硼铅丹延期药预点火反应机理研究

对三种不同配比的硼铅丹延期药Bl、B2和B4进行了DTA、TG和DSC-TG热分析，研究了硼铅丹延期药的预点火反应。指出其反应机理为固-固相反应，反应主要集中在350℃附近及450℃附近，推导出零氧平衡时的化学反应方程式并利用X射线衍射分析对燃烧产物进行了验证。     

微气体延期药柱球面燃烧模型

根据微气体延期药柱的特性，提出热点球面燃烧物理模型。基于该模型，根据热传导理论和阿累尼乌斯定律推导并归纳出反应速度、反应半径与反应时间的关系式ｒ＝Ｂｔ＾ｎ及ｖ＝ｎＢｔ＾ｎ－１，并将该式推广至线点火与面点火的情况。在实际设计工作中采用该模型，可以获得较为准确的延期药量与延期时间的设计参数。     

硼/铬酸钡延期药预点火反应机理研究

通过对3种不同配比的硼/铬酸钡延期药进行DTA、TG和DSC-TG热分析,研究了硼/铬酸钡延期药固相预点火反应,结果表明其反应主要集中在750℃附近,并根据燃烧残渣的X射线粉末衍射(XRD)结果,推测出零氧平衡时的化学反应方程式.     

精密延期雷管

起爆炸药的延期雷管包括一个一端封闭、一端开口的管状元件,主装药位于管状元件的封闭端,点火时能起爆炸药。延期药接近主装药,有点火信号时使燃烧,因而点燃主装药。点火源在管状元件里的开口端附近,起发出点火信号的作用。过渡元件位于点火源和延期药之间,对从点火源发出的点火信号作出响应,发生燃烧,达到一个充分地稳态燃烧速度,再点燃延期药。     

点火一延期药界面能量匹配与延期精度

研究了针刺延雷管在作用全过程中，时间，相对能量的匹配关系，论证了点火－延期界面能量匹配对延期药燃烧时间和延期精度的影响。     

毫秒级Si-CuO-PbO2延期药

介绍了毫秒级Si-CuO-PbO2延期药的配方设计，详细分析了延期时间及其延期精度与原材料粒度、粘合剂含量、混合均匀性、压药压力、装药次数、水分含量、点火能量和环境条件的关系，同时对该延期药的燃烧反应机理进行了探讨。     

点火—延期药界面能量匹配与延期精度

研究了针刺延期雷管在作用全过程中，时间、相对能量的匹配关系，论证了点火──延期界面能量匹配对延期药燃烧时间和延期精度的影响。     

低燃速硅铁延期药

介绍了某导弹增程发动机内延期点火器用硅铁延期药的研制概况 ,阐述了延期药配方设计、燃速及其精度与材料粒度、粘合剂含量、混药方式、装药压力、点火能量的关系 ,同时对硅铁延期药燃烧反应机理进行了探讨。     

锰、铬酸铅、铬酸钡延期药的反应性

为了弄清锰、铬酸铅、铬酸钡延期药的热反应和燃烧反应机制，我们进行了热分析、燃烧残渣的分析和燃烧特性如燃烧速度或燃烧温度的测定，其结果如下：锰、铬酸铅、铬酸钡延期药的主要反应是由铬酸铅对锰的氧化。铬酸钡用作燃烧速度的调节剂，也就是说铬酸钡的含量越高，其燃烧速度就越低。在常压下，在200-750℃范围内，锰、铬酸铅二元混合物的热分析和锰、铬酸钡、铬酸铅三元混合物的热分析显示出宽的放热峰，而在降低压力时，则显示出强烈的放热反应。不含铬酸钡的锰／铬酸铅=30／70(按重量计算)的延期药的燃烧热具有一个最大值，但是，组份中锰的百分比含量较大时，该组份的线性燃烧速度较大，燃烧的压力指数小，表明固态反应在燃烧中起着重要作用。     

