铝锂合金稳定化包覆及其推进剂应用

Al-5Li合金是一种理想的合金燃料,具有放热量高、燃烧时会产生微爆的特点,替代铝粉可显著提高推进剂的燃烧效率。然而Al-5Li合金粉体具有较高的反应活性,易与推进剂组分反应,致使推进剂内存在气孔裂纹等结构缺陷,无法直接应用于推进剂中。为了提高Al-5Li合金的稳定性及相容性,采用7%长链烷酸（PA）对Al-5Li合金粉末进行表面包覆,得到了具有高稳定性、高相容性的Al-5Li@7PA样品,表面致密无裂纹,PA分子通过化学键作用附着在合金表面,包覆后样品可稳定存在于70℃热水中30 min。与Al-5Li相比,包覆后样品的燃烧热提升了4.55%;相容性和装药性方面,Al-5Li@7PA样品与HTPB（端羟基聚丁二烯）的相容性等级由5级提升至1级,药柱内无任何气孔裂纹等缺陷,表明包覆后的Al-5Li合金满足了推进剂装药需求。推进剂燃烧性能测试表明,与Q3 Al粉相比,Al-5Li@7PA推进剂的燃速和燃温分别提升了10.28%和45.41%,燃烧产物残渣粒径更小。     

GAP/BPS交联体包覆球形ADN颗粒

为了克服二硝酰胺铵(ADN)和异氰酸酯类固化剂不相容的问题,以聚叠氮缩水甘油醚(GAP)/丁二酸二丙炔醇酯(BPS)交联体为包覆材料,通过1,3-偶极加成环化反应对球形ADN颗粒进行了交联固化包覆研究。采用扫描电镜能谱仪(EDS)和动态吸湿性分析法分析了ADN包覆后的表面元素组成和吸湿性,结果表明,与GAP/六亚甲基二异氰酸酯缩二脲固化剂(N-100)交联体相比,GAP/BPS交联体不仅与ADN相容性较好,还可获得较好的包覆效果,包覆后ADN的饱和吸湿率仅为0.78%。     

GAP基聚氨酯包覆单基发射药能量与燃烧性能

为改善单基药的燃烧性能,以聚叠氮基缩水甘油醚(GAP)基聚氨酯为包覆材料,采用"预混-喷涂-固化"工艺对4/7单基药进行包覆。采用三维视频显微镜观察了包覆效果。差示扫描量热法研究了GAP基聚氨酯与单基药相容性。通过理论计算和密闭爆发器试验研究了包覆单基药能量和燃烧性能。结果表明,GAP基聚氨酯包覆层厚度较为均一,与单基药粘结良好,且二者相容。GAP基聚氨酯的加入使得发射药火药力和爆温均下降,但火药力降幅明显低于惰性高分子。GAP基聚氨酯包覆单基药具有显著的燃烧渐增性,随着包覆量的增大,渐增性逐渐增强。与单基药相比,包覆量为7.05%、9.67%和11.88%时,包覆单基药的燃烧分裂点相对压力值由0.151分别后移至0.453、0.480和0.489,燃烧渐增因子由0.090分别增大至0.293、0.340和0.358。     

Al-W合金燃料的氧化过程及性能提升机理

为阐明Al-W合金燃料氧化性能的提升机理,结合铝热还原与超高温气雾化法制备Al-20W与Al-30W合金燃料,并通过热重/差热热分析、X射线衍射仪、扫描电子显微镜/能量色散谱仪对其氧化过程进行研究。结果表明,Al-20W与Al-30W合金燃料均含有亚稳态Al/W合金相,随温度升高Al/W合金相的种类与形态发生转变。2种合金燃料具有优于单质Al燃料的氧化性能,分别在1300℃与1500℃完全氧化,氧化产物WO₃全部挥发。W的存在提升了Al-W合金燃料的氧化性能,机理为WO₃的挥发提供O₂扩散进入颗粒内部的通道;WO₃作为“氧运输船”向单质Al传输O,促进单质Al的氧化;WO₃发生进一步的化学反应,最终以气态形式挥发,促进含W相的氧化。     

球形Al-Si合金燃料的制备及其反应特性

针对推进剂、混合炸药对新型金属合金燃料的使用需求,采用绝氧-闭环高速离心雾化法制备了Si含量分别为12%和20%球形Al-Si合金燃料(Al-12Si和Al-20Si)。采用扫描电镜(SEM)、X-射线粉末衍射(XRD)、金相分析对合金燃料的结构及组成进行了表征,采用氧弹量热仪、热重与差示扫描量热联用(TG-DSC)对燃料的燃烧热和热氧化特性进行了研究,在550,620,1000℃及1200℃下原位取样测试了Al-20Si热氧化产物的形貌及组成。结果表明,Al-Si合金燃料为典型的球形壳核结构,表面主要是由初晶Si片组成的"壳",其尺寸随合金燃料粒度的增大而增大,内部是网状Si骨架立体结构。Al-12Si的燃烧热为29.285 kJ·g~(-1),热氧化反应至1200℃增重为51.17%;Al-20Si的燃烧热为29.039 kJ·g~(-1),热氧化反应至1200℃增重为43.33%。     

