改性膨胀石墨衰减红外/毫米波性能研究

为提高膨胀石墨的红外/毫米波衰减性能,采用化学镀铜和掺杂二茂铁两种方法对可膨胀石墨进行技术改性,并测量了改性后所制备的膨胀石墨对红外(3~5、8~14μm)、毫米波(3、8 mm)的衰减性能。结果表明:改性后的膨胀石墨比单纯的膨胀石墨具有更好的红外/毫米波衰减性能,且掺杂二茂铁改性膨胀石墨的红外/毫米波衰减性能明显优于化学镀铜改性膨胀石墨。     

可膨胀石墨在爆炸分散型发烟剂中的应用

本文根据膨胀石墨蠕虫的生成以及对毫米波的衰减机理,进行了爆炸分散发烟剂的配方设计,对可膨胀石墨的插层物质进行了优化。经试验,醋酸插层的可膨胀石墨的膨化率达96％,对8mm波有明显的干扰作用。     

膨胀石墨干扰8毫米波特性研究

研究了膨胀石墨对8 mm电磁波的干扰特性,指出膨胀石墨的膨胀尺度是影响遮蔽效果的重要参量,并依据毫米波雷达的衰减机制确定了酸化石墨的粒径与厚度。应用扫描电镜观测样品膨胀前后的表观形貌。以H2S04-CH3COOH-GIC为例,对膨胀石墨型气溶胶的粒度分布、沉降速度及其在8 mm波频段内的衰减率进行了测试、计算与分析,研究了膨胀倍率随膨化温度、时间变化的规律。研究结果表明,膨胀石墨是一种高效、新颖的发烟剂,对军用毫米波雷达(36 GHz)干扰作用显著。     

可膨胀石墨用作抗红外/毫米波双模发烟剂的研究

为了获取一种性能较佳的毫米波发烟剂材料,就JF-150可膨胀石墨对3mm和8mm波的衰减性能进行了实验研究,在此基础上,以JF-150可膨胀石墨作为重要组分设计了一种抗红外/毫米波发烟剂配方,采用红外热像仪及毫米波辐射计测试了该发烟剂形成的烟幕对3mm和8mm波的衰减特性。结果表明,可膨胀石墨对3mm和8mm波单程最大衰减分别为17.0dB、16.6dB,优于铝箔条衰减效果;60g可膨胀石墨发烟剂对3mm和8mm波单程最大衰减值均大于10dB,干扰时间约为20s。可膨胀石墨是一种用于制造抗红外/毫米波双模发烟剂的良好材料。     

表面包覆对可膨胀石墨膨胀和毫米波衰减性能影响研究

采用3种包覆剂对两种可膨胀石墨进行了表面包覆,测试了包覆前后可膨胀石墨的膨胀性能,结果表明包覆剂1对可膨胀石墨的膨胀性能无明显影响,包覆剂2和包覆剂3使可膨胀石墨的膨胀倍率增加。此外,测试了由不同包覆剂处理的可膨胀石墨制备的发烟剂对毫米波的衰减性能,结果表明包覆剂对毫米波衰减性能有一定影响,其中包覆剂2的影响显著。     

低温可膨胀石墨的结构与性能研究

对HClO4/H3PO4/KMnO4氧化插层体系制备的低温可膨胀石墨的膨胀性能进行了研究,采用红外光谱、热失重和X射线衍射对其结构进行了分析,提出了氧化插层过程和机理.研究表明:制备的低温可膨胀石墨在300℃和400℃的膨胀容积分别达240mL/g和350mL/g,其石墨片层间存在H2PO4-、HPO42-、PO43-、ClO4-阴离子插层物和H3PO4、HClO4中性分子插层物,其TGA图谱的60～250℃之间发生约27%的热失重,X射线衍射图谱在2θ=29.5°处出现一个不太强的衍射特征峰.     

微波法制备无硫膨胀石墨结构特征研究

以黑龙江萝北石墨为原料,采用H3PO4和CH3COOH插层石墨,微波膨化制备了无硫膨胀石墨.采用IR、XRD 和 SEM 测试技术进行结构表征,并对比不同捅层剂制备的膨胀石墨微波膨化的膨胀效果与结构差异.研究表明:对于磷酸法制备的膨胀石墨,其微波膨胀效果与结构完整性均优于冰乙酸法制备的膨胀石墨,磷酸法制备的膨胀石墨的膨胀倍率可达到282 mL·g-1.     

