发射药用聚二甲基丙烯酸乙二醇酯钝感包覆层性能研究

为研究高分子钝感发射药改变燃烧规律的机理,研究了其涂覆层的聚合条件.通过改变聚合方式、温度、时间、引发剂、聚合界面的方法,探讨了涂覆层的聚合工艺;通过材料试验机试验和热分解试验,研究了聚二甲基丙烯酸乙二醇酯(PEDMA)涂覆层在不同温度下的力学性能及其热分解规律.研究发现,采用合适的工艺可制得钝感发射药;PEDMA在单基药表面形成钝感层且存在过渡的互穿网络结构,涂覆层和基体药的力学性能受温度影响差别较大,这一特性是高分子钝感药温度系数低的原因之一.热分解研究表明,PEDMA钝感发射药改变了传统单基药的燃烧规律,具有延迟点火和变燃速的特点.     

不同催化剂对降低双基火药燃速压力指数效果的影响

为探讨降低火药燃速压力指数的技术途径,进行了催化剂降低双基火药燃速压力指数的研究.选择9种催化剂,测定了含有催化剂双基火药的燃速压力指数,同时对其进行了分段处理.探讨了不同催化剂在不同压力段对降低双基火药燃速压力指数的规律.结果表明,不同催化剂在不同压力段对降低双基药压力指数有不同的效果,总趋势是低压段效果较明显,在研究的9种催化剂中,纳米CuO和Pb3O4催化剂能够明显降低双基火药燃速压力指数.     

高聚物理论估算溶塑火药拉伸强度的应用研究

应用高聚物理论,从化学键、分子间力的角度对溶塑类火药的拉伸强度理论估算方法进行了探索研究。以单基药、双基药、太根药为对象,深入研究含有增塑剂火药的拉伸强度的理论计算方法。同时用材料试验机对火药的拉伸强度进行了测试,并与理论值作对比。结果表明,单基药、双基药、太根药的理论拉伸强度分别为3.8×107N.m-2,11.2×106N.m-2,10.1×106N.m-2,其实测值为3.1×107N.m-2,10.6×106N.m-2,8.9×106N.m-2。分析认为,火药的拉伸强度主要由分子间的范德华力提供,运用高聚物理论可以对溶塑火药的拉伸强度进行理论估算。     

双层包覆对超多孔发射药燃烧性能的影响

为进一步提高37孔发射药的燃烧渐增性,采用双层包覆工艺对37孔硝基胍发射药进行包覆。通过三维视频、扫描电镜、DSC及定容燃烧测试等方法研究了包覆效果、包覆层与基药的相容性、不同包覆层质量含量及包覆层层数对燃烧性能的影响。结果表明,双层包覆药厚度较为均匀;包覆层和基药相容性良好;在相同包覆层含量8%的条件下,双层包覆药的燃烧增面值较单层包覆药明显提高。双层包覆药的燃烧增面值ΔL随着外包覆层的增加呈先增后降的趋势,在内、外包覆层质量含量均为5%的条件下,燃烧渐增性最大,其ΔL值为0.1431 MPa~(-1)·s~(-1),相对于37孔基药,其燃烧增面值提高了43.53%。     

考虑化学反应的大口径火炮炮口流场特性

大口径火炮由于其装药元件复杂,装药量较大,发射过程中产生炮口冲击波及炮口焰的问题较为严重,容易对人员或设备造成损伤。为研究炮口焰的生成等炮口流场特性,以某155 mm 口径火炮为模拟仿真对象,针对射击过程中高速、高压、高温且与外界环境发生复杂的化学反应等特点,建立化学反应模型。同时,又考虑到弹丸射出过程中会与身管壁面产生微小扰动的现象,建立雷诺平均Navier-Stokes方程、k-ε湍流模型。根据所建立的炮口流场模型模拟在不考虑初始流场的条件下弹丸出炮口后炮口流场的形成及发展过程,数值分析结果清晰地展现了马赫盘、冲击波、入射激波等复杂的波系结构以及炮口焰,尤其是二次焰的产生过程。数值计算结果与实际试验结果进行对比,发现火球的形状及大小吻合度较高,误差不超过8%,为大口径火炮射击过程中降低炮口冲击波、烟、焰等有害现象提供了理论参考。     

催化剂对太根发射药燃速的影响

为探讨调节发射药燃气生成规律的途径,采用催化剂调节太根发射药的燃速,通过密闭爆发器实验测试了不同催化剂对太根发射药燃速调节的效果。结果表明,使用催化剂可以有效调节太根发射药的燃速,当测试压力为50~150M Pa时,碳酸镍可使太根发射药的燃速提高8%以上,二茂铁可使太根发射药的燃速降低10%。所研究的6种催化剂对发射药燃速压力指数的影响均小于0.02。     

二氧化钛在发射药燃烧中的阻燃作用研究

通过差热分析(DTA)和密闭爆发器两种方法，研究了锐钛型二氧化钛(TiO2)在太根发射药中的阻燃作用。结果显示，差热试验中含二氧化钛的太根药，在900℃附近存在二氧化钛晶型转变的吸热效应；定容燃烧试验中，含二氧化钛的太根药燃烧速度明显降低。分析认为，含二氧化钛的太根药燃烧过程中主要存在下列阻燃的因素：二氧化钛自身晶型转变的吸热效应和阻燃剂粒子在太根药中的表面覆盖效应。     

一种低爆速炸药在地震勘探中的应用

针对表层含沙量高的地区地震波传播速度低的特点，研究了一种密度大、体积小、能量较高的低爆速炸药。探讨了低爆速炸药的震源机理，介绍了低爆速炸药的制造方法和性能，并在下扬子地区(表层含沙量高)进行了炸药性能试验。试验结果表明，低爆速炸药较之中、高爆速炸药及常规炸药与围岩有更好的匹配和耦合关系，因而使地震记录的信噪比、分辨率都得到了提高。     

几种金属氧化物催化剂对双基药热分解性能的影响

选择几种典型的金属氧化物作为催化剂,采用差热分析(DTA)法来研究双基药的热分解性能.结果表明,添加一定量的某些金属氧化物催化剂于双基药中,可以改变其热分解反应动力学参数;Fe2O3和Pb3O4可降低双基药的热分解活化能和分解峰值温度,且Fe2O3的效果相对较好;MoO3可增加双基药的热分解活化能和分解峰值温度;将特定的金属氧化物催化剂用于发射药,可调控发射药的热分解性能和燃烧性能.     

硝基胍真空结晶工艺技术研究

针对军用棒状硝基胍现有喷雾结晶制造工艺存在的平均粒度粗、粒度分布较宽、晶型规整性不好的状况,以及针状晶型不适合在发射药中应用的技术问题,对硝基胍结晶特性、晶型转变原理、结晶工艺条件进行了分析研究,提出了采用真空结晶代替喷雾结晶制取粉状硝基胍的工艺技术途径。结果表明:采用合适的抑制剂聚乙烯醇、分散剂十二烷基苯磺酸钠,同时控制硝基胍溶液浓度,可以促进结晶向棒状形貌有效转化;采用抑制剂质量分数0.05%~0.08%、分散剂质量分数0.1%、结晶真空度0.096 MPa、结晶温度33℃、直喷闪蒸结晶法等工艺条件,可制备平均粒度3.3μm以下的棒状硝基胍晶体。