HMX/TiO_2复合颗粒制备及其浸润性可逆转变

为了实现奥克托今(HMX)表面浸润性的可逆调控,改善其与液体粘结剂的相容性,采用静电沉积法在HMX表面包覆TiO_2纳米颗粒,然后通过表面修饰超疏水有机物(十六烷基三甲氧基硅烷),得到浸润性可逆转变的HMX/TiO_2复合材料。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)对复合颗粒进行表面形貌、晶型结构、表面元素组成分析,结果表明:在HMX表面形成具有粗糙结构的TiO_2包覆层;复合颗粒XRD谱图中的特征峰分别归属于-HMX和锐钛矿TiO_2,XPS谱图中具有较强的Ti2p信号,证明TiO_2对HMX良好的包覆效果。对包覆前后的复合颗粒进行热失重-差示扫描量热分析(TG-DSC),发现包覆后HMX的相转变温度提高了8.4℃,TiO_2包覆层可以提高HMX的热稳定性。采用十六烷基三甲氧基硅烷对HMX/TiO_2复合颗粒经进行表面修饰后,与水的接触角为160.4°,达到超疏水状态;经紫外光照射45min后水接触角变为0°,转变为超亲水状态;再经80℃加热暗处理17d后又回复到147.9°,实现了表面浸润性的可逆转变。     

表面接枝GAP改性超细铝粉的制备与性能（英）

用二异氰酸酯作桥,通过—OH和—NCO基团间的连串缩合反应,经过接枝含能端羟基叠氮缩水甘油醚(GAP),改性了超细(1~2 μm)铝粉表面。研究了接枝GAP铝粉的表面性质,与含氟粘结剂的相容性及70 ℃水中稳定性。结果表明,接枝前后的铝粉表面静态水滴接触角分别为0~25.7°和 109.9°,表面接枝后,铝粉表面性质从亲水改变为疏水。接枝GAP的铝粉与含氟粘结剂有更好的相容性。在70 ℃水中15 min后,未经处理的铝粉有39.8%的活性铝被氧化,而经过GAP接枝改性的铝粉在70 ℃水中60 min后只有1.4%的活性铝被氧化,显示接枝GAP的铝粉可有效保护铝粉在苛刻的热水条件下不被氧化。     

Ni-Co-P/CNTs复合微波吸收剂的制备及表征

选用碳纳米管为芯体,采用SnCl2和PdCl2进行敏化-活化预处理后,利用化学镀工艺在其表面均匀地包覆磁性Ni-Co-P合金层,成功制备出新型轻质Ni-Co-P/CNTs纳米复合微波吸收剂。利用XRD,TEM,SEM和EDS等方法对样品进行形貌观察和分析表征,并讨论碳纳米管表面化学沉积Ni-Co-P的影响因素。结果表明:碳纳米管表面均匀、连续、完整地包覆Ni-Co-P合金层,化学镀后镀层呈非晶态,450℃氢气保护气氛下热处理后出现结晶相Ni3P和六方晶系的α-Co单质,调整镀液温度为20～30℃,pH值为8.8～9.0,选用十二烷基硫酸钠作为阴离子表面活性剂具有较好的包覆效果。     

表面接枝GAP改性超细铝粉的制备与性能（英文）

用二异氰酸酯作桥,通过—OH和—NCO基团间的连串缩合反应,经过接枝含能端羟基叠氮缩水甘油醚(GAP),改性了超细(1~2μm)铝粉表面。研究了接枝GAP铝粉的表面性质,与含氟粘结剂的相容性及70℃水中稳定性。结果表明,接枝前后的铝粉表面静态水滴接触角分别为0~25.7°和109.9°,表面接枝后,铝粉表面性质从亲水改变为疏水。接枝GAP的铝粉与含氟粘结剂有更好的相容性。在70℃水中15 min后,未经处理的铝粉有39.8%的活性铝被氧化,而经过GAP接枝改性的铝粉在70℃水中60 min后只有1.4%的活性铝被氧化,显示接枝GAP的铝粉可有效保护铝粉在苛刻的热水条件下不被氧化。     