短切碳纤维云团对毫米波/红外复合干扰性能影响

为了研究短切碳纤维云团对毫米波/红外的复合干扰性能,构建了实验测试平台。在静风条件下进行了1.5 mm/4 mm碳纤维爆炸分散实验。研究了爆炸分散云团形成过程。测试并分析了云团对3 mm波、8 mm波和8~14μm红外的干扰性能。结果表明,爆炸方式能够有效分散短切碳纤维。在实验的弹体结构和装填参数条件下能够形成稳定的烟幕云团,呈现优良的毫米波/红外复合干扰性能。对毫米波和红外的最大衰减大于95%。对3 mm波的有效作用时间(单程衰减分贝数≥5.2 d B)不小于1 min,对8 mm波能达到30 s以上,对红外靶标的有效遮蔽时间(衰减率≥85%)大于20 s,碳纤维长度的变化对毫米波干扰性能影响较大。     

亚微米LLM-105与LLM-105/GO复合含能材料 的制备及表征

为了获得性能优良的高能复合材料,采用机械球磨方法制备了亚微米LLM-105和LLM-105/GO复合含能材料。对样品的微观形貌及结构等迚行了表征,分析了亚微米LLM-105和LLM-105/GO复合材料的热分解性能和分解产物。结果表明:球磨后LLM-105的微观形貌呈类球形,LLM-105/GO复合材料中的LLM-105附着在氧化石墨烯(GO)片层上,经球磨作用后的LLM-105/GO复合材料未改变LLM-105原有的晶型;LLM-105/GO复合含能材料分解后的主要产物有N_2O、CO_2、CO、N_2、H_2O,与亚微米LLM-105热分解的主要产物相同;与亚微米LLM-105相比,LLM-105/GO的热稳定性更好。     

TC4钛合金/304不锈钢异种材料扩散焊研究

在真空条件下制备TC4钛合金/304不锈钢双金属复合材料,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和显微硬度计对结合区的显微组织和性能进行测试分析。结果表明:当温度为1 025℃、保温60 min时,扩散连接得到的TC4/304双金属复合材料过渡层界面清晰、焊接缺陷较少,结合区的硬度曲线呈先升后降的趋势,峰值硬度为613.5HV;当扩散温度高于975℃时,TC4/304界面处形成A、B、C新相层,A层为混合铁基固溶体,B层主要为Fe_2Ti、FeTi和TiCr_2多元复杂脆性金属间化合物,C层靠近TC4侧为β-Ti基的单相固溶体组织;并且过渡层的厚度随连接温度的升高而递增。     

超细石墨插层化合物的制备及性能测试

以浓硫酸和重铬酸钾为强氧化剂,对2—5μm微粉石墨进行了浓硫酸和冰醋酸插层。通过控制反应物之间的比例,可制各出膨胀容积为7．6～13．6mL/g的超细石墨插层化合物。应用FTIR光谱仪和大气采样器研究了产物的红外消光能力和空中飘浮能力。结果表明,该产物与原石墨、市售可膨胀石墨相比有较大的空中飘浮能力及红外遮蔽能力。     

丁羟推进剂模型体系中键合剂作用机理的分子模拟研究

为研究不同键合剂在丁羟(HTPB)推进剂中作用机理,采用分子动力学(MD)方法和COMPASS力场对固本填料(Al/Al_2O_3)晶面、键合剂及HTPB所组成的层面模型进行了模拟计算,求得了吸附能与静态力学性能,研究了键合剂对体系力学性能的影响;在303 K温度下对推进剂中氧化剂分解气体O_2和H_2O在键合剂膜层中的扩散进行了模拟,探讨了键合剂对推进剂抗老化性能影响.结果表明,键合剂加入能够增强固体填料同HTPB界面吸附能力,使体系弹性系数增强,刚度增加;而键合剂膜层对气体扩散的阻碍能力也同提高体系抗老化性能趋势一致.     

