不同粒度及包覆改性高氯酸铵的热分解性能和安全性能研究

采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对不同粒度及包覆改性高氯酸铵(AP)颗粒的分散性及晶相进行了表征,并通过差示扫描量热法和机械感度测试研究不同AP样品的热分解性能和安全性能。结果表明,随着AP粒度增加,颗粒分散性得到一定改善,相同粒度的包覆改性AP分散性优于普通AP;不同粒度及包覆改性AP的晶相均一致;AP粒度越小,其热分解性能越好,对于粒度相同的AP,包覆改性对其热分解性能影响不大;随着AP粒度增加,其撞击感度和摩擦感度均降低,平均粒径(d_(50))分别为1μm、3μm和6μm的AP其撞击感度和摩擦感度分别为96%、80%、64%和28%、28%、16%;包覆改性可以明显降低AP的感度,d_(50)为3μm的包覆改性AP与粒度相同的普通AP相比,撞击感度和摩擦感度分别降低了28%和16%。     

F2604/AP复合物制备及性能研究

采用静电喷雾技术制备了以氟橡胶(F2604)为包覆材料的F2604/AP(高氯酸铵)复合物。通过对所制备的复合颗粒进行扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、差示扫描量热(DSC)及机械感度检测分析,研究超细AP复合物包覆效果、热分解特性及感度特性。结果表明,由静电喷雾技术所制备的复合含能材料颗粒尺寸小、分布均匀、包覆效果良好;与AP样品颗粒相比,AP复合含能材料样品颗粒的放热峰温度有大约70~80℃的延后,热分解温度有所提高,有利于其热稳定性;随着F2604含量的增加,F2604/AP复合颗粒的机械感度逐渐降低,F2604的添加可以有效降低AP的机械感度。     

亚微米高氯酸铵的制备及性能研究

采用LG-1型立式搅拌研磨机,以仲丁醇作为分散介质,通过控制研磨时间、转速、物料浓度等因素,制备了亚微米高氯酸铵(AP),并采用真空冷冻干燥技术对研磨浆料进行干燥得到产品。通过马尔文激光粒度仪、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)分别对制备的AP样品的粒度分布、颗粒大小和晶型进行表征,同时对制备的亚微米AP样品的摩擦感度、撞击感度以及热分解特性进行了表征。结果表明,所制备的AP样品平均粒径为460 nm;与普通工业级微米AP相比,亚微米AP样品的摩擦感度和撞击感度分别升高了20.0%和18.7%,高温分解峰峰温提前了60.1℃(升温速率10℃/min),表观活化能降低了27.3 k J/mol。同时,催化剂对亚微米AP的催化效果优于普通工业级微米AP。     

氟橡胶包覆硝酸肼镍及其对雷管撞击感度的影响

利用水悬浮法将氟橡胶包覆在硝酸肼镍(NHN)表面制备出了NHN造型粉,并将其应用于基础雷管。通过DSC研究了NHN造型粉的热性能，测试了NHN造型粉的机械感度和火焰感度以及工业基础雷管的撞击感度和起爆能力。研究结果表明:氟橡胶包覆能够提高NHN的热稳定性，且热稳定性随着氟橡胶包覆量的增加而提高；NHN造型粉的机械感度均低于原料NHN，当氟橡胶包覆量（质量分数）为9%时，撞击感度下降幅度明显，可达142.9%；NHN造型粉用在基础雷管中做起爆药，可以降低基础雷管的撞击感度并保持其起爆能力。     

多孔硅对RDX感度及性能的影响

为了研究纳米多孔硅对黑索今(RDX)感度和性能的影响,对其进行热性能、感度、爆速和钢凹深度的测试。结果表明:随着多孔硅的加入,RDX的撞击感度和爆速均有所降低,且随着多孔硅质量分数的增加,撞击感度依次升高而爆速依次降低;当多孔硅的质量分数为1%时,降低了RDX的摩擦感度,但多孔硅质量分数进一步增加时,却提高了RDX的摩擦感度;3%多孔硅的加入可以增加RDX的作功能力。     

纳米RDX基PBX混合炸药的热分解特性和感度研究?

