硼粒子表面包覆对富燃料推进剂热分解特性的影响

借助于ＤＴＡ、ＴＧ、ＤＳＣ等热分析手段，研究了硼表面包覆对Ｂ／Ｍｇ／ＡＰ／ＨＴＰＢ富燃料推进剂热分解特性的影响。用于硼粒子表面包覆的材料有ＡＰ、ＫＰ及ＬｉＦ。为便于对比，对含未包覆硼的基础配方也作了相应分析。研究表明，硼包覆有助于提高硼粒子的反应活性，可促进燃料的热分解。从而对提高含硼富燃料推进剂的燃烧性能极为有利。     

含硼富燃料推进剂的技术现状与发展趋势

综述了国内外在硼粒子的点火、燃烧性能,硼粉的包覆、团聚造粒技术,硼粉处理对配方性能的影响,含硼富燃料推进剂配方及性能测试表征手段等方面的研究进展。总结了国内外含硼富燃料推进剂工程化应用的现状和存在的差距。     

含AP包覆硼的富燃推进剂燃烧机理研究

通过微热电偶测温和火焰单幅照相技术测试了含硼富燃料推进剂燃烧波温度分布及燃烧火焰结构;用扫描电镜对熄火表面形貌进行了观察,并通过能谱仪进行局部元素分析;对DSC曲线进行积分,得到推进剂的凝相放热量;测量推进剂燃烧的爆热和低压燃速,获得了其低压燃烧特性和一次燃烧放热情况。结果表明,含AP包覆硼的推进剂燃烧更剧烈,推进剂的绝热火焰温度更高,AP包覆硼提高了含硼富燃料推进剂的凝相放热、爆热和低压燃速。初步确定了该类推进剂的燃烧过程,为建立含硼富燃料推进剂燃烧物理模型提供了依据。     

团聚硼对富燃料推进剂燃速的影响

通过调节黏合剂种类和团聚工艺，采用于法硼团聚工艺制取球形度良好、粒径为0．105～0．19mm的团聚硼粒子，并制得硼质量分数32％、热值约32MJ／kg、工艺性能良好的含硼富燃料推进剂；采用靶线法测试含硼富燃推进剂的燃速及压强指数，并测试不同AP粒度级配、镁铝合金粒径以及团聚硼粒径对富燃推进剂燃速的影响。结果表明，减小AP粒度及团聚硼粒径、增加超细AP含量和固体组分含量，可大大改善含硼富燃推进剂的燃烧性能。而镁铝合金粒径对推进剂的燃烧性能基本没有影响。     

含团聚硼富燃料推进剂的能量特性及燃烧性能

用最小自由能计算程序计算了含硼富燃料推进剂的能量性能,探讨了不同压力时硼粉的质量分数对富燃料推进剂能量性能的影响,采用靶线法和化学滴定法研究了富燃料推进剂的燃烧特性和燃烧残渣中硼粉的燃烧效率。结果表明,随着硼粉含量的增加,推进剂的能量增大;大粒径的团聚硼对富燃料推进剂的燃速和压强指数影响较大,随着团聚硼含量的增加,推进剂的燃速提高;含硼富燃料推进剂中的硼粉燃烧后单质硼和硼化物的摩尔比发生了明显的变化,无定形硼粉经团聚后燃烧效率明显提高。     

含团聚硼粉富燃料推进剂一次燃烧模型的建立

为研究团聚硼粉对富燃料推进剂燃烧过程中能量释放和燃速特性的影响,结合实验分析建立了基于BDP模型的含团聚硼粉富燃料推进剂一次燃烧的物理和数学模型.该物理模型中,燃烧表面由团聚硼粉、AP和黏合剂的聚集区两部分组成,气相区形成了AP火焰和FF(终焰)聚集区,团聚硼粉中团聚剂参与了PF(初焰)和FF.在假设团聚硼粉为惰性物质基础上,建立了该推进剂的数学燃烧模型.通过AP/HTPB体系、团聚硼粉/AP/HTPB体系的简化与计算,推导出燃速公式中SAP/S的表达式.该模型充分考虑了团聚硼粉体积分数ζ1对推进剂燃面的影响,将硼粉的体积因素引入含硼富燃料推进剂的数学燃烧模型公式,该模型合理解释了这种推进剂的主要燃烧特性.     