温度对SPS烧结B_4C-SiC复相陶瓷力学性能的影响

以B_4C-20%SiC复相陶瓷为研究材料,通过SPS烧结方式烧结制备B4C-20%SiC复相陶瓷,研究烧结温度对其力学性能的影响。结果表明:样品的致密度和力学性能随温度的升高而增加,在1 950～2 000℃样品的致密化最明显,硬度和断裂韧性也迅速提升;当温度高于2 000℃时,样品基本致密,力学性能也不再发生明显变化。因此,在2 000℃下烧结可得到性能优异的B_4C-SiC复相陶瓷,其相对密度为96.34%,硬度为32.44HV,断裂韧性为4.78 MPa·m~(1/2)。     

新型含能增塑剂A16对HTPB的增塑性能

为了研究新型含能增塑剂(2,2-二硝基丙基)-2-己基癸酸酯(A16)对端羟基聚丁二烯(HTPB)的增塑性能,采用分子动力学方法对HTPB与A16进行了相容性模拟,对增塑比2∶1～1∶1.5、温度30～70℃条件下HTPB/A16和HTPB/DOS体系的表观黏度进行了研究,并测试了两种体系的力学性能。结果表明:HTPB、A16各自分子间作用以范德华力为主,HTPB与A16的溶度参数差值仅为0.004(J·cm~(-3))~(1/2),二者具有非常好的相容性;HTPB/A16体系的表观黏度高于HTPB/DOS体系,但随着增塑剂质量比的提高或温度的提高,两种体系的表观黏度差异减小,当增塑比为1∶1,温度为70℃时,HTPB/A16与HTPB/DOS体系的黏度差仅为60.5 cP,A16与DOS的降黏效果相当;在相同增塑比条件下,HTPB/A16固化胶的拉伸强度和延伸率均比HTPB/DOS固化胶大,HTPB/A16固化胶的拉伸性能优于HTPB/DOS;增塑比为1∶1时,HTPB/A16固化胶的断裂延伸率比HTPB/DOS提高18.6%,模量降低8.6%,A16对HTPB的增塑效率高于DOS。     

(B/Ti)_n/TaN薄膜点火桥的制备及点火性能

利用磁控溅射与微细加工技术,将B/Ti多层膜沉积在TaN模桥制备了(B/Ti)n/TaN薄膜点火桥(膜桥),其中TaN膜桥的尺寸为80m×40m×2m,B/Ti多层膜尺寸为4mm×4mm,层数为40层,第一层B厚度400nm,其后每层B或Ti厚度为200nm,总μμμ厚度约8m。用电压40V、电容47F的钽电容对样品进行发火性能测试。结果表明:TaN膜桥的点火延迟时间为85s、点火输μμμ入能量15mJ、爆炸温度2500~3500K、火焰持续时间0.15ms左右、炸药持续高度5mm左右,而(B/Ti)n/TaN膜桥的点火延迟时间为37s、点火输入能量6mJ、爆炸温度4000~8500K、火焰持续时间大于0.25ms、火焰持续高度10mm以上。在点火桥上沉积B/Tiμ多层膜可降低点火延迟时间和点火输入能量,有效提升火工品的点火性能。     

延期体抗高加速度过载的界面加固性能研究

通过在延期体端面放置纸质垫片的途径来实现界面加固,采用Hopkinson加载试验技术和非线性数值模拟的方法对B/BaCrO4延期体上的应力波传播特性、抗过载界面加固特性进行了研究.研究结果表明:纸垫可以有效地衰减作用到延期体上的应力波,减小延期体的变形量,提高应力/应变分布均匀性,增强延期体的抗过载能力.延期体两个端面加固的效果优于一个端面的加固,应力波输出端加固性能优于应力波输入端加固性能.两端加固的纸垫厚度增加,延期体发生塑性变形的值相对变小.     

