聚异丁烯在硝胺发射药中的应用研究

描述了选择聚异丁烯作为硝胺发射药降温补强的依据;介绍了聚异丁烯对调节能量示性数、降低烧蚀、改善力学性能、降低感度等的贡献;同时指出聚异丁烯在硝胺发射药中的含量一般不能超过4%。     

典型高能硝胺发射药的摩擦静电起电特性

为了研究高能硝胺发射药的摩擦静电起电特性,采用斜槽模拟高能硝胺发射药制造和使用过程中的摩擦行为,并利用法拉第筒测量了发射药摩擦后的静电带电量,系统研究了滑槽长度、接触介质、湿度、药体形貌以及配方组成对高能硝胺发射药摩擦静电起电特性的影响。结果表明,高能硝胺粒状发射药与不锈钢滑槽摩擦分离后带负电;环境湿度从28%增至68%,药粒静电积累量降低近50%;发射药静电积累量按接触介质排序为:不锈钢﹥导电橡胶﹥铝合金,均质叠氮硝胺发射药与接触介质的摩擦起电规律与高能硝胺发射药基本相同;药粒与滑槽接触面积越大,静电积累量越高;高固含量硝胺发射药药粒表面易产生RDX颗粒的剥离,与介质摩擦后静电积累量比均质叠氮硝胺发射药高35%;质量分数0.1%的石墨光泽可将高能硝胺发射药静电积累量降低至接近于0,而配方中添加质量分数0.75%的CNT,高能硝胺发射药静电积累量仅降低34%。     

多层高能硝胺发射药研究

设计并制备出了高能硝胺圆环多层发射药,通过恒压燃速和密闭爆发器试验测试了缓燃材料对高能硝胺发射药燃速的影响;通过中止燃烧试验考察了多层发射药的燃烧稳定性.结果表明,缓燃材料可有效降低发射药的燃速,并有显著增强其燃烧渐增性,且燃烧稳定.30mm内弹道试验表明,与粒状高能硝胺发射药相比,在不增加最大膛压的前提下,高能硝胺多层发射药能使炮口动能提高15%左右.     

硝胺发射药燃速压力指数转折及其改善途径

综述了硝胺发射药燃烧方面的研究工作，从发射药配方研究角度总结了影响硝胺发射药燃速压力指数的一些基本因素，指出了改善硝胺发射药燃烧性能的一些有效途径；初步讨论了硝胺发射药燃烧改良剂的选择和使用。     

高能量密度化合物CL-20、DNTF和ADN在高能发射药中的应用

为将高能量密度化合物在高能高燃速发射药中得到更好地应用,通过密闭爆发器、真空安定性试验,研究了3种高能量密度化合物CL-20、DNTF和ADN对高能硝胺发射药RGD7A相容性、能量、燃烧行为的影响.结果表明,CL-20和DNTF与硝胺发射药的相容性良好,能使硝胺发射药能量和密度提高;40～240 MPa下,含CL-20、DNTF硝胺发射药的燃速加快,燃速压力指数增大.     

GAP对高能硝胺发射药力学性能及燃烧性能的影响

为改进高能硝胺发射药的力学性能,制备了含缩水甘油叠氮聚醚(GAP)的单孔管状硝胺发射药,用材料试验机测试其冲击和压缩性能,通过扫描电镜观察其内部形貌,用密闭爆发器分析了其燃烧性能。结果表明,GAP可改善高能硝胺发射药的力学性能,加入质量分数1.5%GAP时,高能硝胺发射药的低温抗冲强度由基础配方的4.51kJ/m2提高到5.58kJ/m2,GAP的加入使固体填料与黏结剂体系界面间的黏接强度提高,脱湿现象减少;随着GAP含量的增加,管状发射药的压强指数(n)相比基础配方增加,爆温(Tv)及火药力(f)逐渐降低,GAP质量分数为3.5%时,与基础配方相比,f、Tv分别降低1.41%、3.69%,n增加0.51%。     

高分子增韧剂对硝胺发射药抗冲击性能的影响

为了改善硝胺发射药的抗冲击性能,以一种硝胺发射药(RP5)药片为原料,分别采用低聚合度油状聚叠氮缩水甘油醚(GAP)和一种高聚合度聚氨酯为增韧剂,制备了不同增韧剂含量的硝胺发射药试样。采用落锤冲击试验机和摆锤冲击试验机分别测试了硝胺发射药试样的轴向和径向抗冲击强度。结果表明,径向方向,加入质量分数1%的GAP和质量分数3%的聚氨酯增韧剂均使硝胺发射药试样的抗冲击性能提升约20%;轴向方向,聚氨酯增韧的硝胺发射药试样在低温下的抗冲击性能更优。     

