固体推进剂组分相容性的分子动力学模拟

运用分子动力学模拟(MD)研究了固体推进剂组分1,2,4-丁三醇三硝酸酯(BTTN)、硝化甘油(NG)、奥克托金(HMX)、端羟基聚丁二烯(HTPB)、葵二酸二辛脂(DOS)和二乙基二苯脲(EC)的性质及其相容性;在COMPASS力场下,模拟计算了上述化合物及其共混体系的结合能、内聚能密度、溶度参数和共混体系分子间的FloryHuggins相互作用参数;通过比较溶度参数差值(Δδ)、Flory-Huggins相互作用参数等预测了推进剂组分间的相容性;通过结合能分析,揭示混合物组分分子的相互作用本质。结果表明,BTTN、NG均与EC相容,HTPB与DOS是相容体系,而HTPB/NG、HMX/BTTN和HMX/NG体系均为不相容体系。     

AlH_3固体推进剂能量性能的理论研究

根据最小自由能原理,利用ramj能量计算软件研究了AlH_3对Al相对含量、CL–20(六硝基六氮杂异伍兹烷)对AP(高氯酸铵)相对含量和黏合剂体系增塑比等因素对AlH_3固体推进剂能量性能的影响规律。结果表明:当推进剂其他组分含量一定时,随AlH_3对Al相对含量的提高,推进剂的氧系数、理论比冲升高,但密度、燃温和燃气平均相对分子质量降低;随CL–20对AP相对含量的增加,推进剂的密度和理论比冲升高,但氧系数和燃气平均相对分子质量降低,燃温先升高后降低;随黏合剂体系增塑比的提高,推进剂的氧系数、密度、理论比冲、燃温和燃气平均相对分子质量均增加。在上述影响规律的基础上,通过系统计算,发现当推进剂配方的w(含能固体)为72%,黏合剂体系增塑比为2.8,推进剂理论比冲≥2 744 N·s/kg时,推进剂的密度随w(Al+AlH_3)的增加先增加后降低,并在w(Al+AlH_3)为19%时达到最大值1.759 g/cm~3。此外,提高配方含能固体含量或提高黏合剂体系增塑比可进一步提高推进剂的最大密度。     

铝/冰固体推进剂的改良

针对如何提高铝/冰固体推进剂的综合性能,从氧化剂和燃料两方面进行了概述,指出引入H_2O_2和AlH_3均可提高推进剂的比冲,还可调节其燃烧性能;并对铝/冰固体推进剂的发展方向进行了展望。     

固体推进剂的热分析

概述了热分析在单基、双基及复合固体推进剂表征中的应用。     

三氢化铝在固体推进剂中的能量性能理论研究

通过对三氢化铝应用于固体推进剂中的能量性能进行理论计算,得到了不同配方的三氢化铝推进剂的燃烧室平衡温度、比冲、特征速度、等压比热容等计算结果。分析结果表明,在固体推进剂中将金属铝替换为三氢化铝后,可以降低燃烧室的平衡温度和燃烧产物的凝聚相质量分数,增加燃烧产物的等压比热容和等容比热容,提高燃料的特征速度和比冲。     

推进剂组分相容性研究方法

相容性是评价推进剂贮存安定性与使用可靠性的一项重要指标。概述相容性的定义、理论判据、实验和理论研究方法,重点综述测定多组分体系相容性的方法和改善推进剂组分内共混物相容性的方法。     

环境湿度对AlH_3稳定性的影响

为评价环境湿度对AlH3稳定性的影响,采用干燥器平衡法及动态吸湿性分析法研究了AlH3的吸湿水解过程,获得AlH3的等温吸湿曲线以及不同温度下的临界相对湿度(CRH)。采用扫描电镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)及有机元素分析仪对不同环境湿度下的AlH3及其水解产物进行表征。结果表明,在环境湿度小于临界相对湿度的条件下,AlH3的稳定性较好;当环境湿度大于临界相对湿度时,AlH3会发生明显的水解反应,并在晶体表面逐渐生成Al(OH)3,同时AlH3的临界相对湿度与环境温度呈反比。     

用DSC研究3,3-偕二氟氨甲基氧杂环丁烷与炸药和固体推进剂组分的化学相容性

按照GJB 772A-97 502.1法测量了该黏合剂单体3,3-偕二氟氨甲基氧杂环丁烷(BDFAO)与典型单质炸药、推进剂组分的化学相容性。结果表明,BDFAO与RDX、HMX、LLM-105、AP、碱式碳酸铅的化学相容性达到1级,与DNTF、HNS、B、1号中定剂的化学相容性达到2级,BDFAO与TNT、NC-NG、Al化学不相容。     

