含氟化合物在含硼含能材料中的应用研究进展

概述了硼颗粒点火燃烧过程及其应用在含能材料中的不足。梳理近年来关于含氟化合物改善硼颗粒点火燃烧性能的研究进展，探讨了不同含氟化合物对于提升硼颗粒点火燃烧性能的机理和效果，同时对含氟化合物改善硼颗粒点火燃烧性能的研究提出展望。     

固体推进剂含能燃烧催化剂研究现状与发展趋势

以含能基团为区分，综述了固体推进剂含能燃烧催化剂近年来的研究现状，总结了唑类、吖嗪类、二茂铁类、蒽醌类、石墨烯类及硝基类含能燃烧催化剂对固体推进剂及其主要组分的催化燃烧作用及催化机制。指出唑类和吖嗪类部分化合物对固体推进剂催化效果优异；二茂铁及衍生物含能化兼具提升能量和改善迁移；蒽醌类等新型含能催化剂也各有优势；含氮量越高，对催化剂体系能力贡献越大，可通过在氮杂环上引入硝基等含能基团以提高氮含量并改善催化剂的性能。指出今后含能燃烧催化剂的研究重点为：进一步开展多功能、多金属含能燃烧催化剂的设计及机理探索；同时加强含能燃烧催化剂对其他含能材料热分解的催化作用及在固体推进剂中的应用研究。附参数文献89篇。     

译著《含能材料激光点火》由国防工业出版社正式出版

近日,由西安近代化学研究所、燃烧与爆炸技术重点实验室科研人员高红旭等人翻译的《含能材料激光点火》一书由国防工业出版社正式出版。《含能材料激光点火》作为“含能材料译丛”之一,系统全面归纳了含能材料激光点燃理论、提高含能材料安全性的材料与方法、激光与含能材料的相互作用以及实验研究的最新进展,对我国含能材料研究工作的开展具有较高的参考价值。该译著全面综述了含能材料领域的发展概况和研究进展、激光技术发展,包括含能材料的光热性能、含能材料激光作用理论、激光技术在含能材料起爆和点火应用中的理论和实际问题等,为改善含能材料的安全性和提高高性能弹药的点火安全性研究提供了有益借鉴。     

固体含能材料激光点火性能实验研究

使用大功率 Nd:YAG激光器产生的激光 ,对固体含能材料的激光点火性能进行了实验研究 ,分析了不同能量、脉冲宽度、调制频率及药粒尺寸等因素对点火特性的影响 ,为激光点传火系统的研制提供了实验依据。     

金属/AP颗粒混合物燃烧特性的光谱分析

为了使Al/AP双组元粉末火箭发动机密度比冲最大化,将燃烧室特征长度由2.31 m增至 12.62 m进行了Al/AP粉末火箭发动机点火测试.采用光谱仪、CCD 相机、CO2 激光点火器等对 Al/AP 混合物在 1.0132 5 × 105 Pa的氮气环境中的点火延迟、燃烧时间、燃烧平稳性等燃烧性能进行了研究.测量了Al颗粒的表观堆积密度.作为一种替代燃料,对镁颗粒也进行了研究.结果表明,增加燃烧室特征长度至 12.62 m 时,可以得到最大燃烧室压强振荡幅度±2 .43%的平稳燃烧性能.含粒径 1μm 铝粉的 Al/AP 混合物其燃烧过程的光强远大于含粒径10μm铝粉的样品,并且其在波长 568 nm 发射光谱的光子数强度超过了光谱仪检测上限(65 000 数).而含粒径10μm铝粉样品燃烧过程的568 nm发射光谱信号出现间断且其全程强度低于 19 036 数.粒径 10μm 铝粉点火延迟时间为粒径1μm铝粉点火延迟时间的3.65 倍,燃烧时间为3.03 倍以上,最大RAlO却比 1μm铝粉少 14.3%,密度低21 .3%,说明粒度小的铝粉具有更好的燃烧性能,但是其堆积密度也更低.虽然Mg/AP的理论比冲为Al/AP的95.6%,但是其堆积密度比粒径1μm铝粉高8%,其点火延迟时间比粒径10μm铝粉短 90.3%.火焰照片也表明镁粉可在很大程度上减少凝相沉积.     

