水基喷火油料模拟剂研究

针对喷火油料的性状特点,以水基增稠体系(羧甲基纤维素钠、壳聚糖、十二烷基硫酸钠、聚合物钠盐)为基础,系统研究了其表观粘度、非牛顿流体特性和喷射后坐力等技术参数。研究结果表明:聚合物钠盐水溶液具有剪切稀化和弹性恢复效应,呈现出非牛顿流体特性;粘度随聚合物钠盐浓度的增加和温度的降低而增大,该体系在加入适量丙二醇后,可以显著增强抗冻效果,能够满足-10℃的使用要求。此外,该体系的喷射作用模式与现有喷火油料基本吻合,能够较好地模拟喷射状态。     

卵磷脂对HTPB-苯乙烯溶液流变特性的影响

采用黏度法考察卵磷脂对端羟基聚丁二烯(HTPB)-苯乙烯溶液流变特性的影响。以黏度变化因子C为指标,表征卵磷脂与HTPB分子间相互作用大小,通过这一方法,探讨了混合溶液体系中卵磷脂与HTPB的共混行为,同时比较了两者相对含量变化对其相互作用的影响。结果表明:随着卵磷脂含量增加,溶液的黏度随之增大,呈现出更加显著的非牛顿流体特性;而混合溶液的流动活化能(E)呈现先减小后增大的趋势,HTPB与卵磷脂分子间相互作用呈现先增大后减小的趋势。当卵磷脂质量分数增加至0.053时,C增至最大值0.165,E/R降至最小值,1004.9。     

SC-CO_2辅助高固含量发射药代料挤出加工的流变行为(英文)

为了改善高固含量发射药挤出加工时流变性能,采用超临界二氧化碳(SC-CO_2)作为增塑剂辅助高固含量发射药代料醋酸纤维素/碳酸钙(CA/CaCO_3)挤出加工,通过狭缝流变仪和幂律方程研究了CA/CaCO_3和CA/CaCO_3/SC-CO_2溶液的在线流变行为,使用Polyflow软件模拟了CA/CaCO_3/SC-CO_2溶液的分散混合性能。结果表明,温度为50℃时,SC-CO_2使CA/CaCO_3溶液的稠度系数降低了26.00%,非牛顿指数增加了16.67%,降低了CA/CaCO_3溶液在挤出过程的粘度和压力;随着加工温度的升高,CA/CaCO_3/SC-CO_2溶液的粘度降低;在低剪切速率下,CA/CaCO_3/SC-CO_2溶液的剪切粘度对温度的敏感性较高;根据模拟结果,温度为50℃时,CA/CaCO_3/SC-CO_2溶液经受最大剪切应力的最大概率密度比CA/CaCO_3溶液增加了20.63%,SC-CO_2的注入有利于CA/CaCO_3溶液分散混合性能的提高。     

DNAN/HMX熔铸炸药的流变特性

为了探索奥克托今(HMX)固含量、体系温度、HMX粒度、HMX颗粒级配及功能助剂等对2,4‐二硝基苯甲醚(DNAN)/HMX悬浮液流变性的影响规律,采用数字粘度仪,研究了不同物料状态下DNAN/HMX悬浮体系的表观粘度。结果表明:当HMX固含量为3%时,悬浮液呈现牛顿流体特性;HMX固含量为12%~30%时,该悬浮液表观粘度可用Ostwald‐de Waele模型进行描述,非牛顿指数n值从0.842降低到0.374。95~116℃时,温度对表观粘度的影响可以用Arrhenius方程描述,活化能Ea从25.97 k J?mol~(-1)增加到30.17 k J?mol~(-1)。表观粘度随着粒度的增大而降低,当粒度为999.5μm与粒度为132.6μm的颗粒级配比为2∶1时,表观粘度达到最小值,且固含量可达80%。功能助剂N‐甲基‐4‐硝基苯胺(MNA)、三‐(β氯乙基)磷酸酯(CEF)降低了悬浮液的表观粘度,而脱水山梨醇单硬脂酸酯聚氧乙烯醚(吐温60)、微晶蜡‐80(MV80)、乙酸丁酸纤维素(CAB)、热塑性聚氨酯‐5702(TPU5702)提高了悬浮液的表观粘度。     

