一种含能硝基化合物对低燃速低燃温双基推进剂性能影响

为进一步降低低燃速低燃温双基推进剂的燃速、燃温,对一种含能硝基化合物的降温、降速效果进行了实验研究,设计了系列含无机铅盐、有机铜盐及过渡元素金属催化剂的双基配方。通过燃速测试及高压差示扫描量热法(PDSC)研究上述推进剂的燃烧性能和热分解特性。含该硝基化合物的推进剂DSC曲线呈三峰放热,放热峰峰温分别在200℃、280℃、350℃左右,第三峰不明显。结果表明:该含能硝基化合物能有效降低推进剂的燃速、燃温,但使推进剂的压强指数增大,而加入催化剂能改善推进剂的燃烧性能,使压强指数降低,分解放热量也降低。     

相稳定硝酸铵及其混合物的热分解

硝酸铵（AN）是低特征信号推进剂和无烟推进剂的首选氧化剂，但存在点火、燃烧困难等问题。降低硝酸铵的热分解温度，促进AN的热分解是解决硝酸铵推进剂点火和燃烧困难的途径之一。本实验采用DSC和TG-DTG技术研究了金属氧化物、金属盐、含能粘合剂和六硝基六氮杂异伍兹烷（HNIW）对AN热分解的影响。结果表明，催化剂在一定程度上都降低了AN的吸热分解温度；含能组分加速了AN的放热分解过程。     

铅、铜盐催化剂对DNTF炸药热分解及烤燃响应特性的影响

为提高3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)炸药热安全性,采用高压差示扫描量热仪(PDSC)、小型烤燃实验考察了水杨酸铅(PbSa)、水杨酸铜(CuSa)、2,4-二羟基苯甲酸铜(β-Cu)、邻苯二甲酸铜(Cu(PA)2)、氧化铜(CuO)等催化剂对DNTF烤燃响应特性以及1 MPa下热分解性能的影响。结果表明,CuSa、β-Cu、Cu(PA)2等有机铜盐催化剂可提高DNTF热分解速率,使其在1 MPa下分解峰温降低13.6℃以上,PbSa使DNTF分解峰温升高了3.1℃,同时二次分解剧烈程度更明显,CuO对DNTF热分解无影响;CuSa可使无约束条件的DNTF在1℃·min^-1下的烤燃响应温度由236.6℃降低为182.3℃,响应剧烈程度由爆炸改善为燃烧;少量CuSa可使强约束条件下的DNTF基混合炸药装药在1℃·min^-1下的烤燃响应温度降低2.4℃,响应剧烈程度由爆炸降低为燃烧,说明选择合适的有机铜盐催化剂可有效改善DNTF基炸药装药烤燃响应特性。     

NGO/NC复合含能材料的制备及热分解性能

为了提高硝化纤维素(NC)的热分解性能,以硝化石墨烯(NGO)作为含能燃烧催化剂与NC进行复合,制备了NGO/NC复合含能材料。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和场发射扫描电子显微镜(SEM)分别研究了NGO/NC复合含能材料的结构和形貌,采用同步热分析仪(TG-DSC)研究了NGO对NC热分解的催化性能。结果表明,当NGO的添加量为1%时,NC的结构不会明显改变,NGO/NC复合含能材料为多孔的三维网络状,且NC的表观分解热由339 J·g~(-1)增加至2132 J·g~(-1),放热峰温度由201℃提高至213℃,质量损失为96%,表明NGO的加入提高了热稳定性,增加了表观放热量。     

富勒烯肼硝酸盐的制备及其热分解性能

以富勒烯、水合肼为原料合成富勒烯肼,富勒烯肼再与浓硝酸反应得到一种新型含能燃烧催化剂—富勒烯肼硝酸盐,并采用红外、紫外、元素分析及X射线光电子能谱等现代分析测试技术对产物结构进行了表征。采用差热分析（DTA）法和热重分析（TGA）法对富勒烯肼硝酸盐的热稳定性进行了研究,结果表明,在动态空气气氛下,其具有一定的热稳定性。采用DTA法,对加入富勒烯肼硝酸盐前后硝胺炸药黑索今（RDX）和奥克托今（HMX）的热分解行为进行了研究,结果表明,加入富勒烯肼硝酸盐后,RDX和HMX在不同升温速率（2.5 ℃/min、5 ℃/min、10 ℃/min和20 ℃/min） 条件下的放热峰值温度均降低,RDX分解活化能降低了约17 kJ/mol,HMX分解活化能降低值大于20 kJ/mol,由此表明富勒烯肼硝酸盐对RDX和HMX的热分解均有一定的催化作用。     

