钝感双基发射药老化迁移机理及动力学过程

为研究钝感双基发射药老化迁移过程及影响因素,利用钝感剂的正态分布特性及Fickian第二扩散定律的推论,建立了钝感发射药老化迁移导致钝感剂浓度分布及燃烧性能变化的理论模型.对6种不同硝化甘油(NG)及邻苯二甲酸二丁酯(DBP)含量的发射药进行不同温度下加速老化实验,采用密闭爆发器测试了不同老化时间后发射药的燃烧性能,分析了发射药老化迁移的动力学过程及热力学影响.理论分析表明,钝感球形发射药燃气生成猛度积分值的增长率随老化时间呈现出较好的线性增长模型.密闭爆发器结果表明,6种发射药加速老化后的动态活度最大值升高百分比随老化时间均呈较强的线性关系,与理论研究结果一致.建立的钝感发射药老化迁移热力学方程与试验结果基本吻合,迁移驱动因子对数与温度的倒数呈现出较为明显的线性负相关.发射药中NG与DBP总含量高于15％时,发射药的迁移驱动因子(动态活度最大值的百分比增长速率)更易受温度影响从而加剧钝感剂迁移导致钝感失效;而NG和DBP的总含量不高于15％时,钝感剂迁移导致失效的速率较为缓慢,更有利于发射药贮存后的使用和射击安全.     

无机钝感剂在深钝感发射药中的应用研究

叙述无机钝感剂应用于发射药的钝感技术，根据密闭爆发器测试结果讨论了该钝感剂的钝感效果；用ＩＣＰ－ＡＥＳ法研究了该钝感剂的迁移量随老化温度和时间的变化规律；并用ＤＳＣ法分析了该钝感剂对发射药钝感层热分解性能的影响。     

双基球扁药中的钝感剂迁移现象及其对燃烧性能的影响

为研究双基球扁药贮存过程中钝感剂的迁移现象,采用显微拉曼技术,表征了经加速老化后小分子钝感剂邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和高分子钝感剂聚新戊二醇己二酸酯(NA)在双基球扁药中的浓度分布状态;并利用密闭爆发器试验,测试了双基球扁药的燃烧性能。结果表明,在由表及里的一维方向上,钝感剂DBP、NA的浓度呈指数规律变化,符合Fick第二扩散定律;加速老化过程中,在双基球扁药中DBP的迁移是双向的,钝感剂分布的浓度梯度会逐渐降低,扩散深度增加,浓度峰值位置向内偏移,双基球扁药燃烧渐增性能也随之下降;高温会加剧钝感剂的迁移现象,65,75,85℃高温条件下老化10天的球扁药样品,其燃烧渐增性特征值分别为1.3351、1.2917、1.1888;随着温度的升高,双基球扁药的燃烧渐增性能下降幅度也随之加大;而在相同条件下,NA较DBP具有更好的抗迁移特性。     

高分子钝感剂在两种发射药中的迁移性能

采用高分子钝感剂NA聚酯湿法钝感得到叠氮硝胺和高能硝胺两种钝感发射药,用高温加速长贮寿命试验的方法来研究NA钝感剂在发射药中的迁移性能。利用密闭爆发器和内弹道试验法,对加速长贮前后的两种钝感发射药动、静态燃烧性能进行研究,结果表明,加速长贮前后两种钝感发射药的爆热、p-t曲线及内弹道性能没有明显变化。利用显微红外光谱法测定两种钝感发射药长贮前后NA钝感剂的浓度分布,结果发现浓度分布也没有变化。表明NA钝感剂抗迁移能力强,可以满足叠氮硝胺发射药和高能硝胺发射药的长贮性能要求,用其制得的钝感发射药具有良好的弹道稳定性能。     

叠氮硝胺发射药表面钝感新技术

为解决高增塑剂含量的高能发射药表面钝感问题,采用小分子多炔基化合物均苯三甲酸三炔丙酯（TPTM）作为钝感剂前驱体,经喷涂工艺渗入叠氮硝胺发射药表层后与基体组分1为解决高增塑剂含量的高能发射药表面钝感问题,采用小分子多炔基化合物均苯三甲酸三炔丙酯（TPTM）作为钝感剂前驱体,经喷涂工艺渗入叠氮硝胺发射药表层后与基体组分15-二叠氮基-3-硝基-3-氮杂戊烷（DIANP）反应,形成交联网状大分子钝感剂,并通过密闭爆发器实验和热加速老化实验表征了钝感效果。实验结果表明,TPTM与DIANP在50 ℃下即可完全反应,采用TPTM对叠氮硝胺发射药进行表面钝感处理后,发射药的初始燃烧活度大幅度降低,渐增性燃烧特征量L_m/L₀达到1.8左右,B_m值在0.5左右,并且在50 ℃加速老化6个月以后燃烧性能基本不变。以小分子多炔基化合物作为钝感剂前驱体的方法适用于对叠氮硝胺发射药进行表面钝感处理,并且钝感效果良好,满足长储稳定性的要求。     