Kevlar纤维布/剪切增稠液复合材料制备及防刺性能

采用纳米SiO2和聚乙二醇(PEG200)制备不同SiO2质量浓度的剪切增稠液体(Shear Thickening Fluid,STF),并检测其流变性能;用落锤式冲击实验装置检测纯Kevlar纤维布和经STF浸渍的STF-Kevlar复合纤维布防刺性能。研究结果表明:不同SiO2质量浓度的STF均有剪切增稠现象,随着SiO2质量浓度升高,起始粘度增大,增稠现象越显著,而临界剪切速率基本不变;同层数的STF-Kevlar复合纤维布的防刺性能明显优于纯Kevlar纤维布,防刺性能随SiO2质量浓度的增加而提高。     

精制棉与硝化工艺对硝化棉含氮量及其分布均匀性的影响

采用北京理工大学自主研发的硝化棉(NC)含氮量及其分布均匀性测试仪,从精制棉聚合度、硝化时间和硝化体系中的HNO3含量三方面考察了硝化棉含氮量及氮量分布均匀性的变化规律。首次把纤维在硝化过程中的膨润程度作为一个指标进行分析。实验结果表明:在可比条件下精制棉的聚合度对所制备的NC含氮量无显著影响,而精制棉的聚合度越小,所制备NC的氮量分布越均匀;随硝化时间延长,NC含氮量先逐渐增大,在硝化时间为30 m in时达到最大值,之后继续延长硝化时间,NC含氮量呈轻微下降趋势;NC的氮量分布指数Dξ值起初随硝化时间延长而减小,在硝化时间为30 m in时取得最小值,之后继续延长硝化时间,Dξ值又逐渐变大;在所研究的范围内,随着硝化体系中HNO3含量的增大,NC的含氮量逐渐增大。硝化体系中HNO3含量过大或过小时,所得NC的氮量分布均匀性都较差,而当HNO3含量为20.8%左右时,所得NC的氮量分布均匀性最好;在考察精制棉聚合度、硝化时间和硝化体系中的HNO3含量三方面因素对硝化结果的影响规律时都发现,纤维的膨润程度是影响NC氮量分布均匀性的最直接原因,纤维膨润程度(平均直径)越大,所得到NC的氮量分布均匀性越好。     

石蜡基凝胶燃料的制备及性能表征

以气相二氧化硅(A型)和改性蓖麻油(B型)为胶凝剂制备了两类石蜡凝胶,研究了胶凝剂类型对石蜡凝胶燃料体系稳定性、屈服应力、粘度和触变性的影响规律,采用HBE本构方程拟合了粘度曲线。结果表明,B型石蜡凝胶物理稳定性较好,受胶凝剂含量和离心力作用的影响较小;石蜡凝胶屈服应力和粘度随胶凝剂含量的增加而增大,B型石蜡凝胶的屈服应力受胶凝剂含量的影响比A型小。石蜡凝胶的粘度随剪切速率的增大而减小,具有剪切稀化性,A型石蜡凝胶的幂律指数(n)值随胶凝剂含量的增加从-0.029变化到-0.172,B型石蜡凝胶的n值从0.510变化到0.342;A型和B型石蜡凝胶都有一定触变性,但其复凝性很弱。     

B-GAP基推进剂药浆流变特性和固化动力学研究

为了研究支化聚叠氮缩水甘油醚(B-GAP)基推进剂的流变特性和固化反应过程,采用流变学研究方法对药浆进行了测试,研究了在50,55,60℃和65℃下药浆粘度随剪切速率及其模量随时间的变化规律。研究结果表明：B-GAP基推进剂药浆具有剪切变稀特性,属于假塑性非牛顿流体;推进剂药浆固化反应速率随着固化反应的进行而增加,在固化度为0.3时达到最大值,之后反应速率开始减小直至为零;温度对于推进剂固化反应动力学有较大影响,在一定温度范围内,固化反应速率峰值随着温度的升高而增加,储能模量最大值随着温度的升高而减小;基于幂律方程和Arrhenius方程计算得到了B-GAP药浆的本构方程和固化反应动力学方程。     

X120钢在含SO42-的NaCl溶液中腐蚀行为研究

采用静态电化学测试技术,并结合失重法、扫描电镜等分析手段,研究X120管线钢在含Cl-与SO_4~(2-)离子溶液中的腐蚀速率、腐蚀形貌及腐蚀产物膜层特性。结果表明:X120钢在各测试溶液中均表现为活性溶解特征,随着Na Cl溶液中SO_4~(2-)浓度的增加,腐蚀速率呈先增大后减小的趋势;当SO_4~(2-)的浓度为0.1 mol/dm3时,极化电阻最小,X120钢均匀腐蚀最严重,当SO_4~(2-)的浓度为1.0 mol/dm3时,腐蚀反应严重受阻,金属表面腐蚀现象得到明改善。膜层观察结果表明:SO_4~(2-)浓度会影响膜层的形成,当浸泡介质中SO_4~(2-)浓度由0.1 mol/dm3增至1.0 mol/dm3时,对应基体表面的腐蚀产物不断积累,膜层致密性增加,对基体的保护作用增强。     