RDX对含硼富燃料推进剂一次燃烧产物组分影响的计算研究

为了研究黑索今(RDX)对含硼富燃料推进剂一次燃烧产物组分的影响,用吉布斯最小自由能法计算了5种推进剂配方的一次燃烧产物组分,并通过测试燃烧产物中的总硼含量对热力学计算结果进行了验证。结果表明,采用最小自由能法计算含硼富燃料推进剂的一次燃烧产物组分,其结果准确、可靠;当含硼富燃料推进剂中RDX含量增加时,一次燃烧产物中B_4C和B_2O_3含量减少、C和BN含量增加,且一次燃烧温度也升高;提高一次燃烧压强可提高硼的氧化率、降低B_4C的生成量,有效提高一次燃烧温度,因此提高一次燃烧压强有助于提高含硼富燃料推进剂的二次燃烧效率。     

镁铝富燃料推进剂热值的均匀性和稳定性及不确定度分析

以成熟的镁铝富燃料推进剂配方为基础,通过改进推进剂的制备工艺制备了含镁铝富燃料推进剂.采用恒温式氧弹热量计测试了系统取样的含镁铝富燃料推进剂的热值;用方差和T检验法研究了镁铝富燃料推进剂热值的均匀性和稳定性,并对有关测试不确定度进行了分析.结果表明,含镁铝富燃料推进剂热值具有较好的均匀性和稳定性,扩展不确定度小于3.0(k＝2).     

团聚硼颗粒在HTPB富燃料推进剂中的流变特性

为了探索球形团聚硼颗粒的制备效果,对端羟基聚丁二烯(HTPB)黏合剂、不同类型的团聚硼颗粒与HTPB黏合剂以一定质量配比形成的悬浮液,以及含团聚硼颗粒HTPB富燃料推进剂流变特性进行了对比研究。结果表明,HTPB黏合剂的表观黏度随温度的升高而降低,最终趋于某一定值;在一定温度下,无定形硼粉经团聚改性后,团聚硼颗粒与HTPB形成悬浮液的表观黏度和屈服值较团聚前降低,且两者均随时间的增加而增加;采用含团聚硼颗粒的富燃料推进剂药浆的流变特性大大改善,有利于含硼富燃料推进剂能量的提高和燃烧性能的改善。     

含硼固体推进剂燃烧残渣中三氧化二硼和碳含量测定及燃烧机理研究

为了研究含硼富燃料固体推进剂燃烧机理,对3种配方的不同批次含硼富燃料固体推进剂在不同压强的燃速进行了测试,利用化学分析法对其燃烧残渣中B2O3和C含量也进行了测定。结果表明,硼粒子表面的B2O3延缓了硼粒子的进一步燃烧,因此残渣中B2O3含量较低;随着氮气压强增高,残渣中B2O3含量降低,而C含量、B2O3与C总含量升高;随着推进剂配方中镁含量增高,残渣中B2O3含量降低,C含量先升后降,B2O3和C总含量则降低。     

高能量、高强度发射药配方研究

从理论和实验两个方面对一种高能量、高强度发射药进行了探讨，确定了以混合硝酸酯增塑的聚醚聚氨酯作为发射药网络结构的主体。研究了发射药的基本配方，并初步测定了燃烧性能、力学性能。结果表明：聚醚聚氨酯发射药具有较高的能量(火药力高于1251KJ／kg)，同时具有良好的力学性能，特别是良好的低温力学性能。对该发射药的加工方法进行了初步的摸索，用挤压成型方式制成了多孔发射药。可以预见，此类发射药会成为一类具有应用前景的高能、高强度发射药。     

高刚性高结晶聚丙烯的开发

为了提高通用聚丙烯的刚性和热变形温度,通过剖析市场上深受用户欢迎的一种进口南韩的高刚性高结晶聚丙烯(PP)的产品,对照茂名石化现有PP产品,找到性能相近的一种PP产品进行改性,改性产品V30K与进口大韩油化均聚HJ4012性能相当,产品V30K顶替进口产品HJ4012顺利进入市场,深受用户好评.     