单颗粒煤焦燃烧反应动力学研究方法

采用热天平研究了福建龙岩和加福的两种煤焦的单颗粒燃烧过程。探讨其燃烧过程中的气体扩散、灰层以及反应阻力的影响,建立了单颗粒煤焦燃烧过程分析方法,并由此建立了单颗粒煤焦热天平测定化学反应本征动力学常数的新方法。研究发现,随着单颗粒煤焦燃烧的进行,燃烧总阻力逐渐减小,当反应趋于结束时,燃烧阻力不再随反应时间变化,而是趋于稳定,此时燃烧阻力即为化学反应本征动力学的阻力,由此测定化学反应本征动力学常数。通过对不同温度、不同粒径煤焦以及不同空气流量下的实验与分析,表明该测定方法稳定性好,且测得的煤焦燃烧本征动力学常数和活化能与文献报道一致。     

MgH2对含能材料点火燃烧性能影响的实验研究

为了研究MgH_2对典型含能材料点火燃烧性能的影响规律,采用激光点火和高速摄影可视化技术对MgH_2与RDX等5种含能材料的混合物进行了点火延迟时间和火焰传播速度的测试与计算。结果表明,MgH_2的质量分数为50%和11.1%时对于提高RDX点火燃烧性能的效果最佳;质量分数11.1%的MgH_2最有利于HMX点火燃烧性能的改善;对于CL-20,添加质量分数20%～33.3%的MgH_2可显著提升其火焰传播速度,但是当MgH_2的质量分数为50%和11.1%时混合物的点火延迟时间更短;FOX-7和ADN与MgH_2混合物的点火延迟时间均小于含能组分和MgH_2各自的点火延迟时间,即此类含能材料与MgH_2的点火过程具有相互促进的作用;综合考虑FOX-7点火性能和火焰燃烧性能的提升,添加质量分数11.1%的MgH_2最为有利;MgH_2对ADN点火燃烧性能的提升与MgH_2的添加量成正比。MgH_2促进含能材料点火燃烧性能提升的原因在于MgH_2的分解产物促进了含能材料相态转变,最终促进了点火燃烧性能的提升。     

2005年10月中国宇航学会固体火箭推进第22届年会论文集（推进剂分册）目录

一、推进剂含纳米铝粉复合固体推进剂的燃烧特性及机理分析(段军鸿等)P1N15类高能低特征推进剂在战术导弹发动机上的应用研究(高凤莲等)P5复合固体推进剂能量特性配方设计专家系统(陈军等)P9一种低温度敏感系数双基推进剂(商黎鹏等)P14某微型发动机装药P-t曲线变异分析(卢拴仓等)P18二氟氨基含能黏合剂合成研究进展(张明权等)P23改性双基低燃速低燃温推进剂催化燃烧与热分解研究(秦能等)P30固体推进剂废药安全销毁技术发展现状(楚华等)P35未来低易损性枪炮用推进剂的发展方向(胡润芝等)P43固体推进剂摩擦感度测试方法研究探讨(王照波等…     

硼颗粒的包覆机理及工艺研究进展

阐述了不同包覆材料对硼颗粒的包覆机理,从5个方面总结了硼颗粒包覆材料的选取原则,包括:去除硼颗粒表面氧化膜、提高燃烧温度、降低硼的点火温度、提高表面相容性、催化硼颗粒的氧化反应。总结了沉淀法、表面反应包覆法、高分子吸附聚合法、气相包覆法和机械球磨法等多种硼颗粒包覆工艺的研究状况,分析并比较了不同工艺的作用机理和实际应用效果。介绍了现代硼颗粒表面包覆效果测试技术的特点和应用范围。评述了目前硼颗粒包覆技术的研究现状和不足,并对未来的研究方向进行了展望。     