点火——延期药界面能量匹配的计算方法

从化学热力学及化学平衡的观点出发，提出了点火－延期药界面能量匹配的模型，给出了能量匹配的计算方法，为针刺延期火工品的设计提供了理论依据。     

炔丙基二甲基海因改性GAP的合成及应用

3-炔丙基-5，5-二甲基海因（PDMH）与聚叠氮缩水甘油醚（GAP）在二甲基甲酰胺（DMF）溶剂中进行反应，反应摩尔比为：PDMH／GAP=6／7，反应在60℃的条件下进行48h反应完全。PDMH上的炔基与GAP上的叠氮基团发生反应，反应产物为GAP—PDMH。对GAP-PDMH进行了傅立叶变换红外光谱和核磁共振氢谱分析，测定了GAP—PDMH的玻璃化转变温度。实验结果表明，PDMH通过1，3-偶极环加成反应生成三唑五元环结构进入到叠氮粘合剂的侧链中。把GAP—PDMH应用到GAP推进剂的配方中，进行了力学性能测试。与空白样相比较，GAP-PDMH的加入使得推进剂的常温抗拉强度提高了210％，达到了0．65MPa；最大延伸率提高了226％，达到了22．24％；断裂延伸率提高了207％，达到了25．87％。     

烧结温度、配比及粒径对Al-Teflon准静压反应的影响

为确定烧结温度、材料配比及粒径对铝-特氟龙(Al-Teflon)准静压反应现象的影响,利用万能实验机对Al-Teflon进行了准静态压缩试验。得到了烧结温度、配比及粒径影响下试件的应力应变曲线及反应率数据。利用扫描电子显微镜(SEM)进行了微观形貌分析。结果表明,烧结温度、材料配比及粒径均影响材料的力学特性,改变了材料的形变及裂纹形成模式,进而影响准静压起始反应的激发;同时,材料配比影响反应完全度,当材料配比偏离化学平衡配比时,出现不完全反应现象;而随粒径减小,反应烈度及反应速率增加。Al-Teflon能够发生准静压反应的材料-工艺范围为:烧结温度320~370℃,Al质量分数16%~36%,Al粉粒径小于12~14μm。     

常温和75℃条件下PBX-2炸药射弹撞击响应特性

为了研究常温和75℃条件下PBX-2炸药射弹撞击响应特性,采用高温撞击试验装置对PBX-2炸药进行了射弹撞击试验。采用冲击波超压传感器测量了炸药的反应超压,结合回收样品综合分析了常温和75℃下炸药的响应特性。采用有限元程序LS-DYNA计算分析了不同撞击速度对应的常温和75℃PBX-2炸药的受力变化。结果表明,常温下PBX-2炸药撞击点火反应速度阈值为263.5~269.9m·s~(-1);加热至75℃时,PBX-2炸药撞击点火反应速度阈值为316~367m·s~(-1)。相比常温状态,当射弹撞击速度低于800m·s~(-1)时,75℃条件下PBX-2炸药反应程度明显下降,但射弹撞击速度高于800m·s-1时,约1.54GPa的输入压力就能使75℃PBX-2炸药产生剧烈反应。     

含铝炸药在激光烧蚀下的发射光谱分布及瞬态温度测量

为了研究含铝炸药的反应过程,采用激光烧蚀手段激发了RDX基含铝炸药粉末的快速反应,并对反应过程中的发射光谱分布进行了实时监测,并基于Al O分子光谱对反应区域的瞬态温度进行了计算。结果表明,含铝炸药在前期和后期的光谱分布和反应行为存在明显区别:前期主要为RDX和空气在激光烧蚀下形成的等离子冷却和耗散过程,O/H/N元素的发射光谱在这一阶段占主导地位,其谱线高度呈指数型衰减;后期以铝的氧化反应为主,该反应具有一定自持性,对应的反应中间产物Al O分子的光谱具有持续久、非单调变化的典型特征。温度变化趋势与整个反应发展趋势紧密相关,反应较剧烈的初期温度较高,并随着反应的持续变弱而变低。     

端羟基聚醚推进剂慢速烤燃尺寸效应

为分析结构尺寸对端羟基聚醚推进剂发动机慢速烤燃响应特性的影响,开展了仿真计算研究。模拟不同直径和长径比发动机在慢速烤燃条件下的响应过程,分析慢速烤燃过程中推进剂的温度分布,以及反应温度、反应时间和反应位置随发动机直径和长径比的变化规律。建立一种基于图像处理的高温推进剂质量分布计算方法,计算慢速烤燃条件下发动机反应前推进剂的温度分布,并将其作为评价发动机慢速烤燃反应剧烈程度的参量。研究发现：直径大小对慢速烤燃响应时间和响应温度影响较大,长度影响较小;二者对反应位置影响都较大,随着尺寸和长径比的增大,反应位置向装药边缘移动,当尺寸较大时反应位置与壳体边缘的距离保持稳定;高温推进剂的质量占比随着长径比改变而发生变化,在装药量分别为5.5 kg、18.0 kg及44.0 kg烤燃件中,当装药直径在150~160 mm时,3种烤燃件发生反应前的高温推进剂占比最小。     