二羟基乙二肟对硝酸胍/碱式硝酸铜气体发生剂燃烧性能的影响

选择燃烧温度较低的硝酸胍(GN)/碱式硝酸铜(BCN)为气体发生剂基础组分,二羟基乙二肟(DHG)为降温剂,通过测量燃烧温度,以及对其热分解和燃烧产物表面形貌进行分析,研究了DHG对GN/BCN气体发生剂燃烧性能的影响。结果表明,DHG的分解作用影响了GN/BCN体系的分解温度和燃烧反应,加入5%DHG的GN/BCN气体发生剂燃烧温度从1062.13℃降低到1005.19℃,4MPa压力下燃速升高了34.44%,燃烧产物表面有大量的Cu纳米线生长,且结构多孔。     

含咪唑类铅盐催化剂的RDX-CMDB推进剂燃烧性能

研究了咪唑类含能铅盐(E-Pb)催化剂含量及与炭黑复配时对RDX-CMDB推进剂的燃速、压强指数及燃烧火焰结构等燃烧性能的影响。分析了含能催化剂和惰性催化剂影响RDX-CMDB推进剂燃烧行为的原因。结果表明,含有含能催化剂的RDXCMDB推进剂的燃烧性能优于含惰性催化剂的RDX-CMDB推进剂的燃烧性能。10 MPa下的燃速由不含催化剂的推进剂的11.74 mm·s-1提高至含E-Pb的推进剂的25.36 mm·s-1,且随E-Pb含量的增加该推进剂的燃速增加。当含能铅盐与炭黑复配时催化效果更佳,炭黑与含能铅盐质量比为1.5∶0.25时,在4~17 MPa较宽区间出现平台燃烧,压强指数n0.25。表明,含能铅盐对推进剂的燃烧火焰结构、暗区厚度、燃面上的亮点数目等的影响有一定规律性。     

ETPE发射药与RGD7硝胺发射药燃烧性能及热行为的对比研究

用密闭爆发器实验、差示扫描量热法(DSC)和扫描电子显微镜(SEM)研究了3,3-二叠氮甲基氧丁环/3-叠氮甲基-3-甲基氧丁环(BAMO/AMMO)基含能热塑性弹性体(ETPE)发射药和RGD7硝胺发射药的燃烧性能及热行为。结果表明:与RGD7硝胺发射药相比,ETPE发射药燃烧时间较长,燃速较低,燃速压力指数n大于1,而RGD7硝胺发射药燃速压力指数小于1。对于RGD7硝胺发射药,RDX的熔融吸热峰(204.8℃)不明显,且分解放热峰(240℃)滞后于硝化棉/硝化甘油(NC/NG)(194℃),而ETPE发射药中poly(BAMO/AMMO)分解温度(263℃)高于RDX(240℃)。ETPE发射药和RGD7硝胺发射药的不同燃烧性能归因于发射药中主组分的不同热行为。     

有机铜盐对RDX-CMDB推进剂的燃烧性能和高压热分解的影响

研究了三种有机铜盐燃烧催化剂β-雷索辛酸铜(β-Cu)、3-硝基-1,2,4三唑-5-酮铜盐(NTO-Cu)和2,4-二硝基咪唑铜(NI-Cu)对RDX-CMDB推进剂不同压强下的燃烧性能和热分解的影响。结果表明,三种有机铜盐燃烧催化剂对RDX-CMDB推进剂的燃烧性能和差示扫描量热法(DSC)特征量有一定影响;β-Cu、NTO-Cu和NI-Cu三种有机铜盐可使RDX-CMDB推进剂热分解的第一个分解峰温Tp1提前1～4℃,并将第二个分解峰温Tp2提前5～11℃;RDX-CMDB推进剂的燃速和DSC特征量随压强的升高而增大,在1～10MPa压强下该类推进剂的燃速与DSC特征量呈线性相关。     