TKX-50/KH550复合材料的制备及其与硝化棉的相容性

为改善1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二羟胺盐(TKX-50)与硝化棉(NC)的相容性,采用1%、2%和3%浓度的硅烷偶联剂(KH550)乙醇溶液对TKX-50进行包覆,得到3种TKX-50/KH550复合材料TK1、TK2和TK3。采用扫描电镜、红外光谱仪和差示扫描量热仪研究了复合材料的形貌结构及热安定性能;采用绝热加速量热仪和差示扫描量热仪研究了TKX-50/KH550复合材料与硝化棉(NC)之间的相容性。结果表明,与原料TKX-50(138.86 kJ·mol-1)相比,TKX-50/KH550复合材料的热分解表观活化能分别增加了190.03、195.82、194.42 kJ·mol^-1,TKX-50的热稳定性得到了提高;在绝热环境下,较TKX-50与NC混合体系,3种TKX-50/KH550复合材料与NC混合体系的初始热分解温度分别提高了14.93、18.18和17.90℃;相比TKX-50,TKX-50/KH550复合材料与NC的相容性等级从3级提升到2级,改善了TKX-50与NC的相容性。     

Cu包覆W粉体的制备工艺及表征

在自制的设备上针对不同粒度的钨粉采用化学镀制备铜包覆钨粉末,用扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仪研究包覆粉末的形貌、成分和物象组成。结果表明,镀层均匀,镀层厚度达到0.45μm。钨粉表面化学镀铜的最佳工艺为:五水硫酸铜20 g/L;酒石酸钾钠13.6 g/L;乙二胺四乙酸二钠27.3 g/L;甲醛15 ml/L;pH=12;温度约60℃、钨粉粒径10μm。     

DAAF基不敏感PBX的热安全性

为了研究3,3'-二氨基-4,4'-氧化偶氮呋咱(DAAF)基不敏感高聚物黏结炸药(PBX)的性能,采用水悬浮包覆技术分别制备出三种DAAF基PBX:DAAF/F_(2311)(95/5)、DAAF/Viton A(95/5)、DAAF/EVA(95/5)。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)和机械感度测试仪对样品的形貌结构、热分解特性以及撞击感度、摩擦感度进行测试分析,考察了样品的快速烤燃和慢速烤燃特性。结果表明:DAAF/F_(2311)为表面光滑的类球状、直径约450μm、包覆效果好,而DAAF/EVA和DAAF/Viton A表面粗糙、包覆效果较差;DAAF/F_(2311)比DAAF的放热峰温滞后了0.9℃(升温速率为10℃·min~(-1)时),DAAF/F_(2311)的活化能比原料DAAF提高了12.14 kJ·mol~(-1),热爆炸临界温度提高了8.29℃;按照GJB772A-1997方法测试三者的撞击感度H_(50)均大于100 cm,摩擦感度均为0;快烤和慢烤试验的响应等级均为燃烧,满足不敏感弹药烤燃安全性要求。     

F2602/GAP/CL-20复合纤维的静电纺丝制备及性能

通过静电纺丝工艺制备了氟橡胶/聚叠氮缩水甘油醚/六硝基六氮杂异伍兹烷(F2602/GAP/CL-20)复合纤维,研究了不同溶液浓度、黏结剂含量、纺丝电压以及注射速率的影响.采用扫描电子显微镜(SEM)观察其微观形貌,发现在溶液质量浓度为20％、黏结剂F2602/GAP含量为10％、纺丝电压为14 kV、注射速率为5×10-3 L·h-1时,制备的F2602/GAP/CL-20复合纤维呈三维网状结构,表面均匀且光滑.采用X射线衍射(XRD)分析、红外光谱(IR)分析、差示扫描量热仪(DSC)分析以及机械感度测试分析了F2602/GAP/CL-20复合纤维以及原料CL-20的性能.静电纺丝后复合纤维中的CL-20晶型由ε型转变成β型,且静电纺丝过程中CL-20与F2602/GAP未发生化学反应.经静电纺丝后,F2602/GAP/CL-20复合纤维的表观活化能(374.3 kJ·mol-1)比原料CL-20(178 kJ·mol-1)提高了196.3 kJ·mol-1,热稳定性得到提高.F2602/GAP/CL-20复合纤维的撞击感度H50(62.6 cm)比原料CL-20(21.2 cm)提高了41.4 cm,摩擦感度(52％)比原料CL-20(84％)降低了32％,降感效果显著.     

AP包覆超细硼粉的改进方法

采用沉积法,以甲醇、丙酮为溶剂,AP为主要原料,对超细硼粉进行包覆。研究了溶剂、蒸发速率及氨基硅烷偶联剂对包覆效果的影响,并采用红外光谱、热分析、原子力显微镜、透射电镜等手段分析了包覆效果。结果表明,最佳的蒸发速率为10g.h-1;包覆前先对硼粉进行硅烷偶联剂预处理,会使硼粉的表面沉积更均匀,包覆效果更好;包覆后硼粒子表面规整,而且外表面存在较明显的包覆层。     