采用溶液-水悬浮法,通过控制料液质量比、包覆温度、搅拌速度等工艺参数制备了纳米RDX基PBX。使用TG/DSC同步热分析仪研究其热分解特性,并依据GJB 772A—1997分别对其撞击感度和摩擦感度进行了测试。结果表明:与微米RDX基PBX相比,纳米RDX基PBX的DTG峰温提前约0.6℃,活化能降低约2.5 k J/mol;纳米RDX基PBX撞击感度H_(50)为46.3 cm,微米RDX基PBX H_(50)为29.8 cm,相对降低55.4%;纳米RDX基PBX摩擦感度比微米RDX基PBX相对降低21.1%。     

高氯酸铵降感技术研究进展

在高燃速推进剂研制过程中,添加超细高氯酸氨(AP)可大幅提高燃速,但也带来机械感度升高的问题。分别从球形化AP及表面改性、包覆AP、AP复合物等几个方面综述了AP降感技术的研究进展。同时,对降感AP在推进剂中的应用情况进行了总结和分析。并指出,未来AP降感的重点研究方向为改善球形化超细AP的表面结构、对超细AP进行混合包覆及探索新型功能材料。以期为高燃速推进剂的安全研制提供参考。     

反溶剂液态CO2包覆ε-HNIW的工艺研究

为了降低ε型六硝基六氮杂异伍兹烷(ε-HNIW)的感度,提出了一种以液态CO2作为反溶剂的新的包覆方法,该包覆方法解决了水悬浮法对溶剂的选择局限性大的问题。对ε-HNIW包覆前后进行SEM、XRD和FT-IR分析,研究表明:选用这种新的包覆方法,氟橡胶、ESTANE和EPDM包覆剂能均匀包覆于ε-HNIW的表面;偶极矩-极性大的包覆剂溶剂使ε-HNIW包覆后转变为α-HNIW晶体;随着包覆剂添加量的增加、或系统压力的降低、或温度的升高,ε-HNIW复合颗粒的分散性越差,球形造型粉颗粒度越好。对ε-HNIW包覆前后进行撞击感度测试表明,相同包覆剂添加量情况下,3种包覆剂降低ε-HNIW感度的大小顺序为:ESTANEFE26EPDM。     

纳米HMX的制备及热性能分析和感度研究

采用机械球磨法批量制备了纳米奥克托今(HMX),用激光粒度仪分析其粒度分布,并用扫描电子显微镜(SEM)观察其大小和形貌;使用热重分析仪(TG)和差示扫描量热仪(DSC)分析其热分解特性和热安定性;同时对纳米HMX的5 s爆发点和感度进行了测试。结果表明,制备的HMX颗粒大部分在100 nm以下;与原料HMX相比,纳米HMX的最大热失重温度降低了3.66℃,表观活化能E a降低了11.19 kJ/mol,自发火温度降低了2.11K;5s爆发点降低了4.9℃,纳米HMX的静电感度和火焰感度与原料HMX相当,纳米HMX的摩擦感度、撞击感度和冲击波感度分别降低了32.5%、20.2%和56.4%。     

超细聚磷酸铵的制备及有机包覆

采用化学合成法制备了平均聚合度为28的聚磷酸铵(APP)样品,通过球磨-浮选处理后获得200nm左右,粒度均匀的超细APP样品.通过原位聚合法在超细APP表面包覆上三聚氰胺一甲醛树脂,采用透射电子显微镜(TEM)和傅立叶变换红外光谱4~(FT-IR)对包覆前后的超细APP样品进行表征.通过对样品水溶性的研究表明,超细APP的水溶性比微米级APP的水溶性明显增大,而包覆树脂后的超细APP的溶解度可以降低到0.25g/400mL水;示差扫描量热计(DSC)分析表明,经树脂包覆后的超细APP样品其热分解温度与微米级APP相一致,保持了APP的阻燃特性.     

