仿生聚多巴胺对HMX、TATB和铝粉的界面性能改性

为了研究表面改性方法及表面包覆均匀性、浸润性等性状对含能材料的机械感度、界面力学性能以及工艺性能的影响,仿生贻贝黏附蛋白的作用原理,以多巴胺为前驱体,采用一步法使其在含能材料表面聚合形成一层致密牢固的包覆薄膜聚多巴胺(PDA),制备了改性单质炸药(HMX@PDA、TATB@PDA)和改性铝粉(Al@PDA)。通过扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和接触角测试仪对改性含能材料的表面形貌、药柱断裂处微观形貌、元素含量以及表面浸润性能进行了表征,采用国军标(GJB-772A-1997)、巴西实验等标准测试方法对改性含能材料的机械感度、拉伸应力-应变曲线等进行了测试,并将实测性能与未改性含能材料进行了对比分析。结果表明,与HMX晶体比较,HMX@PDA晶体的摩擦感度下降30%,特性落高数值增加一倍;与TATB基药柱比较,TATB@PDA基药柱的拉伸强度提高约15%;与Al粉比较,Al@PDA在HTPB液相中24h后可有效减缓沉降。聚多巴胺对晶体完整致密的包覆性能以及含有丰富活性基团的特性,对含能材料的包覆降感、界面力学性能提升和工艺稳定性提升等方面具有显著的界面改性作用。     

基于端羟基含氟黏合剂的含铝浇注PBX炸药性能

为提高炸药密度及爆轰能量,将端羟基含氟黏合剂（密度1.40 g·cm^-3）应用于浇注PBX（polymer bonded explosive）炸药配方中。研究了甲苯二异氰酸酯（TDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、六亚甲基二异氰酸酯三聚体（3HDI）四种异氰酸酯固化剂对端羟基含氟黏合剂体系粘度、固化过程的影响,同时考察了固化剂对固化成型和力学性能的影响。结果表明,固化剂可显著降低黏合剂体系粘度。在25~70 ℃考察温度范围内,温度越高,黏合剂体系粘度越低。60 ℃以上端羟基含氟黏合剂体系粘度变化平缓且各体系相差较小。三官能度异氰酸酯作为固化剂,粘度、开放期及凝胶时间更适用于浇注PBX炸药制备工艺。基于88%固含量的含铝浇注炸药配方和捏合-真空吸注-固化制备工艺,以HTPB作为对比,研究端羟基含氟黏合剂对炸药制备工艺及性能的影响。端羟基含氟黏合剂基PBX炸药浇注流变性能和固化成型质量均较好,密度和爆热分别为1.96 g·cm^-3和7790 J∙g^-1,较HTPB基PBX炸药分别提升6.52%和6.55%。     

高品质HMX的包覆降感技术

为进一步降低高品质HMX的感度,采用石蜡(W)、热塑性聚氨酯(TPU)等材料为钝感包覆剂,对高品质HMX(D-HMX)进行了表面包覆.先通过测试接触角、计算表面能验证了W及TPU等材料包覆D-HMX的可行性.用SEM、XPS对包覆效果进行了表征,对包覆前后样品的机械感度进行了测试和对比.结果表明,W及W与TPU的复合可对D-HMX进行完整的包覆,使D-HMX的撞击感度由80％降低16％,而摩擦感度由72％进一步降低到4％,获得钝感复合炸药粒子;W在非水介质Novec7200中对D-HMX的包覆度更高,撞击感度降至0％,降感作用更好.     

含纳米级铝粉的复合炸药研究

铝粉的颗粒尺寸对含铝炸药的爆轰性能有显著影响，在以RDX为主体的粘结炸药中，加入20％粒径为50nm的超细铝粉，得到的新型复合炸药，其爆轰性能及作功能力明显高于含20％粒径为5μm和50μm的复合炸药。     

端羟基聚丁二烯改性研究

在综述国内外研究进展的基础上,研究了HTPB分子量、不同固化剂种类、对HTPB基聚氨酯力学性能的影响,并采用添加扩链剂的方法聚氨酯进行改性研究,考查了扩链剂种类和用量对聚氨酯力学性能的影响.     