钝感包覆发射药燃料性能研究

使用新型聚合物型钝感剂制备了多种钝感、增能及增能钝感包覆发射药样品，进行了密闭爆发器、爆热及１４．５ｍｍ机枪弹道试验等方面的性能测试，讨论了钝包覆发射药的燃烧性能。     

改性单基药表层功能组分浓度分布对燃烧性能的影响研究

在水溶液中进行增能钝感,制备了改性单基发射药样品.通过显微红外光谱法测定了所得发射药中功能组分的浓度分布.采用密闭爆发器和内弹道实验法,研究了发射药的动、静态燃烧性能.结果发现,硝化甘油浓度沿药粒径向呈抛物线状分布,钝感剂NA聚酯浓度由表及里呈指数规律下降的形式分布.硝化甘油渗透越深,钝感剂由表及里下降越慢,所对应发射...     

一种新型的聚合物钝感包覆发射药

采用密闭爆发器试验、１４．５ｍｍ机枪试验、加速老化试验等方法，研究了钝感剂分子量对新型的聚合物钝感包覆枪炮发射药性能的影响。结果表明与ＤＢＰ钝感火药及未钝感火药相比，聚合物钝感包覆火药初始燃速较低，燃烧渐增性较强，内弹道效率较高，试验结果还显示聚合物钝感剂迁移比ＤＢＰ小，且聚合物钝感剂迁移性随其分子量增大而下降。     

密闭爆发器压力损失对起始动态活度比的影响

为研究密闭爆发器试验压力损失对发射药起始动态活度比的影响,分别对未破碎发射药、低温和常温破碎硝胺发射药、破碎15/9发射药进行了起始动态活度比试验分析.根据实际试验条件与计算需求,采用能够修正密闭爆发器试验中燃烧全过程压力曲线的方法对不同破碎发射药试样的试验结果进行了压力修正,计算了压力修正前后破碎发射药的起始动态活度比的相对误差.分析结果表明,压力损失对发射药起始动态活度比的影响较小,在实际试验中可以依据实际条件选择是否进行修正.     

叠氮硝胺发射药的燃烧性能调控技术

为改善叠氮硝胺发射药的燃烧性能,以小分子多炔基化合物(TPTM)作为钝感剂前驱体,采用转鼓喷涂工艺对其进行表面钝感处理,TPTM与发射药组份1,5-二叠氮基-3-硝基-3-氮杂戊烷(DIANP)在60 ℃反应,形成网状结构大分子钝感剂,并通过密闭爆发器试验、热加速老化试验和14.5 mm机枪试验表征了钝感效果,通过30 mm火炮试验考核了钝感发射药的内弹道性能。结果表明: 钝感叠氮硝胺发射药的初始燃速降低15%左右、渐增性燃烧特征量L_m/L₀大于1.5、长储稳定性好,在30 mm炮上具有良好的内弹道性能。     

粘结压实药柱变容燃烧中止实验研究

为研究压实装药在变容情况下的动态燃烧稳定性、安全性能及不同表面处理方法对动态燃烧渐增性能的影响,将太根小粒药表面进行解体预处理后,采用乙醇/丙酮高温热蒸汽软化法将其压实成堆积密度为1.35 g·cm^-3的药柱,再进行表面处理,得到待测的压实药柱样品。利用设计自制的变容燃烧模拟器进行动态燃烧中止试验,并记录燃烧过程的压力-时间曲线。与用纯的硝化棉胶包覆的压实药相比,添加点火敏化剂包覆样品易于点火,而添加钝感剂的包覆样品点火滞后,动态活性降低,燃烧渐增性较好。所制得的粘结压实药解体完全、燃烧稳定,药粒无破碎,发射过程是安全的。结果表明:合适的表面处理方法能有效抑制粘结压实药柱的起始燃气生成速率,实现较好的渐增性燃烧。     