基于高温环境下高绝缘高响应性铠装热电偶的研究

介绍了一种以新型高温混合材料作为铠装热电偶的绝缘材料,通过大量试验验证了封装后的热电偶传感器具有较高的测量精度、长期热电势稳定性、高绝缘性和较短的热响应时间,能够满足高温、高响应性测量要求。在1 000℃的情况下测量,其性能不亚于以氧化镁作为绝缘材料的产品,因此可应用于工业生产和科学研究中。     

大功率高压变频器的选型

对大功率变频装置的结构、技术性能、控制方式及适用工况进行分析,并就其工程实施及合理选配进行探讨。     

高强高韧GF／PP复合材料的研究

通过在短玻(GF)增强聚丙烯(PP)中添加聚烯烃弹性体(POE),并用马来酸酐对PP进行接枝交联的方法, 制备了高冲击韧性GF／PP复合材料。在该材料中,短切玻璃纤维的加入大幅度提高了材料的拉伸、弯曲强度,而POE 则通过产生形变等方式,提高了材料的冲击韧性;在其中加入马来酸酐接枝聚丙烯增加界面结合力,可使GF／PP／POE 复合体系表现出良好的综合力学性能,其拉伸强度为51．9 MPa,弯曲强度为68．1MPa,冲击韧性为44．2 kJ／m2。     

耐高硬高碱高pH值阻垢剂的研制

以水为溶剂 ,氧化还原体系为引发剂 ,马来酸酐 (MA)、2 -丙烯酰胺 -2 -甲基丙基丙基磺酸 (AMPS)、2 -丙烯酰胺 -2 -甲基丙基膦酸 (AMPP)为单体合成了三元共聚物。探讨了该共聚物合率、阻垢性能与聚合条件 ,如单体配比、引发剂量及配比等之间的关系 ,通过静态和动态实验 ,分析了共聚物用于高硬度、高碱度、高 pH值恶劣水质条件下的阻垢。结果表明 ,该共聚物具有很好聚合率 ,适用于恶劣水质条件下的阻垢。     

高黏度高强度聚酰胺材料的制备

采用扩链挤出法制备了高黏度高强度聚酰胺材料。考察了扩链剂、催化剂、原料配比、工艺参数等对聚酰胺材料黏度和力学性能的影响。研究结果表明:以具有高效活性的环氧树脂作为扩链剂,接枝聚烯烃弹性体(POE)作增韧剂,配以合适的催化剂、抗热氧老化剂、加工流变改性剂,优化加工工艺,可制得黏度≥3.5 Pa.s,缺口冲击强度≥40 kJ/m2的高黏度高强度聚酰胺材料。此外,还解决了聚酰胺热氧老化和加工流变性差的问题。     

Vienna-Type DMA of High Resolution and High Flow Rate

A variant of the Vienna DMA (Winklmayr et al. 1991 Winklmayr, W., Reischl, G. P., Lindner, A. O. and Berner, A. 1991. A New Electromobility Spectrometer for the Measurement of Aerosol Size Distributions in the Size Range From 1 to 1000 nm. J. Aerosol Sci., 22: 289–296. [CROSSREF][CSA][Crossref], [Web of Science ®] , [Google Scholar]; Reischl et al. 1997 Reischl, G. P., Makela, J. M. and Necid, J. 1997. Performance of Vienna Type Differential Mobility Analyzer at 1.2–20 Nanometer. Aerosol Sci. Technol., 27: 651–672. [CSA][Taylor & Francis Online], [Web of Science ®] , [Google Scholar]) with inner and outer electrode radii of 25 and 33 mm, and a conventional trumpet inlet diameter of 97 mm has been tested. It incorporates a reduced pressure drop sheath gas exhaust system that enables reaching flow rates approaching 4000 L/min. Several new additional flow features are included to delay the transition to turbulent conditions. A cylindrical geometry with a DMA length L of 97 mm (distance between the aerosol inlet and outlet slits) is seen to keep the flow laminar up to the highest Reynolds number achieved, though showing slight signs of flow quality deterioration at about Re = 20,000. An equally long DMA with an inner electrode shaped as a 5° cone caped by a spherical dome remains stable up to the highest Reynolds number achieved. It is expected to continue this trend to considerably higher flow rates. Both these long configurations exhibit line widths close to the ideal Brownian diffusion limit, reaching FWHH of 4% for a particle mass diameter of 1 nm. A short DMA with an axial length L of 18 mm and an inner electrode shaped as a 5° cone caped by an ellipse of 3/2 aspect ratio remains also laminar at the highest speeds attained, and exhibits FWHH as small as 2.4%. It departs moderately from ideal behaviour at small flow rates, presumably due to its non-cylindrical geometry. More serious departures observed at high Reynolds numbers may perhaps be due to flow unsteadiness radiated into the working section by sound waves from the turbulent exhaust region. This is the first report of a DMA capable of excellent resolution at 1 nm, yet with a sufficiently wide and long working section to enable (in principle) covering the size range up to 100 nm.