Al-5Ti-1B对Al-Zn-Mg-Cu合金铸态组织与力学性能的影响

研究了电磁搅拌连续铸挤Al-5Ti-1B晶粒细化剂对Al-Zn-Mg-Cu合金铸态组织与力学性能的影响。结果表明:Al-5Ti-1B是Al-Zn-Mg-Cu合金的有效晶粒细化剂,添加质量分数为0.1%的Al-5Ti-1B,可使Al-Zn-Mg-Cu合金铸态组织从粗大的枝晶细化为平均直径为54μm的等轴晶,抗拉强度和伸长率提高5.5%和35.6%;随着Al-5Ti-1B的质量分数从0.1%增加至0.5%,Al-Zn-Mg-Cu合金的晶粒进一步细化,抗拉强度和伸长率继续提高;当Al-5Ti-1B的质量分数为0.5%时,Al-Zn-Mg-Cu合金被细化为平均直径为38μm的等轴晶,合金的抗拉强度和伸长率提高到313 MPa和4.2%,与未添加Al-5Ti-1B相比,分别提高了13.8%和48.2%。     

钛合金板材冲压开裂的AES-PRO分析

本文使用AES-PRO方法分析了Ti-5％Al-2.5％Sn合金板在冲制迫击炮座板时开裂的原因。结果表明,钛合金板冲压时开裂是由于真空退火的真空度过低,氧溶入合金,在板材表面形成了α脆性层造成的。     

变温红外光谱法研究GAP与三种异氰酸酯的反应动力学

用变温傅里叶变换红外光谱法研究了二月桂酸二丁基锡(T12)存在下GAP/HMDI、GAP/TDI和GAP/IPDI(此处GAP,HMDI,TDI和IPDI分别为聚叠氮缩水甘油醚,4,4'-二环己基甲烷基二异氰酸酯,甲苯二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯)体系的反应动力学。结果表明,GAP与三种异氰酸酯(HMDI,TDI和IPDI)的反应为二级反应。它们的反应速率均随温度的升高而加快。GAP/HMDI、GAP/TDI和GAP/IPDI体系的反应活化能分别为15.49,12.27和22.46 kJ·mol-1,显示三个体系的反应活性递减次序为GAP/TDIGAP/HMDIGAP/IPDI。     

黏结剂对喷雾干燥FOX-7基PBXs的性能影响

为研究喷雾干燥制备高聚物粘结炸药(Polymer Bonded Explosives,PBXs)的包覆机理和黏结剂种类及含量对PBXs性能的影响,分别以聚酯型热塑性聚氨酯(Estane 5703)、氟树脂(F₂₃₁₄)、氟橡胶(F₂₆₀₂)和丙烯酸酯橡胶(ACM)为黏结剂,采用喷雾干燥技术制备细化FOX-7和含有不同黏结剂种类和含量的1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯(FOX-7)基PBXs。分别采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、撞击感度测试仪测试样品的表面形貌、晶型、热分解特性和撞击感度,研究黏结剂种类和含量对FOX-7基PBXs性能影响。结果表明,喷雾干燥包覆样品晶型均为α-FOX-7;Estane 5703包覆样品拥有最佳的球形度、表面光滑度和机械安全性,但表观活化能降低10.61%,F₂₆₀₂包覆样品的热稳定性好,二者作为黏结剂均可有效降低FOX-7的撞击感度;黏结剂含量为3%～5%时,FOX-7基PBXs造型粉颗粒表面光滑,包覆黏结效果好;黏结剂含量为5...     

双层包覆对超多孔发射药燃烧性能的影响

为进一步提高37孔发射药的燃烧渐增性,采用双层包覆工艺对37孔硝基胍发射药进行包覆。通过三维视频、扫描电镜、DSC及定容燃烧测试等方法研究了包覆效果、包覆层与基药的相容性、不同包覆层质量含量及包覆层层数对燃烧性能的影响。结果表明,双层包覆药厚度较为均匀;包覆层和基药相容性良好;在相同包覆层含量8%的条件下,双层包覆药的燃烧增面值较单层包覆药明显提高。双层包覆药的燃烧增面值ΔL随着外包覆层的增加呈先增后降的趋势,在内、外包覆层质量含量均为5%的条件下,燃烧渐增性最大,其ΔL值为0.1431 MPa~(-1)·s~(-1),相对于37孔基药,其燃烧增面值提高了43.53%。     

M963镍基高温合金疲劳性能的神经网络预测

基于神经网络技术,根据M963铸造镍基高温合金疲劳试验数据,建立了高温合金疲劳性能预测模型,并进行了M963铸造镍基高温合金相关疲劳验证和分析。结果表明:从提高M963高温合金疲劳性能的角度出发,合金元素添加量(质量分数)优选为7%Cr+5%V+0.5%RE;熔体过热温度优选为1 030℃;表面超音速火焰喷涂合金粉末配比优选为Cr-20Al-30V-0.5Y。