纳米Ｃu/CNＴs对AP/HTPB推进剂热分解与燃烧的催化研究

以碳纳米管为载体,采用液相还原沉积法制备了纳米Cu/CNTs复合催化剂,并用SEM、XRD和XPS对其结构和成分进行了表征。研究了纳米Cu/CNTs对AP/HTPB推进剂热分解和燃烧过程的催化作用,结果表明：纳米Cu/CNTs能显著降低AP] HTPB推进剂的热分解峰温,并使总表观分解热明显增大,且对AP/HTPB推进剂燃烧有良好的催化效果,能显著提高推进剂的燃速,降低压强指数。初步探讨了纳米Cu／CNTs催化AP] HTPB推进剂热分解和燃烧过程的作用机理。     

环境氧含量和压力对铝镁贫氧推进剂燃烧性能的影响

为研究不同海拔处大气氧含量(氧体积分数)变化对铝镁贫氧推进剂燃烧特性的影响,采用激光辐射点火,使用高速摄影仪记录推进剂的点火与燃烧过程,并利用红外测温仪测量推进剂的表面温度及火焰温度,研究了环境氧含量与压力对推进剂的点火过程、火焰温度和燃速的影响。结果表明,环境气体氧含量高于推进剂热解产物中氧含量时,点火气相化学反应主要发生在推进剂热解产物与环境气体的扩散区,初现焰远离推进剂表面,但随着压力增加,扩散区与推进剂表面之间距离减小;火焰温度与环境氧含量和压力线性正相关;压力与环境氧含量增加时,铝镁贫氧推进剂燃速增加,压力和环境氧含量对铝镁贫氧推进剂燃速的影响符合B数理论,压力是影响推进剂燃速的主要因素,但随着压力增加,压力对燃速的影响相对减小,压力从0.1 MPa增加到1.5 MPa时,压力和环境氧含量的燃速敏感系数比从200下降到40。     

5-硝基四唑亚铜的合成与表征

以氯化亚铜、5-硝基四唑钠等为原料合成了一种起爆药5-硝基四唑亚铜.利用能谱分析、红外光谱、紫外-可见光谱及元素分析和DSC测试等方法,对5-硝基四唑亚铜进行了结构表征.初步性能研究表明,5-硝基四唑亚铜的初始分解温度为291℃,峰温为324℃,其分解较剧烈,且热稳定性较好;感度测试结果显示,5-硝基四唑亚铜的撞击感度较BNCP钝感,火焰感度比BNCP敏感、比LA钝感.     

关于氯酸盐炮敏感度的探讨

氯酸盐炮药的主要成分是氯酸钾、硫磺、铝银粉(Al),本文从其化学稳定性、对机械作用(摩擦、撞击)的敏感度及对热作用(着火温度、爆发点)的敏感度3方面来探讨氯酸盐炮混合药剂的敏感度。测试分析表明：氯酸盐炮药剂较高氯酸盐炮药剂的撞击感度高8％,摩擦感度高15％;较硝酸盐炮的着火点低;较高氯酸盐炮5s延滞期爆发点低23．4℃。     

炸药等静压工艺安全性的数值模拟研究

针对静压药工艺过程中炸药的安全问题,对等静压工艺和普通压装工艺进行数值模拟。建立了等静压和普通压装2种计算模型,采用有限元方法进行了炸药等静压工艺的数值模拟,计算了等静压作用下炸药内部的压力和温度的变化趋势,同时进行普通压装工艺的数值模拟,并将等静压工艺和普通压装工艺进行了对比。研究结果表明:在相同的比压下,等静压工艺中炸药的最大温升和塑性应变均比普通压装工艺小,炸药等静压工艺比普通压装工艺更安全。     

含和不含催化剂的高能RDX-XLDB推进剂热分解特性研究

利用ＤＳＣ研究在不同压力下含和不含催化剂的高能ＲＤＸ－ＸＬＤＢ推进剂的热分解特性,结果表明：在推进剂热分解过程中,含量占６０％的ＲＤＸ分解放热峰占主导地位,是主分解峰,且随着压力升高,峰温向低温移动,主分解峰温越低,燃速越高,含催化剂的推进剂比不含催化剂的主分解峰温低,燃速高。     