PDA包覆铝粉及其在HTPB中的分散稳定性

通过原位多巴胺(DA)聚合法在铝粉表面包覆聚多巴胺(PDA),制备了Al@PDA复合颗粒;采用SEM表征不同DA质量浓度下Al@PDA的表面形貌。用XRD测试铝粉包覆前后的晶型;采用XPS分析Al@PDA的表面元素组成;通过沉降法研究了铝粉和Al@PDA在HTPB中的分散稳定性;通过制备固化胶并切片取样观察固体颗粒在HTPB中的分散情况。结果表明,当DA质量浓度为3.5g/L时对铝粉的包覆效果最好,在铝粉表面形成牢固的PDA薄膜;包覆前后Al的晶型没有改变;XPS在Al@PDA表面检测到的C-OH、C=O组分和π-π共轭结构证实了PDA包覆层的存在。沉降24h后Al-HTPB体系出现分层,而Al@PDA-HTPB体系仍然颜色均一,表明Al@PDA在HTPB中的分散稳定性明显优于原料铝粉。     

电磁制动下钢液射流及钢-渣界面波动行为的数值模拟

建立了描述全幅一段电磁制动作用下结晶器内钢液射流及钢-渣界面波动行为的数学模型,采用数值模拟方法研究了不同电磁参数对结晶器内钢液射流及其引起的钢-渣界面波动行为的影响,分析了磁感应强度及水平磁极与浸入式水口之间距离变化对结晶器内钢液射流行为和钢-渣界面波动行为的影响。结果表明,当全幅一段电磁制动稳恒磁场同时覆盖射流冲击区域、上返流和下返流区域时(D=20mm),电磁制动的施加可以有效控制钢液射流结构,降低上返流和下返流钢液流速,稳定钢-渣界面波动;当电磁制动水平磁极与浸入式水口垂直距离较远时(D=220mm),增大磁感应强度不能对结晶器内上返流区域钢液流速进行抑制,不利于钢-渣界面波动的稳定,增大卷渣发生几率。     

基于翼尖支撑和螺旋桨独立支撑的螺旋桨滑流影响实验研究

螺旋桨滑流对飞机的升力系数、阻力系数、俯仰力矩系数有着非常重要的影响,该文通过风洞实验方法,探索螺旋桨滑流对飞机气动特性影响的规律。与目前国内常用的全机带动力实验不同,该文结合西北工业大学NF-3低速风洞的翼尖支撑测量系统和螺旋桨及短舱独立支撑机构开展研究,研究了桨叶角、前进比和拉力系数对螺旋桨滑流效果的影响。研究表明:螺旋桨滑流效果主要取决于其拉力系数,飞机升力系数随螺旋桨拉力系数的增大而增大,阻力系数和俯仰力矩系数随螺旋桨拉力系数的增大而减小。     

湿法研磨制备改性HMX及其机械感度研究

通过湿法研磨制备出不同粒度的改性HMX晶体,采用折光匹配法对其形貌进行表征,并测试了改性HMX的机械感度。讨论了研磨速率对HMX粒径的影响,以及改性前后HMX的机械感度,分析了湿法研磨对HMX机械感度的影响机理。结果表明,研磨速率为0.524m/s时得到的HMX粒度最小,为43.1μm,改性后的HMX摩擦感度降低60%,撞击感度降低68%,且研磨晶体粒度越小,晶体特性落高数值越大。晶体粒度及内部缺陷对机械感度的影响机制主要是研磨后晶体粒度减小且晶体内部缺陷减少,受到外力作用时,晶体内部热点产生和传播的概率降低。     

水下武器用含铝炸药性能研究

采用真空振动浇注-固化技术,制得了几种以黑索金(RDX)为主体高聚物粘结(PBX)类含铝炸药.通过对不同配比PBX类含铝炸药爆轰性能、安全性能的测试,分析讨论了含铝炸药的组成对其爆轰性能、作功能力和安全性能的影响,得到的两种含铝炸药配方,其水下爆轰性能接近2倍TNT当量.