黏结性粗颗粒流动与流态化的研究进展

在石油、化工、食品等多个领域经常需要处理黏结性粗颗粒,颗粒的黏结会严重影响生产效率。本文综述了黏结性粗颗粒的流动、流态化特性以及改善其流化性能的措施。阐述了粗颗粒间的黏结机理以及主要作用力(液体桥力和固体桥力)的研究进展:目前的研究采用实验和数值模拟两种方法,探究湿含量、流体黏度、操作压力等对黏结性粗颗粒的流动混合及其流态化的影响;改善黏结性粗颗粒流化性能主要有提高风速和改造装置等措施。分析表明,对于液体桥力的研究已经比较系统深入,而以固体桥力为主要黏结力的粗颗粒,其黏结机理还有待进一步的发展。指出随着高性能计算技术的发展,新的颗粒间作用力数学模型与离散单元法的耦合,将成为研究黏结性粗颗粒流动及流态化的重要方法。     

ETPE发射药的热分解特性与燃烧机理

通过DSC、PDSC分析了点火延迟时间长及难点火ETPE发射药燃烧过程中的热分解特性。用中止燃烧实验装置、SEM电镜观察研究了ETPE发射药燃烧表面的形貌变化及燃烧规律。结果表明,ETPE发射药热分解过程主要由其配方中含能添加剂RDX的热分解过程决定,RDX组分与含能黏结剂BAMO/AMMO聚合物体系之间的燃烧不同步性是造成ETPE发射药点火燃烧性能不佳的主要原因。根据ETPE发射药燃烧过程的特点,归纳出该类发射药的燃烧机理。     

硼烷合乙二胺的点火、燃烧及热解特性

为探索高氢含量硼烷合乙二胺储氢材料在空气中的燃烧性能,使用气相合成方法制备了硼烷合乙二胺(EDAB)微米颗粒。通过连续激光点火实验,测试了其点火和燃烧参数;通过在氮气和空气中的热解实验,研究了其燃烧过程机理。结果表明,硼烷合乙二胺的燃烧具有点火延迟时间短、点火能量低的特点,在常温常压静止空气流中,点火功率密度为10~9 W/m~2量级时,微米级硼烷合乙二胺的点火延迟时间为0.000 2~0.000 9s,最小点火能量仅0.000 1J;其连续激光点火燃烧过程分为两个阶段,分别产生亮蓝色与黄色火焰。结合材料在氮气及空气中的热解行为,推测该材料燃烧第1阶段蓝色火焰对应其热解释放氢气的燃烧,第2阶段的黄色火焰对应其骨架高温裂解所生成挥发物的燃烧。     

铝基合金燃料的研究及其在固体推进剂中的应用进展

为了阐明元素组成和相组成与铝基合金燃料本征特性的关系，分别总结了低沸点金属、低熔点金属和高熔点金属作为合金元素时对理化特征和燃烧特性的影响规律，分析了不同铝基合金燃料点火和燃烧机制的差异。铝基合金燃料在燃烧过程中，存在Al-M_LB的微爆、Al-M_LM中的合金化放热/氧化通道、Al-M_HM中的亚稳相放热等多种燃烧效率提升的机制。从能量提升和燃速调控两方面归纳了铝基合金燃料在固体推进剂中的应用研究概况，指出铝基合金燃料通过理论比冲提升、燃烧效率提升、二相流损失降低和密度提升等途径提高了推进剂的能量性能；铝基合金燃料对推进剂燃速的影响是配方各组分相互作用的结果，调控效果随着配方中的氧化剂、黏合剂成分而发生改变。掌握铝基合金燃料“制备工艺-结构-性能”的关系、解决安全性和长期储存活性降低问题和完善燃速调节机制及燃烧反应释能机理，是铝基合金燃料的设计、应用和性能调控的关键。附参考文献75篇。     

高速动能导弹及超高速导弹用固体火箭推进剂

综述了国外几种主要动能拦截导弹、战术动能导弹和超高速导弹以及其所用固体推进剂的配方和主要性能,在此基础上分析了高速动能导弹和超高速导弹对固体推进剂在性能方面的需求。推进剂的高压燃烧稳定性问题以及采用新型含能材料组分的NEPE类配方是高速动能导弹发射推进剂研究开发的重点技术领域和发展趋势;燃气清洁、快速点火响应以及能在高过载条件下稳定工作等是当前KKV轨／姿控系统对固体推进剂性能的主要要求。尽管在实用性能上存在很多问题,但凝胶推进剂应用于轨／姿控系统具有更加灵活的能量输出控制能力,可使KKV更具智能飞行和快速机动的能力,是KKV控制用推进剂的发展方向。     