膨化高氯酸铵的制备及其性能研究

使用膨化剂在减压条件下制备出膨化高氯酸铵（AP）。利用扫描电镜、粒度分析仪、傅里叶红外光谱仪、比表面积仪、差示扫描量热仪、热失重分析仪及感度仪分别对膨化AP进行形貌分析和性能测试。结果表明:膨化AP颗粒表面具有沟壑,内部具有孔洞结构,粒径D₅₀=22.559 μm;与未膨化的原料AP相比,膨化AP低温分解温度提高16.0 ℃,高温分解温度提高6.7 ℃,分解热提高322.3 J/g;比表面积增大92.2%,吸湿性增大;极限撞击能为10 J,撞击感度提高。制备AP/HTPB(端羟基聚丁二烯)和膨化AP/HTPB复合推进剂并测定其燃速,膨化AP/HTPB复合推进剂燃速提高4.1%。     

重结晶对PYX热性能和机械感度的影响

分别采用降温法和溶剂-反溶剂法对2,6-二苦氨基-3,5-二硝基吡啶（PYX）进行了重结晶研究。表征了不同重结晶方法所得PYX晶体的形貌和粒径,测定了重结晶前、后的晶体纯度,研究了重结晶对晶体热性能和机械感度的影响。结果表明:采用降温法在DMSO中得到的多为小颗粒团聚形成的不规则块状PYX晶体;采用溶剂-反溶剂法在DMF或DMSO中得到的多为片状PYX晶体,在DMSO/DMF混合溶剂中得到的多为规则的多边形块状PYX晶体。相比较而言,多边形块状PYX晶体的表面光滑度良好,粒径跨度最小,纯度最高,热稳定性较优,且兼具最低的撞击感度和摩擦感度,其热分解峰温和热爆炸临界温度较重结晶前分别提高了8.99 ℃和9.11 ℃,撞击感度和摩擦感度较重结晶前分别降低了16％和12％。     

高氯酸铵粒径对3D打印含能树脂药柱燃烧性能的影响

为了改善光敏树脂的燃烧性能,通过添加不同粒径和含量的高氯酸铵（AP）作为氧化剂,利用3D技术打印出含能树脂药柱。考察了AP在光敏树脂中的分散性及燃烧性能。结果表明:粒径为5.28 μm的AP在光敏树脂中的分散性最好;打印成型的含能树脂药柱燃速最快,残渣率最小。与打印成型的纯树脂药柱相比,该药柱的燃速提高了14倍,残渣率降低了94.30%。随着AP的质量分数从10%增至50%,药柱燃烧性能明显改善;当AP的质量分数为50%时,含能树脂药柱的燃速最高,残渣率最小,分别为1.05 mm/s和1.10 %。差热分析表明,含粒径为5.28 μm的AP的含能树脂药柱温度峰值出现最早,放热量最高。     

滑靴耐磨减摩涂层制备

目的制备减摩耐磨涂层,使滑靴在高速干摩擦条件下运动时能够减弱由于颗粒磨损、表面凿削和高温热烧蚀而引起的烧蚀和磨损。方法使用超音速火焰喷涂技术,在滑靴滑轨同材料试样上喷涂NiCr-Cr_3C_2耐磨涂层,并且加入不同质量分数的Ni包MoS_2粉末对涂层性能进行优化,接着通过对制得的涂层进行硬度、结合强度、摩擦磨损系列试验,对比各项试验结果得到了最优粉末质量分数配比,从而使制得的涂层在具有耐磨基础的同时也能达到减摩的效果。结果对涂层进行各种性能表征,综合各种试验结果可得出,选择Ni包MoS_2的质量分数为16%～24%之间时,涂层的综合效果最好。结论制得的涂层应用在滑靴摩擦表面上不仅可以使滑靴基体的表面温升缓慢,还能够极大程度上降低热烧蚀的发生,有效解决了滑靴高速运动下由于温升而使材料气化的问题。     