爆胶棉对浇铸高能少烟CMDB推进剂工艺和力学性能影响

采用HAAKE流变仪和单轴拉伸试验,分别研究了爆胶棉(PNC)对浇铸高能改性双基推进剂(CMDB)推进剂工艺与力学性能的影响,并用B.S.T公式计算了含PNC的推进剂的物理交联密度。结果表明,在PNC含量为0.1%~0.5%的范围内,CMDB推进剂药浆为典型的假塑性流体;其粘度-剪切速率曲线均符合Ostwald de Waele方程;PNC含量增大,CMDB推进剂药浆的表观粘度(剪切速率为1 s-1)增大,其流平性能逐渐变差,但仍具有较长的适用期,可满足推进剂工程化的工艺要求。研究还表明,在CMDB推进剂中适量增加PNC含量,可提高推进剂中的物理交联密度,改善推进剂的密实性、连续性以及粘结剂基体对填料的包覆效果,提高推进剂的高、低温(50℃和20℃)抗拉强度。     

坦克、装甲车乘员热应激问题的解决方案

分析了坦克、装甲车内高温环境以及核生化防护服等因素的共同作用使得乘员经常处于高度的热应激状态,严重影响了乘员的生存和战斗力。分别综述了空调和微环境冷却方案对于减轻坦克、装甲车内乘员热应激的研究、发展状况。结论指出：微环境冷却方案较空调具有能耗低、尺寸小、重量轻、技术简单、降温效果显著（特别是对于穿着NBC防护服的乘员）等特点,是目前解决坦克、装甲车乘员热应激问题最优的方案。     

航空煤油的羟丙基纤维素凝胶力学性能研究

采用软固体测定仪，研究了胶凝剂、表面活性剂、稳定剂用量对航空煤油凝胶力学性能的影响。结果表明在实验条件下，随胶凝剂用量和表面活性剂OP-10用量的增加，凝胶的屈服应力增加。引入稳定剂C可使凝胶形成时间显著缩短，抗剪切能力显著增强。     

考虑剪胀效应的混凝土动态球形空腔膨胀理论

在考虑混凝土的压缩和扩容特性条件下,建立了动态球形空腔膨胀理论,其中完整的靶体响应为密实区-扩容区-开裂区-弹性区,在扩容区采用扩容方程。基于上述理论得到了空腔表面应力与膨胀速度的表达式,使用侵彻方程计算不同工况的侵彻深度并与试验值作对比,同时对混凝土强度参数和压缩系数对弹体侵彻深度的影响规律进行研究。结果表明：该模型可以较好预测侵彻深度,具有一定的合理性;混凝土强度参数中压力硬化系数对侵彻深度的影响较大,随着弹体初速度增大应考虑混凝土材料的剪切饱和性质;随着压缩系数不断减小,混凝土材料由压缩转为膨胀状态,导致空腔表面应力增加,侵彻深度降低。     

高氮含量金属掺杂氮原子簇的液氮冷却-激光溅射生成研究

为了研究激光溅射-超声分子束冷却离子源结构对金属掺杂氮原子簇形成的影响,通过增加液氮冷却、缩小脉冲阀喷气孔与激光轰击靶点的距离,对常规离子源进行了改进,并研究了碱金属和第一过渡系金属掺杂的氮原子簇的生成。通过飞行时间质谱发现了锂氮簇LiN_n~+(n=6,8,1 0,1 2,1 4,1 6,18)和Li_2N_n~+(n=8,1 0,12)、钠氮簇NaN_n~+(n=2-27)、钒氮簇VM_n+(n=6,8,9,1 0,1 1,13,15)和V_2N_n~+(n=17,1 9,21)、铬氮簇CrN_n~+(n=2,4,6,8,9,11)和Cr_2N_n~+(n=9,1 0,11)。实验结果表明,改进后的离子源能显著增加生成的金属掺杂氮原子簇的数量,并明显提高产物的含氮质量分数;掺杂金属的种类对所形成原子簇的组成有很大的影响,各类金属掺杂氮原子簇中丰度最高的分别为LiN_8~+、NaN_(12)~+、VN_(11)~+和CrN_8~+。     