多羟基聚醚对高能硝胺发射药抗冲击性能的影响

为研究多羟基聚醚改善硝胺发射药抗冲击性能的效果,以一种硝胺发射药(RP5)药片为原料,分别采用不同数均相对分子质量的多羟基聚醚为增韧剂,制备了不同增韧剂含量的硝胺发射药管状试样。采用落锤冲击试验机和摆锤冲击试验机分别测试了硝胺发射药试样的轴向和径向抗冲击强度。讨论了在低温(-40℃)、常温(20℃)、高温(50℃)下,不同类型、不同含量聚醚对高能硝胺发射药抗冲击性能的影响。结果表明,轴向方向上,加入多羟基聚醚的数均相对分子质量为2 118、质量分数为3%时,对硝胺发射药试样的低温增韧效果较优;径向方向上,加入多羟基聚醚的数均相对分子质量为5 618、质量分数为3%时,多羟基聚醚能使试样的径向低温抗冲击性能提升约50%。     

叠氮硝胺对发射药枪口焰的影响

为研究1,5-二叠氮基-3-硝基氮杂戊烷(DIANP)对发射药枪口焰的影响,以14.5mm弹道枪为实验平台,采用高速摄影仪测试了不同DIANP含量的发射药枪口火焰参数;分析了DIANP含量及装药质量对枪口焰面积(A)、最大直径(C)、平均直径(D_(mean))和积分光密度(IOD)的影响;分析了叠氮硝胺发射药枪口焰初始火焰、中间焰和二次焰的结构及持续过程。结果表明,在双基发射药中加入DIANP以后,火药力从1 170kJ/kg增至1 189kJ/kg,然后开始降低,发射药爆温基本呈线性降低;发射药爆温及燃烧气体产物组成共同影响枪口焰的形成,DIANP的加入增加了燃烧产物中可燃气体含量,但可以有效降低发射药的爆温;与无DIANP的双基发射药相比,添加DIANP可以降低发射药的枪口焰面积、最大直径、平均直径和积分光密度,当添加DIANP的质量分数为12.5%时,叠氮硝胺发射药样品无二次焰的产生,火焰持续时间为8ms,比传统双基药降低71%。     

表面活性剂在发射药中的应用

采用密闭爆发器试验手段,对低易损性发射药的燃烧性能进行了研究。研究发现,硝胺颗粒的形状、颗粒度对发射药燃烧性能有较大的影响。化学重结晶处理的硝胺呈针状容易引起应力集中,不利于发射药燃烧性能的改善;球磨处理的硝胺呈鹅卵石状,有利于发射药燃烧性能。在配方组成及工艺参数完全相同的条件下,在一定范围内硝胺颗粒度越大。燃速越大,而且燃速压力指数也高;颗粒度减小。在一定程度上可以改善燃烧性能,但颗粒度减小到一定程度时。反而引起了高燃速压力指数的现象。用表面活性剂对细颗粒硝胺处理后,可以达到改善燃烧性能的目的。     

1,5-二叠氮基-3-硝基氮杂戊烷对硝化棉的溶塑作用

采用双滚筒炼胶压延机、扫描电镜、材料试验机等试验对比分析了叠氮硝胺发射药和双基发射药无溶剂法制备的工艺性能、发射药内部形貌、发射药静态力学性能等.结果表明,对于含氮量(质量分数)分别为12.6%、J3.0%的高氮量硝化棉,叠氮硝胺发射药比双基发射药的压延塑化温度、塑化遍数、成型压力均较低.1,5-二叠氮基-3-硝基氮杂...     

含FOX-7发射药的燃烧性能

采用常规密闭爆发器研究了含FOX-7硝胺发射药的燃速、压强指数和压强变化率。结果表明,随着样品中FOX-7含量的增加,发射药的点火延滞时间增加,燃速系数减小,燃速降低;其压强变化率的最大值及增长速率均降低。当燃烧压强小于150MPa时,FOX-7含量对发射药的压强指数没有影响,FOX-7改善发射药压强指数的能力不明显;随着燃烧压强的增加,含FOX-7发射药的压强指数降低,尤其当燃烧压强大于200MPa时,发射药的燃速压强指数显著降低。随着发射药中FOX-7含量的增加,其压强指数及燃速系数均降低,有利于发射药的稳定燃烧。     