梯度硝基发射药的设计原理与实现方法

为实现发射药能量释放高渐增性,根据枪炮内弹道学原理提出梯度硝基发射药(NGDP)的概念,并论证NGDP能量释放渐增性的基本原理。与传统钝感发射药相比,NGDP氧平衡较高,理论上具有低烟雾、低残渣特征。基于最小自由能算法,分析邻苯二甲酸二丁酯、樟脑和二硝基甲苯钝感的发射药与NGDP燃烧产物中可燃组分(CO、H₂)的含量,发现NGDP燃烧产物中可燃组分含量最低。阐述了NGDP的制备过程,通过扫描电子显微镜和X射线能谱仪以及激光共聚焦显微拉曼光谱仪表征NGDP的微观结构;进行密闭爆发器实验,证实了NGDP具有能量释放高渐增性。结果表明,NGDP是一种有别于现有制式发射药的新型发射药,有望消除或者减少传统表面钝感、包覆发射药存在的烟雾、火焰、残渣、储存稳定性等诸多问题。     

发射装药发射安全性评定方法研究

发射装药发射安全性问题严重制约现代火炮武器的发展,成为各军事强国竞相攻关解决的重大理论与技术难题。从揭示发射装药引起膛炸的机理入手,通过理论、计算、试验3个方面连续17年的系统深入研究,引入起始动态活度比新概念,建立了我国首个基于发射装药起始动态活度比的发射装药发射安全性评定方法兵器行业标准和国家军用标准。文中包括：发射装药发射安全性评定原理、发射装药发射安全性评定流程、发射装药膛内力学环境试验方法、发射装药动态挤压破碎试验方法、发射装药起始动态活度比试验方法、发射装药发射安全性判据的确定方法、发射装药发射安全性评定方法,并成功用于工程实践,为科学评估发射装药发射安全性提供了系统的理论依据、技术手段和技术标准。     

发射装药发射安全性评定技术的研究进展

介绍了发射装药发射安全性研究进展。弹底附近的发射药床在点燃前的大规模破碎是导致膛炸的根本原因,沿着这一主线,系统论述了发射装药发射安全性评定技术框架。发射装药发射安全性试验包括：膛内燃烧与力学环境物理仿真试验、发射药床挤压破碎模拟试验和发射药活性测试试验。弹底发射药床挤压破碎程度是发射安全性判据的立足点,用初始相对活性比可表征破碎程度,指出了评定发射装药发射安全性的判别准则。     

含氟功能助剂对发射药燃烧性能的影响

为提高发射药表面防盐湿、耐高温性能的同时调控其燃烧性能,采用TiO2纳米粒子与含氟单体反应合成了TiO2-含氟丙烯酸酯功能助剂。功能助剂和太根双基推进剂药片共混制备了发射药颗粒,对其进行了密闭爆发器实验。研究了含氟功能助剂的含量、含氟量及粒径对发射药定容燃烧性能的影响。结果表明:随着十二氟功能助剂含量的降低,发射药燃速呈增大趋势。十二氟功能助剂使发射药燃速提高0.1~0.3 cm·s-1,三氟功能助剂使发射药燃速降低0.4~1.0 cm·s-1。在本实验条件下,粒径对改善发射药燃速效果不明显。为更好地调控发射药起始燃烧速度,需要综合考虑含氟功能助剂链段中含氟量与TiO2含量二者比例以及发射药聚集体的物理形态。     

发射装药发射安全性评估方法

为解决高性能火炮发射装药发射安全性问题,对发射装药发射安全性评估方法进行研究。揭示了发射装药引起膛炸的机理,建立了发射装药燃烧与力学环境试验方法、发射装药动态挤压破碎试验方法、发射装药动态活度试验方法,并提出了发射装药发射安全性评估方法。该方法为科学评估发射装药发射安全性提供了理论依据与技术手段。     

火炮发射药的β次级转变

用ＤＤＶ－ＶＩＩＩ－ＥＡ动态粘弹谱仪对单基,双基,硝胺和硝基胍四种发射药的β次级转变进行了研究,发现四种发射药都存在明显的β次级转变峰。与单基火药相比,双基火药在β次级转变时的ｔａｎδ峰值明显增加,而硝胺和硝基胍发射药在β次级转变时的ｔａｎδ峰值减小,实验频率对β次转变时ｔａｎδ峰值的影响不大。     

大弧厚深钝感球扁药的定容燃烧性能

利用密闭爆发器试验研究了大弧厚深钝感球扁药的定容燃烧性能 .揭示了钝感球扁药要达到渐增性燃烧就必须控制钝感层的厚度以及钝感剂在球扁药本体中的浓度梯度分布 .因此必须对钝感过程中钝感剂加入量、钝感时间、钝感方式以及驱溶控挥方法进行优化组合