SiO2粒径对Ni-Co-SiO2复合镀层性能的影响

长期暴露在海洋环境中的钢质紧固件的腐蚀问题严重影响了海洋工程装备和设施的服役安全性。电镀合金镀层是紧固件常用的防护方法,其中,镍钴合金镀层具有较好的耐蚀性。通过向Ni-Co镀液中添加不同粒径的SiO₂颗粒,利用电沉积技术在45钢基体上制备Ni-Co-SiO₂复合镀层。之后,分析了SiO₂粒径对复合镀层表面形貌和显微结构的影响,评价了复合镀层在3.5%（w）的NaCl溶液中的耐蚀性能,并对复合镀层的显微硬度和摩擦系数进行了测试。结果表明,随着镀液中SiO₂粒径的增大,复合镀层表面的SiO₂分布均匀性先增大后减小,当SiO₂粒径为70 nm时,镀层表面形成较完整的SiO₂膜层。动电位极化和电化学阻抗谱测试表明,掺杂70 nm的SiO₂的复合镀层具有最好的耐蚀性。随着镀液中SiO₂粒径增大,复合镀层的硬度逐渐降低,但其对摩擦系数的影响较小。      

等离子喷涂Al_2O_3-30%TiO_2微米/纳米复合涂层的结构与耐磨性能

采用溶胶-凝胶法合成了不同粒径的Al2O3-30%(质量分数)TiO2纳米复合粉体,用喷雾干燥法对合成粉体进行喷雾造粒,造粒后的粉体通过等离子喷涂制备Al2O3/TiO2复合涂层,最后对涂层结构和性能进行了表征。涂层结构和形貌分析表明制备的涂层具有微米/纳米复合结构,初始粉体粒径对涂层的结构和致密度影响很小;涂层摩擦学性能测试表明复合涂层的磨损率随初始粉体粒径的增大而减小,初始粉体粒径为100nm左右时,复合涂层的磨损率最低。复合涂层的磨损机制为裂纹扩展导致的磨损剥落。     

白云石的湿法超细粉碎工艺研究

为对白云石进行超细粉碎,利用介质搅拌磨对白云石的湿法超细粉碎工艺进行优化研究。通过对白云石湿法超细粉碎过程中主要工艺参数的优化研究,确定白云石湿法超细粉碎最佳工艺参数。结果表明:当助磨剂为聚丙烯酸钠,用量为白云石质量的0.5%,料浆中物料的质量分数为60%,球料质量比为5∶1,累积研磨时间为3~4h,转速为1200r/min,在此工艺条件下研磨4h后,其d50=0.70μm,d97=1.97μm。     

数值模拟填料含量对Cu/PTFE复合材料摩擦性能的影响

为了探讨填料含量对Cu/聚四氟乙烯(PTFE)复合材料摩擦磨损的影响,运用二维颗粒流程序(PFC2D)对PTFE基复合材料在不同含量的Cu颗粒填充条件下与45#钢的摩擦磨损过程进行数值模拟分析,主要研究了Cu/PTFE复合材料的摩擦转移及磨损问题。模拟结果表明:Cu/PTFE复合材料与45#钢组成摩擦副时,会在45#钢表面形成一层转移颗粒层,转移颗粒层的形成能够有效地降低PTFE基复合材料的磨损。Cu颗粒的添加一方面可以通过自身转移的"钉扎"作用促进转移颗粒层的形成,另一方面由于提高了复合材料的整体强度,又对转移颗粒层的形成产生了一定的抑制作用。所以添加适量的Cu有利于转移颗粒层的形成,但Cu含量过高时其作用又会降低。Cu颗粒的加入降低了PTFE基复合材料的磨损量,且随着Cu含量的增加减磨效果增强。在Cu颗粒的质量分数为50%时,PTFE基复合材料的磨损颗粒数较纯PTFE的减少了近一半。