单钯型汽车尾气净化催化剂的催化活性研究

分别采用浸渍-还原和化学镀工艺制备了新型单钯汽车尾气净化催化剂,研究Pd负载量和制备工艺对CO、HC、NO 3种汽车尾气成分转化率、起燃温度的影响,并研究了催化剂的抗老化性能。结果表明:Pd的最佳负载量为2 g/L,此时3种气体在400℃时的转化率均在90%以上;采用化学镀工艺制备的催化剂活性优于浸渍-还原工艺制备的催化剂;单钯型催化剂对CO氧化有比较好的选择性,要通过改进助剂成分,或者在单Pd配方的基础上添加少量的Pt或者Rh,以增强催化剂对NO和HC的抗老化性能。     

Catalysis of Nanometer α-Fe2O3 on the Thermal Decomposition of AP

Nanometer α-Fe2O3 catalysts were prepared by hydrolyzation in high temperature. Three kinds of precipitators, NaOH, (NH4)2CO3 and urea were used to compare the effect in the process of hydrolyzation. Nanometer sizer, transmission electron microscopy (TEM) and X-ray diffraction (XRD) were employed to test the profiles and diameters of the product particles. The test results indicate that the production is nanometer α-Fe2O3 with narrow particle size distribution (PSD) and good dispersibility. The catalysts are mixed with ammonia perchlorate (AP) in 1.0 wt.%. And the composite particles of catalysts with AP are prepared using a new solvent-nonsolvent method. Differential thermal analyzer (DTA) is employed to analysis the thermal decomposition of the composite particles and pure AP sample. The results imply that the thermal decomposition curve peaks of the samples in which nanometer α-Fe2O3 catalysts are added appear comparatively more ahead than that of pure AP sample. Among these mixtures added nanometer material, the smaller the particle diameter of catalyst is, the more ahead the thermal decomposition curve peaks of AP appear. The high and low temperature thermal decomposition curve peaks of AP mixed with the catalyst deposed by urea are more ahead of 77.8℃ and 9.7℃ than that of pure AP, respectively. The mechanism of the catalyst deposed by urea with smaller diameter and the distinct catalysis of the particles on the thermal decomposition of AP are discussed.     

用于火工品压制的伺服压力机控制系统

针对目前国内火工品生产过程中普遍使用的几种压药方式存在压力精度低、稳定性差等问题,设计1台整机防爆的精密电子伺服压机,并重点研究作为压机核心的控制系统的搭建和压力控制算法设计.基于某类火工品压药过程中的具体工艺要求及技术指标,确定该型号压机的整体结构及电气控制系统设计,结合压药过程中压力被控对象的特点,设计一种基于变速积分PID算法的压药压力控制方法,并进行压药过程实验.试验结果表明:该算法的压药压力控制效果明显优于经典PID算法,成功实现了压机有效工作区间内输出压力0.3%的技术要求.该防爆伺服压机已成功应用于我国某厂的火工品压制生产中.     

RbDNBF的制备、结构表征和感度性能研究（英）

硝酸铷与DNBF（4，6-二硝基-5，7-二氢化苯并氧化呋咱）的钠盐反应，制得了标题化合物RbDNBF（7-羟基-4，6-二硝基-5，7-二氢化苯并氧化呋咱铷盐）。通过IR对其分子结构进行了表征，利用DSC和TG-DTG研究了其热分解过程，并对其感度性质进行了测试。研究表明：RbDNBF的假密度高于DNBF的钾盐（KDNBF），流散性好；在189～236℃范围内发生热分解，峰顶温度为210℃，固相残渣含量为25％；它的感度性能与KDNBF相当。     

固体推进剂热分解的高压DSC特征量

通过差示扫描量热试验（ＤＳＣ），研究了三种改性双基推进剂及其主要组分ＲＤＸ的热分解，分析了不同压力条件下的分解峰温，峰温差，表现分解热焓以及分解曲线的变化规律，探讨了压力及催化剂对推进剂热分解过程的影响，并与燃速和燃速压力指数进行了初步关联。