空位缺陷对TKX-50感度、力学性能及爆轰性能影响的分子动力学模拟

采用分子动力学方法探究了一系列空位缺陷浓度(0%,1.56%,6.25%和12.5%)对1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二羟胺盐(TKX-50)感度、力学性能和爆轰性能的影响。首先建立TKX-50完美晶体模型和空位缺陷模型,并验证研究所采用的Dreiding力场的正确性和有效性。然后对模型进行几何优化和分子动力学模拟,研究发现,空位缺陷导致TKX-50的内聚能密度减小、总氢键数目减少,表明含空位缺陷的TKX-50感度增加,安全性降低;并且随着空位缺陷的增多,羟胺阳离子间的氢键数目几乎不变,联四唑阴离子上以氧原子为氢键受体的氢键数目与其他氢键相比明显减少。另外,空位缺陷使得TKX-50的体积模量(K)、拉伸模量(E)和剪切模量(G)分别降低了1.530～4.122 GPa、3.066～10.652 GPa、1.216～4.202 GPa,表明随空位缺陷浓度的增加,TKX-50晶体的刚度下降。所有模型的柯西压(C₁₂-C₄₄)为正,表明所有模型均表现出延展性,且K/G值与泊松比(γ)随空位缺陷浓度的增加而增加,表明空位缺陷的增多使得TKX-50...     

基于固态成型工艺聚合物基复合材料自增强技术研究进展

针对当前聚合物实际强度远低于理论强度的问题,介绍了固态挤出、固态拉伸等自增强技术的制备流程及其工艺特点。此外,通过分析固态形变过程中试样内部的微观形貌与分子构型,进一步研究聚合物基复合材料固态加工过程中的自增强机理。最后,通过归纳总结影响试样增强效果的因素,进一步探索聚合物基复合材料的性能上限,拓宽其在不同领域的高性能化应用。     

基于数字控制的飞机气动活门测试台气路设计

当代飞机的气动活门测试台基本上都是手动型号的测试台,研制数字控制的气动活门测试台是很有必要的。该文首先通过对气动活门出现的故障进行分析,确定了气动活门的故障特点和测试要求;然后针对气路功能需求的特点,建立了气动测试台的气路测试过程图;通过试制测试台体和活门夹具,完成了整个测试台体的实体制造;最后通过对飞机上的气动隔离活门进行测试,达到前期研制要求。     

纳米Cu-Cr复合金属氧化物的机械研磨制备及对AP的催化性能

为了增强纳米氧化铜对高氯酸铵(AP)热分解的催化作用,采用机械研磨法批量制备了一系列摩尔比分别为1∶2, 1∶1, 1∶0.5, 1∶0.25的CuO/Cr_2O_3纳米Cu-Cr复合金属氧化物(纳米CuO/Cr_2O_3);采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征样品的微结构、表面元素和形态;通过热重(TG)分析和差示扫描量热(DSC)技术研究了纳米Cu-Cr复合金属氧化物对AP热分解的催化作用,讨论了纳米CuO/Cr_2O_3含量对AP热分解的影响。结果表明,与其他纳米Cu-Cr复合金属氧化物、单一纳米CuO和纳米Cr_2O_3相比,质量分数2%的CuO/Cr_2O_3(摩尔比1∶0.25)复合金属氧化物对AP热分解具有最佳催化效果,可使AP的分解温度从441.3℃下降到351.1℃,吉布斯自由能从199.8kJ/mol降至172.1kJ/mol,同时表观分解热从941J/g升至1778J/g,这可能是由于在高能研磨力场下,纳米CuO和纳米Cr_2O_3发生晶格变化促进其对AP热分解的协同催化作用。     

水力输送下改性双基推进剂药粒的快速安全烘干

为了探究水力输送条件下含硝胺改性双基推进剂药粒的快速安全烘干工艺条件,对水力输送过程不同停留时间的推进剂药粒进行吸水率分布测试并开展了烘干实验,采用热分析仪、摩擦及撞击感度仪、扫描电镜分别测试分析了推进剂药粒在水力输送前后的热分解特性、感度特性和微观形貌。结果表明,在2min的水力输送停留时间下,推进剂药粒基本达到饱和吸水量(约10%),随着停留时间(2、5、10min)的延长,水力输送下推进剂药粒的吸水量略有增加,但整体变化不大,均在10%~11%之间;水力输送前推进剂药粒在不同温度下(80、110、140℃)的恒温热重曲线表明,推进剂药粒适合的烘干温度为80℃;对比水力输送后推进剂药粒在80℃下的水浴烘干和鼓风烘干过程,鼓风烘干过程中推进剂湿药粒和热风存在更大的热交换,可以在更短的时间(23min)内达到烘干状态,避免推进剂药粒需要干燥而长期暴露于高温条件;水力输送前后推进剂药粒的感度和微观结构均无明显变化;表明水力输送条件下含硝胺改性双基推进剂药粒的饱和吸湿量约10%,采用鼓风对流传热方式,在80℃条件下可实现推进剂药粒的快速安全烘干。     

