超临界二氧化碳在球扁药中的溶解性能研究

为研究超临界二氧化碳（SC-CO₂）在双基球扁药中的溶解性能,采用静态法并依据Fick扩散定律分析了SC-CO₂在不同弧厚球扁药中的溶解量和扩散系数,并研究了共溶剂对溶解量和扩散系数的影响。结果表明：SC-CO₂在球扁药中的溶解量随着饱和时间的增加而增大,8 h后趋于稳定,达到16%;溶解量随着饱和压力的升高而增大;溶解量随着饱和温度的升高而减小,在40 ℃时有较高的溶解量;共溶剂的加入对SC-CO₂溶解量增大有促进作用,溶解量可达到22.6%;球扁药弧厚对SC-CO₂的饱和溶解量基本没有影响;在常温和常压环境条件下的解吸附扩散系数远大于在超临界条件下的吸附扩散系数;在不添加共溶剂条件下,SC-CO₂饱和溶解量可达到16%;加入共溶剂后,SC-CO₂饱和溶解量可达到22.6%,提高了41.3%. 通过调节工艺参数与加入共溶剂可有效增加SC-CO₂在球扁药中的溶解量,为微孔球扁药的制备提供了参考。     

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。     

钝感球扁药及其混合装药燃烧性能研究

为探究钝感球扁药装药提高弹丸初速的机理,采用密闭爆发器试验研究了钝感球扁药及其混合装药的燃烧性能,分析了钝感剂的加入量、钝感时间和加入方式对钝感球扁药燃烧性能的影响.研究了钝感球扁药与主装药混合后的燃烧规律.结果表明,合适的钝感剂加入量、钝感时间及钝感剂加入方式均能改善钝感效果;钝感球扁药与主装药混装填可以有效改善火药的燃烧性能.该钝感技术能有效控制钝感球扁药及其混合装药的渐增性燃烧.     

改进“一步法”制备闭孔结构微气孔球扁药

以传统球扁药工艺和微胶囊技术制备球扁药方法为基础,采用质量浓度为7%的Na2SO4溶液替代纯水作为分散介质,避免溶解在硝化棉溶液中的水易导致的药粒内部孔壁之间通孔结构的形成,用添加不同量内水相和化学发泡法两种方法来控制球扁药中闭孔结构的形成。结果表明:采用内水相用量来控制孔结构方法时,内水相用量低于30 mL时能制备孔径分布均匀、具有闭孔结构的球扁药;采用化学发泡法时,驱溶量为总溶剂量的29%时发泡能制备孔径分布较均匀、低堆积密度、具有闭孔结构的球扁药。     

超临界CO2制备微孔球扁药的研究

为改善球扁药的燃烧性能,根据燃面渐增原理,设计出了一种具有微孔结构的球扁药,并采用超临界流体技术升温发泡工艺制备出该结构的球扁药,分析了发泡过程中的泡孔的成核和长大机理;研究了CO₂含量和粒子对泡孔形貌的影响。扫描电镜(SEM）结果显示,微孔球扁药内部泡孔是独立的闭孔泡,粒子可以改变泡孔的形貌,随着CO₂在球扁药中含量的降低,平均泡孔直径变小。密闭爆发器试验表明,该微孔发射药具有良好的燃烧渐增性能。因此,利用超临界流体技术可以制备出不同泡孔形貌和燃烧性能的微孔球扁药。     

分层结构微孔球扁药制备条件对其燃烧性能的影响

以双基球扁药为研究对象,采用超临界CO_2升温发泡工艺制备了具有内部分层结构的微孔球扁药。分析了分层结构的形成机理以及解吸附时间和发泡温度对皮层厚度的影响。扫描电镜(SEM)结果显示,随着解吸附时间增加,未发泡皮层厚度增大,随着发泡温度升高,未发泡皮层厚度减小。密闭爆发器实验表明,不同皮层厚度的样品燃烧性能不同。在解吸附时间t_d=2 min,发泡温度T_f=85℃,发泡时间t_f=20 s时皮层厚度约20μm,具有良好的燃烧渐增性。皮层过厚或过薄都不利于燃烧性能的改善。可以通过控制解吸附时间和发泡温度,制备出具有合理皮层厚度的微孔球扁药,实现燃烧渐增性。     

球形团聚硼颗粒的强度研究

以端羟基聚丁二烯（HTPB）为原材料,乙酸乙酯为溶剂,采用机械搅拌方法对无定形硼粉进行团聚改性处理,对球形团聚硼颗粒制备过程中不同工艺条件下的颗粒强度的影响因素进行了研究,获得了强度较高的球形团聚硼颗粒,最佳工艺条件为：搅拌速度为90r·min^-1,团聚工艺温度为30℃,黏结剂与硼粉的质量配比为10／90,固化催化剂的质量含量为0．02％,在此工艺条件下制备出的团聚硼颗粒形貌较好,颗粒强度较高。     

复合球形药对改性双基推进剂力学性能和燃烧性能的影响

将RDX、铝粉、催化剂等用硝化棉包覆,制成复合球形药,然后用这种复合球形药制备出改性双基推进剂,测试了这种推进剂的力学性能和燃烧性能。结果表明,采用复合球形药制备的改性双基推进剂比用双基球形药制备的改性双基推进剂的力学性能大幅度提高,低温断裂延伸率从7.84%提高到26.86%,高温最大拉伸强度提高了0.97倍,燃速压强指数从0.38降低到0.30。     

废弃推进剂改善无烟煤燃烧的热重-红外实验研究

采用热重?红外(TG?FTIR)联用技术研究废弃推进剂与无烟煤混合试样的燃烧特性,以10 K·min~(-1)的加热速率将不同配比的推进剂?无烟煤混合物从室温加热至1300℃,分析热分析曲线获得热力学参数,采用Satava?Sestak积分法计算氧化反应动力学参数,并进行红外光谱的同步分析。结果表明,将废弃推进剂加入到无烟煤中,随着推进剂含量的上升,热分析曲线向低温区移动,无烟煤固定碳的着火温度由560℃降至383℃,燃尽温度由676℃降至616℃,综合燃烧特性指数由2.36E?8升至1.27E?7,反应表观活化能由165.6 kJ·mol~(-1)降低至91.2 kJ·mol~(-1);红外光谱结果显示,随着推进剂掺混量增加,热氧化标志性气体产物CO_2、CO波峰向低温区移动,表明废弃推进剂对无烟煤的氧化和点火燃烧过程具有促进作用。     

近红外在线监测改性双基吸收药混合均匀度研究

为了解决吸收药混合均匀度的传统检测方法耗时费力、阻碍固体推进剂生产工艺自动化和连续化实现的问题,提出采用微型近红外光谱仪对处于持续搅拌动态的吸收药采集光谱、结合移动窗口标准偏差法对光谱差异进行定量分析来监测均匀度实时变化的方法。通过采用人工取样结合液相色谱的传统方法对混合过程各阶段样品体系的均匀度进行验证,其结果与采用近红外方法监测结果一致。实验表明近红外方法高效、环保、安全,具备在线监测吸收药混合均匀度并实时判断混合终点的可行性。