生物质颗粒燃料燃烧特性及其污染物排放情况综述

对生物质颗粒燃料燃烧特性及燃烧过程中污染物排放情况进行了综述,总结了燃烧过程、点火及燃尽特性和结渣特性;着重探讨了燃烧过程中氮氧化物、二氧化硫、颗粒物及氯化物、二噁英、多环芳烃等污染物的排放情况,提出了降低各污染物排放量的可行性方法;并根据我国生物质颗粒燃料的特点,对今后的研究方向进行了展望。     

水泥工业粉体测定基础

在水泥工业粉体物性中,有与颗粒集合形态无关的基本特性和与颗粒集合形态有关的堆积特性,前者有粒度和粒度组成,颗粒密度、颗粒形状、水分、表观化学性质等;后者有充填特性、附着性和团聚性、粉体压、颗粒间的摩擦性、颗粒组成,以及颗粒的热特性等,这些特性与水泥工艺设计及设备设计有很重要的关系。本文对粉体物性测定的基本内容进行了阐述,以供水泥工业设计者在工艺、机械及自动化设计中进行参考。     

不同类型石英玻璃的振动能量损耗特性对比分析

石英玻璃相对于金属、晶体、陶瓷等大多数固体材料具有更小的机械振动能量损耗,是许多精密测量器件的首选材料。本文测试对比了四种类型(Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类和Ⅳ类)石英玻璃的振动能量损耗特性,从材料化学组分和结构缺陷方面分析了石英玻璃本征损耗的影响因素及作用机理。结果表明:Ⅰ类和Ⅱ类石英玻璃的本征损耗显著大于Ⅲ类和Ⅳ类石英玻璃,主要是由金属杂质含量高和气泡等级低造成的;羟基含量不是影响石英玻璃本征损耗的主要因素;表面损耗是石英玻璃器件振动能量损耗的主要来源之一,可以通过湿法刻蚀消除。     

恒温热重法单颗粒煤焦燃烧动力学

引言 煤焦燃烧动力学的研究对确定燃煤特性、燃烧效率、锅炉设计及环境排放等具有重要意义与应用价值.煤焦的燃烧为典型的多孔颗粒的气固反应过程,其主要受到外扩散控制、内扩散控制和化学反应控制的影响.要研究化学反应本身对燃烧过程的影响就需要在实验设计中消除内、外扩散对燃烧过程的影响,或者通过理论或实验的定量计算将内、外扩散的影响予以扣除[1-5];但是,进行理论或实验定量计算内、外扩散的影响实际是建立在经验公式的基础上,对不同体系及物料会引起难以预测的误差.一般说来,实验设计中消除内、外扩散的影响可通过减小煤粒大小和提高气流速度等方式实验确定[4,5].本研究拟采用热失重分析技术,基于煤焦颗粒在热天平中燃烧反应过程的分析,寻找确定燃烧过程中已消除内、外扩散影响的化学反应控制阶段的方法,以获得煤焦颗粒燃烧过程本征化学反应常数及其简便计算方法.     

复合团聚颗粒的制备及在推进剂中的应用研究进展

综述了国内外用于固体推进剂中的固体粒子的团聚技术研究进展,介绍了复合团聚颗粒的制备和应用效果,认为采用复合团聚颗粒为改善固体推进剂工艺性能、燃烧性能、喷射效率、温度敏感性的研究开辟了新途径,对复合团聚粒子技术的研究与发展提出了建议。     

固体推进剂用含能胶黏剂研究进展

提高能量始终是固体推进剂研制发展过程中一直追求的主要目标,不断研究发展含能材料的新概念、新技术,研究合成新型含能材料并投入使用,是含能材料技术发展的重点。综述了缩水甘油叠氮聚合物GAP、氧丁环聚合物PNIMMO和硝酸酯缩水甘油醚聚合物PGLYN等三种具有发展前途的含能胶黏剂。讨论了包括聚乙烯醇硝酸酯、聚多硝基苯撑、硝胺聚醚和N—N环氧聚合物等的其它含能胶黏剂。认为在固体推进剂中使用含能胶黏剂是提高推进剂能量的有效方法。