超细HMX的真空冷冻干燥工艺优化及性能表征

为改善超细硝胺类炸药浆料的干燥效果,采用单因素实验法和响应面实验设计法,综合分析了真空度、浆料厚度以及分散液中乙醇与水的质量比等主要工艺参数对超细HMX浆料干燥过程的影响规律,建立了超细HMX的最佳干燥曲线拟合模型,获得了最优干燥工艺参数。同时,结合实验进行验证,并采用扫描电子显微镜（SEM）和撞击感度仪分别对干燥前、后超细HMX的微观形貌及安全性能进行了测试、分析。结果表明:超细HMX浆料的干燥速率随真空度的增加先增大后减小,随浆料厚度的增加先减小后增大,随乙醇与水的质量比的增加而增大;超细HMX浆料真空冷冻干燥的优化工艺为:浆料厚度7 mm、真空度50 Pa、乙醇与水质量比0.4;工艺优化后的超细HMX颗粒分散性好,无团聚,安全性不变。     

碳化钢渣基胶凝材料在道路水稳层中的应用性能评价及机理研究*

钢渣存在安定性不良的问题,将钢渣应用于水稳层,会存在钢渣分布不均匀,使试样出现膨胀开裂的现象。通过研究发现,对钢渣基胶凝材料进行碳化处理可以提高其体积稳定性,粒径较细的钢渣能够增大碳化反应面积,有利于提高碳化程度。本文对≥200目钢渣进行碳化处理,研究碳化时间和碳化温度对预碳化钢渣基胶凝材料的体积稳定性影响,并对其碳化机理进行探究;与建筑再生骨料制备水稳层,对其进行无侧限抗压强度和抗冻性测试。结果表明,随着碳化时间的和温度增加,预碳化钢渣基胶凝材料压蒸膨胀率逐渐降低,活性先增高后降低。在常压下,碳化温度为60 ℃,碳化时间为1.5 h的钢渣基胶凝材料相对活性最高。     

纳米催化材料与超细高氯酸铵的均匀复合及对复合改性双基推进剂的增速降感研究

为了提高复合改性双基推进剂的燃速，采用超音速气流粉碎技术将纳米催化材料(纳米亚铬酸铜、纳米氧化镉)原位分散于超细高氯酸铵(AP)表面，制备出纳米催化材料/超细AP复合物，并应用于改铵铜(GATo)高燃速改性双基推进剂。采用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热测试(DSC)、机械感度测试、静电火花感度测试等方法对纳米催化材料/超细AP复合粒子进行了分析表征，对制得的含纳米催化材料/超细AP复合粒子的GATo推进剂分别进行了燃烧性能、力学性能、机械感度和安定性研究。结果表明，在超音速气流粉碎力场作用下，在实现AP超细化的同时，实现了纳米催化材料在其表面的原位均匀分散，既提高了超细AP的热分解速率，又降低了超细AP的机械感度。与空白GATo推进剂相比，含有纳米催化材料/超细AP复合粒子的GATo推进剂燃速从55mm/s提升至70.27mm/s(20℃、10MPa),增幅达27.8%,力学性能和安定性基本保持不变，摩擦感度从95%降至80%,撞击感度特性落高值从13.9cm提高到14.7cm,实现了CMDB推进剂的高燃速与低感度的有效平衡。     

GAP原位聚合包覆RDX的研究

以聚叠氮缩水甘油醚（GAP）为包覆层材料,甲苯二异氰酸酯（TDI）为交联剂,二月桂酸二丁基锡（DBTDL）为催化剂,乙酸乙酯为溶剂,采用原位聚合法,制备了GAP-TDI/RDX复合材料。利用SEM、FT-IR、XRD、DTA对样品进行了形貌表征和性能测试;利用DTA对其热分解特性进行了研究,结合不同升温速率下的DTA曲线对样品的热分解动力学参数进行了计算。结果表明,GAP成功包覆在RDX表面。所制备的GAP-TDI/RDX复合材料的热分解表观活化能相比原料RDX降低了4.6 kJ/mol,说明复合材料的热分解活性得到提高;GAP-TDI/RDX复合材料的特性落高H₅₀从15.2 cm提升至25.6 cm。     

一种新型CL-20/TKX-50共晶炸药的制备、表征和性能研究

为降低六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)的感度,通过溶剂-非溶剂法制备了CL-20和1,1′-二羟基-5,5′-联四唑二羟胺盐(TKX-50)共晶炸药;通过Materials Studio 5.0软件分析了CL-20和TKX-50分子的表面静电势,并预测了共晶分子间可能的非共价键作用;采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外(IR)和拉曼光谱(Raman)对其形貌和结构进行了表征;采用DSC测试了其热性能,并测试了其撞击感度,预测了其爆轰性能。结果表明,制备的CL-20/TKX-50共晶呈扁平的片状形貌;XRD、IR和Raman谱图中出现峰的生成、消失、偏移和强度的改变,证明有新的晶格结构形成;升温速率8℃/min下,CL-20/TKX-50共晶的主要热分解峰温为222.8℃,与CL-20、TKX-50的热分解峰温240.3、234.9℃相比,分别提前了17.5℃和12.1℃,明显区别于具有两个放热过程的CL-20/TKX-50混合物的热分解行为;CL-20/TKX-50共晶炸药的感度显著低于原料CL-20,同时也优于β-HMX,说明其具有良好的安全性能;CL-20/TKX-50共晶的预测爆速和爆压分别为9264m/s和43.8GPa,较CL-20均略微下降,但和β-HMX相比,爆轰性能明显提高。表面静电势能和建模分析均表明,CL-20中—NO2的O与TKX-50中—NH+3的H之间易于形成氢键。