不同含能添加物对纳米Al/CuO反应性能的影响

为了对比不同含能添加物对纳米铝热剂反应性能的影响程度，采用静电喷雾技术在纳米Al/CuO中分别添加高能炸药、强氧化剂以及含氟化合物等含能添加物，并开展热力学计算、开放式燃烧测试和密闭爆发器测试等。结果表明：含能添加物的小分子量气态产物和协同反应效应是提高纳米Al/CuO反应性能的主要因素，高能炸药的增强效果最佳，高氯酸铵（AP）次之，全氟代十四酸（PFTD）最差。其中，黑索今（RDX）和奥克托今（HMX）将Al/CuO的理论定压火药力提升了64.3%;HMX对Al/CuO峰值压强和增压速率的提升能力最高，分别达到了62%和408%；而AP和PFTD削弱了其燃烧传播速率和增压特性。     

纳米CuO的制备及其在微孔装药中的应用

采用常温固相反应法在聚乙二醇2000作为分散剂条件下制备了纳米Cu O,用超声共混法制备了纳米Al/Cu O。借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等方法对所制备样品的性能进行表征和分析。结果表明:制备的纳米Cu O结构形貌统一,类似八面体结构,一次粒径在30nm左右,和球形的纳米Al粉混合均匀,形成纳米Al/Cu O,团聚后在100~200nm之间,差热分析(DTA)其放热量为2 798J·g-1。将纳米Al/Cu O配制成含能油墨,用喷墨打印装置实现了药室直径为0.7mm、厚度为1mm的10×10阵列装药,并研究了纳米Al/Cu O在微孔装药中的应用。结果表明,纳米Al/Cu O在微孔中能稳定燃烧,燃烧时间在微秒级,火焰长度约为2~4cm,燃速约为0.142 9m/s。     

静电喷射纳米铝热剂的微推进性能

纳米铝热剂可用作基于微机电系统(MEMS)的固体化学微推进器的装药。添加含能粘结剂可以增强纳米铝热剂的推进性能表现。选择硝化棉(NC)和聚偏二氟乙烯(PVDF)作为含能粘结剂,利用静电喷射的方式制备纳米铝热剂,从理论和实验系统地研究了燃料/氧化剂的平衡配比、粘结剂含量对推进性能的影响,并与相同条件下机械混合纳米铝热剂的推进性能比较。结果表明:静电喷射较机械混合纳米铝热剂的固体颗粒分布均匀;Al/CuO的计算最佳平衡配比为0.9,最佳实验平衡配比为1.8;当NC含量为2.5%时,比冲可以达到250.2 m·s~(-1),与无粘结剂的Al/CuO相比增加比例为8.0%;PVDF的加入降低了实验比冲值。粘结剂的分解产物将纳米颗粒分开,增加了凝聚相反应的特征传质长度,导致燃烧持续时间从2.9 ms显著地增加到87.8 ms。     

基于MEMS的固体化学微推进器阵列技术综述

基于微机电系统(MEMS)技术的固体化学微推进器阵列具有结构简单、无活动部件、功耗低、可靠性高等优点,可以用于微卫星的姿态调整、重力或阻力补偿及轨道变换等任务。国内外相继开展了固体化学微推进器阵列技术的研究。从结构设计、推进剂选择、键合工艺、点火电路等方面综述了各研究团队采取的技术途径和取得的进展,分析了各种技术途径的优缺点。提出了通过调整喷管结构和优化推进剂,提高微推进器的单元冲量,采用具有寻址点火特征的交叉式引线结构点火阵列,解决点火控制电路结构复杂的难题,并指出了固体化学微推进器阵列技术的发展方向。