TMPSHSO4催化N2O5/有机溶剂硝化2,6-二乙酰氨基吡啶-1-氧化物

以2，6-二乙酰氨基吡啶-1-氧化物（DAPO）为原料，在Ⅳ，Ⅳ，Ⅳ-三甲基-N-丙磺酸基-硫酸氢铵（TMPSHSO4）催化条件下，采用N2O5／有机溶剂硝化2，6-二乙酰氨基毗啶制得2，6-二氨基-3，5-二硝基吡啶-1-氧化物（ANPyO）。考察了在TMPSHSO4催化条件下反应溶剂、温度和时间对ANPyO产率的影响，结果表明最佳反应条件为：反应溶剂为CH3NO2，反应温度为60℃，反应时间为5h，ANPyO产率为92．5％。用^1HNMR，IR和MS对ANPyO的结构进行了表征。     

HTPB/TDI粘结体系的固化反应动力学

为了解决工程应用中遇到的固化终点问题,采用等温与非等温差示扫描量热法(DSC法),通过模拟n级反应动力学模型,并根据Kissinger法、Crane法研究了高聚物粘结炸药(PBX)用端羟基聚丁二烯(HTPB)型粘结体系的固化反应动力学。结果表明,HTPB/TDI粘结体系固化反应的表观活化能为54.61kJ·mol~(-1),反应级数为0.87,指前因子为192.80s~(-1),固化反应热Hu为482.87J·g~(-1)。该体系的固化反应过程中存在自催化现象。加入二月桂酸二丁基锡(T12)催化剂后,粘结体系的固化反应速率增大、反应温度降低。拟合出了固化温度与固化时间之间的函数关系,当固化温度取60℃时,求得固化时间约为3.91天,与实际工程应用中的4~6天相符。     

Al/Ni粉末复合材料冲击反应细观机制

为阐明含能结构材料冲击反应机理,开展以Al/Ni粉末复合材料为代表的含能结构材料冲击反应细观模拟研究。基于Al/Ni粉末复合材料的扫描电镜照片建立细观有限元模型,并结合Mie-Grüneisen状态方程描述Al/Ni粉末复合材料冲击压缩行为。在此基础上,基于反应扩散模型建立考虑多组分固相反应的Al/Ni粉末复合材料冲击反应细观模型,分析细观尺度上物质输运过程、冲击反应演化规律及冲击波传播特性。研究结果表明：Al/Ni粉末复合材料在冲击压缩速度(即粒子速度)为400 m/s时仅发生了微弱的化学反应,且化学反应程度随着冲击压缩速度的增大的加剧;化学反应最初发生于Al-Ni界面处,然后垂直于界面发展;冲击反应将引起材料冲击温度和压力的增高,同时对冲击波的传播起到强化作用。     

硝酸钡系白光剂的热危险性研究

为揭示烟火剂对热的危险性,用绝热量热仪(accelerating rate calorimeter,ARC)研究了干燥和潮湿硝酸钡系白光剂的绝热反应过程。得到了绝热反应温度随时间和温升速率随温度的变化曲线,用伪逆矩阵法计算了干燥和潮湿烟火剂放热反应的活化能和指前因子,用热惰性因子修正了测定数据。结果表明,对干燥烟火剂,放热反应的初始温度、最终温度、初始自加热速率、最大自加热速率、最大自加热速率温度和达到最大速率所需时间分别为567.75 K、740.48 K、0.17 K.min-1、61.56 K·min-1、707.5 K和145.93 min。对潮湿烟火剂,其值分别为363.59 K、1128.8 K、0.07 K·min-1、0.77 K.min-1、799.47 K和1480.86 min。这表明,潮湿烟火剂易反应,干燥烟火剂的反应速率高于潮湿烟火剂。     

FOX-7合成过程中水解反应的热危险性及反应动力学

利用反应量热仪(RC1),测定了以2?(二硝基亚甲基)?5,5?二硝基?2H?嘧啶?4,6?二酮(TNMPO)为原料,经水解反应制备FOX?7工艺的热流曲线,对水解反应的工艺热危险性进行了分析,采用定温实验,利用n级反应动力学方程对不同温度下的水解反应速率进行了拟合,进而获得了水解反应的表观反应动力学参数.结果显示,2...