硝胺发射药燃速匹配问题探讨

1.硝胺发射药的“反常燃烧”关于硝胺发射药的“反常燃烧”或称为不规则燃烧现象,国外曾进行过长时期的研究并作了大量报道。国外资料曾作了这样的描述“至今发射实验过的所有先进的硝胺炮药配方,都存在燃烧的不规则性。在4000～20000磅/时~2压力范围内,燃速压力指数n发生一次或几次转折或突变,压力指数大于1甚至远远大于1,不论甚么类型的硝胺均不例外;这种燃烧的不规则性,损害了其弹道效率和弹道再现性”。这段话指出了硝胺发射药“反常燃烧”     

硝胺发射药的热行为与燃烧性能的关系

应用ＤＳＣ热分析技术，结合密闭爆发器测试结果，分析了各种制式发射药及硝胺发射药的热化学行为与燃烧性能之间的关系，研究了燃烧改良剂ＳＧ对热化学行为的影响及对改善硝胺发射药燃烧性能的贡献。     

新型键合剂在硝胺发射药中的应用

通过火药撞击强度试验和DSC分析，研究了三种新型聚醚环酰胺类键合剂对硝胺发射药力学性能的影响，并探讨了其作用机理。结果表明：该键合剂不但能改善硝胺发射药的力学性能，而且与发射药的相容性较好。     

改善高能硝胺发射药力学性能研究

为满足高膛压火炮对高能发射药力学性能的应用要求,优化了RGD7高能硝胺发射药基础配方的黏结剂体系,分析了高能固体填料RDX和NQ与黏结剂体系的界面粘结性能.用配方体系中加入键合剂方法改善了高能硝胺发射药的力学性能.     

由密闭爆发器实验数据分析变燃速发射药的燃烧渐增性

为进一步研究变燃速发射药的燃烧渐增性,提出了一种利用密闭爆发器实验数据描述发射药能量释放规律的数学物理模型.通过密闭爆发器实验,研究了一种中心开孔式双层硝胺变燃速发射药试样的燃烧渐增性.结果表明,所提出的数学物理模型可以用来定量地判断发射药燃烧的渐增性强弱;所研制的硝胺发射药显示出了渐增性燃烧的特点,并且可以通过调节配方和药型尺寸,达到调节控制其燃烧渐增性的效果.     

低温感高能硝胺发射药的实验研究

通过中止试验、高压密闭爆发器试验与火炮内弹道试验研究了低温感高能硝胺发射药的低温感效果。结果表明,低温感装药技术用于高能硝胺发射药能够大幅度降低火炮温度系数,提高火炮能量利用率。     

叠氮硝胺对硝基胍发射药热行为的影响

用叠氮硝胺(DIANP)替换硝基胍(NQ)发射药中部分(质量分数6%)硝化甘油(NG)制备了一种含叠氮硝胺的硝基胍发射药。通过高压差示扫描量热法、爆发点试验、甲基紫试验、真空安定性试验和热加速老化试验研究了DIANP对NQ发射药热行为的影响,用Kissinger方程和Ozawa方程计算了发射药样品分解反应的表观活化能(Ea)。结果表明,少量DIANP使NQ发射药的热安定性稍有改善;Kissinger方程和Ozawa方程计算NQ发射药的Ea值分别为327和318kJ/mol,含DIANP的NQ发射药的Ea值分别为196和194kJ/mol,两者的等动力学点(Tik)为172.9℃,表明DIANP能够降低NQ发射药高温下的分解反应速率,即DIANP在一定程度上可以调节NQ发射药的燃速。根据温度系数法预估的含DIANP的NQ发射药和NQ发射药在30℃下的安全贮存寿命分别不少于31年和23年,表明加入少量DIANP可延长NQ发射药的安全贮存寿命。     

硝胺发射药燃速匹配问题探讨

1.硝胺发射药的“反常燃烧”关于硝胺发射药的“反常燃烧”或称为不规则燃烧现象,国外曾进行过长时期的研究并作了大量报道。国外资料曾作了这样的描述“至今发射实验过的所有先进的硝胺炮药配方,都存在燃烧的不规则性。在4000～20000磅/时~2压力范围内,燃速压力指数n发生一次或几次转折或突变,压力指数大于1甚至远远大于1,不论甚么类型的硝胺均不例外;这种燃烧的不规则性,损害了其弹道效率和弹道再现性”。这段话指出了硝胺发射药“反常燃烧”的主要特征(n>1,n发生突变或转折)及其所产生的有害影响。