供了参考依据。     

3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱冷却结晶动力学

采用间歇结晶器对3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)在V(乙酸)∶V(水)=7∶3的混合溶液中的冷却结晶动力学进行研究。以粒数衡算方程为基础,利用最小二乘法对实验数据进行多元线性回归,确定DNTF冷却结晶的成核和生长速率方程。结果表明,DNTF晶体的生长、成核速率相对于过饱和度的指数分别为3.83和1.3,说明增加系统的过饱和度能同时增加晶体的成核和生长速率,但生长速率增加更快;晶体成核速率对于悬浮粒子密度的指数高达2.14,说明随晶浆悬浮粒子密度的增加,晶体成核速率会显著上升而生长速率不变,这将不利于晶体的长大。     

冷却介质对搅拌摩擦焊接铝合金焊核区组织性能影响

分别在空气和循环水冷条件下对2024-T4铝合金板进行搅拌摩擦焊接,研究水冷介质对FSW接头焊核区组织性能的影响。结果表明,循环水冷具有明显的瞬时快冷作用,水冷介质下FSW可以显著细化晶粒,焊核区的平均晶粒尺寸达到700 nm。沉淀强化对焊核区显微硬度起到主要作用,细晶强化作用较弱。水冷介质减弱了FSW接头的热软化效应,细化晶粒,抑制析出相的聚集长大,从而改善接头的组织性能。     

纳米晶金刚石的爆炸合成及超微金刚石的应用

爆炸合成的金刚万中存在一种具有纳米级亚晶的金刚石织构，它是由石墨经固态无扩散相变而成的，具有明显择优取向的纤维状组织。除常见的立方金刚石外，还存在一种六方金刚石，二者常共生于一个晶粒中。六方金刚石也是超硬材料之一，经碎化后的纳米级金刚石超微粉，是磁头、电接触头等耐磨性能要求高的材料中的良好的强化相。     

镁合金温变形后的组织与性能

研究了镁合金(Mg-3Al-lZn)铸棒在不同变形温度和变形程度下的组织演变过程和再结晶行为,并对不同变形条件下试样进行拉伸试验。结果表明:通过挤压变形及动态再结晶,可以显著的细化镁合金的晶粒,其晶粒尺寸可由铸态的约100μm减少到5μm;随变形温度的升高,合金的抗拉强度下降,到一定温度后,趋于稳定;在相同的变形程度下,随着变形温度的升高,晶粒有长大的趋势。