冲击载荷下硼酸改性端羟基聚硅氧烷-二氧化硅复合材料的响应特性

为研究硼酸改性端羟基聚硅氧烷-二氧化硅轻质冲击硬化聚合物复合材料抗冲击特性及其机理,进行了单轴压缩、冲击试验;结合高速摄影和数字图像相关技术以及有限元仿真,研究材料的变形过程。结果表明：该材料在准静态载荷下呈黏性流动态,而在动态载荷下呈现固体状态,其流动应力提高了10⁴倍以上;当受到冲击载荷时,材料表现出一定的抗冲击性能,且抗冲击性能随着冲击速度和颗粒含量的提高而增强,材料在冲击过程中处于压力-剪力耦合应力状态,剪力所起作用随着冲击速度提高而逐渐增强;高速摄影结果显示,材料在冲击过程中发生阻塞转变,其中动态压缩导致材料局部硬化并表现出抗冲击特性,剪应力决定了材料抗冲击性能的应变率敏感性。因此,提高材料动态剪切响应是改善材料抗冲击性能的最优途径。     

模拟油罐氮气惰化实验研究

为研究某典型退役覆土油罐安全处置问题,基于原型尺寸覆土油罐设计模拟油罐开展氮气惰化实验.依据相似理论设计加工氮气惰化模拟实验系统台架,确定实验内容和步骤,并对油罐惰化置换氧气效率及氧气时空分布的规律进行研究.结果表明:在相同氮气流量下,氧气浓度与时间呈现对数变化关系,随时间增加氧气浓度降低速率逐渐减小,同一时刻罐内氧气浓度基本相同;在进气口处惰化初期氧气浓度波动较大,后期逐渐趋于稳定;油罐内相同位置随着流量不断增加,达到设定氧气浓度所需时间越短,惰化效率越高.研究结果对安全处置退役覆土油罐油气泄漏具有重大意义.     

分离式霍普金森压杆加载下不同组织Ti-6321钛合金的动态响应行为

通过固溶处理获得不同组织的Ti-6321钛合金,研究组织对材料动态响应行为的影响.采用万能试验机和分离式霍普金森压杆实验装置,结合光学显微镜和扫描电子显微镜等表征方法,对加载后的钛合金试样微观组织演化进行观察分析.结果表明:等轴、双态和魏氏组织材料均具有明显的应变率强化效应,临界剪切断裂应变率为3000 s-1,双态组...     

CL-20丙酮溶液热分解特性的研究

为了解丙酮对CL-20溶液热分解的影响,采用自行设计的临界爆温测试装置分别测试了固体CL-20以及CL-20丙酮溶液的临界爆炸温度。结果表明:在绝热加热条件下,当增大固体CL-20的质量时,其临界爆炸温度几乎没有变化;丙酮溶剂对CL-20溶液的热分解有一定的抑制作用;在升温速率不变的情况下,增大CL-20丙酮溶液的浓度,其临界爆炸温度先升高后降低,在浓度为6%时,其临界爆炸温度最高;保持CL-20丙酮溶液的浓度不变,在提高升温速率的情况下,其临界爆炸温度逐渐升高。实验结果对研究CL-20在生产、应用过程中的安全性具有重要的意义。     

N,N-二(1(2)氢-5-四唑基)胺及其衍生物的研究进展

四唑类含能化合物具有氮含量高、密度高、热稳定性好、成气量大等优点。汇总和评述了N,N-二(1(2)氢-5-四唑基)胺及其非金属盐类化合物、金属配合物的合成、性能及应用研究进展。建议:(1)设计分子中有更多氮、氧原子和配位氧的化合物,以改善氧平衡、提高密度;(2)选制备容易、结构简单、性能优异的化合物为研究对象,开展该类化合物在钝感高能炸药、固体推进剂、火工品及新型气体发生剂等领域中的应用研究。     

基于声发射矩张量理论的混凝土裂纹机制反演

为探讨裂纹时空演化规律,基于改进的声发射源定位方法和矩张量理论,反演双边开口的混凝土试件压剪破坏过程中裂纹位置、裂纹类型以及裂纹面的法线方向和运动方向.分析结果表明,试件在拉应力损伤破坏区域,拉伸型裂纹扩展占主导,在剪应力损伤破坏区域,剪切型裂纹扩展占主导.矩张量分析中不同类型裂纹的时空分布特征与试件实际受力和损伤情况...