多频谱复合干扰剂的制备及遮蔽性能

为探索多频谱复合干扰剂最佳配方,改进生产工艺,提高其在可见光、红外、毫米波等多个波段的干扰性能,采用材料改性技术制备了碳纳米管/石墨烯/碳轻质复合材料;采用复配技术,制备了"碳纳米管/石墨烯/碳复合材料+碳纤维"多频谱复合干扰剂。以各波段的质量消光系数之和作为评价指标,不同粒径的纳米管/石墨烯/碳复合材料(A)、不同状态的碳纤维(B)、不同配比(C)、不同混制溶液(D)作为因素,通过正交试验法分析了各因素对干扰剂性能的影响。基于烟箱实验,根据"朗伯-比尔"定律,计算了烟幕的质量消光系数。结果表明:因素A和因素C的极差分别为1.48和1.43,为影响复合干扰剂综合遮蔽性能的主要因素;因素B和因素D的极差分别为0.32和0.52,为次要影响因素。其最佳制备条件为:选用粒径D50为4.2μm的碳纳米管/石墨烯/碳复合材料与通过800℃焙烧的碳纤维,按照质量比为85∶15,在乙醇溶液中混合制备。在该条件下制备的多频谱复合干扰剂,对可见光、近红外、中红外和远红外的透过率小于5%,有效遮蔽时间大于300 s;对3 mm波和8 mm波衰减值可达-14 dB和-15.65 dB,有效遮蔽时间大于30s;该条件下制备的复合干扰剂具有较好的多频谱遮蔽性能。     

葡萄糖为还原剂水热合成石墨烯-锰系化合物及其电化学性能

石墨烯存在条件下,采用水热法,以葡萄糖为还原剂与高锰酸钾按物质的量之比1∶2发生反应,得到立方体形貌的Mn CO3/石墨烯复合物。将所得复合物于250、450和600℃进行热处理,对其结构、形貌和电化学性能进行表征和测试。结果表明,450℃热处理后得到的Mn O/石墨烯复合物具有多孔的立方体形貌,电化学性能最佳,0.5 A/g电流密度下最高比容量可达407.5 F/g,且1 000次循环后比容量没有衰减。     

固相反应法制备SrAl2O4:Eu2+,Dy3+长余辉发光陶瓷及性能表征

采用干压成型高温固相反应在还原气氛中制备了SrAl2O4:Eu2 ,Dy3 发光陶瓷片状样品.陶瓷结构致密均匀、强度高、耐腐蚀性好. 样品在自然光激发下发出明亮的绿光.X射线衍射仪(XRD)分析表明,在1 250～1 450℃烧结形成SrAl2O4单斜晶系晶体;扫描电镜(SEM)分析表明,样品在1 400℃烧结4h,结构较致密,晶粒发育完善.光谱分析表明,样品的发光光谱是峰值位于520nm的宽带谱,激发光谱是位于240～420nm的宽带谱,峰值分别为240、320、360、420nm. 发光衰减特性分析表明,SrAl2O4:Eu2 ,Dy3 陶瓷的发光亮度随时间衰减符合I=At-n规律, 大致可分为三个不同的阶段:在前5min,n=0.6;在5至40min,n=1.0;在40至600min,n=1.3. 在40W日光灯激发30min后, 撤除光源10h发光亮度衰减到2.15mcd/m2,远远高于人眼可辨的最低值.这种发光陶瓷作为轻武器简易夜瞄装置和应急照明光源等在夜间作战中有重要应用前景.     

硝化剂及预处理条件对软木NC氮量及其分布影响

以加拿大针叶木为原料、采用硝硫混酸和HNO3/CH2Cl2两种硝化剂分别制备了A、B、C、D级硝化纤维素(NC)样品,通过偏光显微镜分析测试了其含氮量及氮量分布(硝化均匀性)。同时采用不同的高压闪爆预处理条件,对针叶木进行预处理,比较了闪爆对高氮量B、低氮量D级NC的含氮量及氮量分布,系统研究了硝化剂体系组成及原料预处理条件对NC的含氮量及其分布影响规律。结果表明,在同样氮量级别,HNO3/CH2Cl2硝化体系比HNO3/H2SO4/H2O得到的NC氮量分布更均匀,A、B、C与D级NC的均匀性分别提高17.46%、16.98%、16.77%和25.79%;同一硝化剂体系,闪爆有利于硝化剂向软木纤维素纤维束内部扩散,能提高NC含氮量及氮量分布均匀性,B级NC,其均匀性提高6.06%,D级NC则提高7.56%。