固体推进剂热安全性研究进展

综述了近年来固体推进剂热安全性的研究进展,认为固体推进剂发生热爆炸主要是由于推进剂生热速率大于散热速率导致热量累积。影响推进剂热安全性的因素主要由其组成、形状和尺寸等内因,以及贮存环境、老化时间等外部因素构成。固体推进剂热安全性研究多采用分析仪器与实验相结合的方法,借助计算机模拟仿真研究将是今后固体推进剂性能研究的重点。     

固体推进剂固相组分的混合研究

研究了含固体组分的两相体系固体推进剂混合过程的特点。用固体组分的浓度、粒径及其分布等参量研究分析了改性双基推进剂代料的混合特点。根据实验结果，认为改性双基推进剂的混合过程属分散混合。固体推进剂的性能将取决于分散混合后固体颗粒的尺寸。     

高固含量改性双基推进剂的热分解

采用高压DSC方法研究了不同固含量(RDX含量)推进剂的热行为.结果表明,随着RDX含量的增加,GLX推进剂中双基组分的分解峰逐渐变小,峰温前移,而RDX的分解峰随含量的增加而变强;随着压力的增大,GLX推进剂中两个放热分解峰的DSC峰温均有不同程度的下降,GLX推进剂的放热量也明显提高,放热分解峰变得更加明显,两峰温...     

气相色谱法测定AlH3中乙醚含量

建立了利用气相色谱外标法测定AlH3中乙醚含量的方法。分别采用水解法、NaOH滴加法、液上气相法、固上气相法对AlH3样品进行前处理,将上述方法对比后选用固上气相法处理AlH3样品。AlH3样品经固上气相前处理后利用气相色谱外标法测定其乙醚含量,该方法具有重现性好、标准偏差小等优点。     

复合固体推进剂的催化热分解研究

用热分析技术研究复合固体推进剂凝聚相的催化热分解反应，得到大量的热分解参数和有关催化剂的作用规律。     

JMZ发射药及其组分的热分解性能

用TG和DTA对含环氧乙烷/四氢呋哺共聚醚(PET)黏结剂的发射药(JMZ发射药)及其相关组分的热分解性能进行了研究.通过Kissinger法计算了一些不同配方热分解反应的活化能.对热分解过程及其影响因素进行了分析.结果表明,该类发射药的DTA曲线呈现两个放热峰.体系中加入了NC后,随着NC含量的增加,其活化能升高.该类发射药的热分解过程主要分为两个阶段:第一阶段为混合硝酸酯和NC的挥发和分解;第二阶段为硝胺的分解以及PET的降解.加入NC后,发射药体系的热稳定性增加.     

固体推进剂燃烧机理诊断方法的研究进展

介绍和评述了诊断含能材料热分解和推进剂燃烧波结构的方法、仪器和研究进展,以及含能材料和推进剂热分解和燃烧波结构的研究结果,探讨了燃烧机理研究方法的发展方向。提出需要不断完善和更新推进剂燃烧的诊断方法,以获得更为全面的接近真实条件下推进剂燃烧的有效信息。附参考文献14篇。     

固体推进剂整形过程工艺安全性的有限元分析

为分析固体推进剂整形过程中的危险点,采用热-机械耦合对固体推进剂整形过程进行了模拟分析,基于固体推进剂药柱的黏弹性本构关系,揭示了整形过程中由于整形刀具挤压、摩擦引起的温度变化规律,计算了危险点.结果表明,固体推进剂整形温度随整形速度的增加而增加,当整形速度为10 mm/s时,整形温度最高可达65℃;当整形厚度为1.0、1.5和2.5 mm时,整形过程中的最高温度变化不明显.固体推进剂整形过程中的危险点出现在刀刃刚刚经过的药屑面上,而非刀具的刀刃上.     

从复合固体推进剂中浸取高氯酸铵的动力学过程

为了探索以水为介质从复合固体推进剂中浸取高氯酸铵(AP)的动力学过程,分析了AP在水中的浸取过程,比较了不同浸取温度和试样厚度条件下AP的浸取平衡分离常数及其回收率,用SEM观察了浸取后的推进剂试样内部结构.结果表明,浸取速率常数随温度提高和推进剂试样厚度的减小而增大.浸取温度及试样厚度一定时,速率常数是定值,浸取速率...     

太根发射药的非等温热分解反应动力学

采用热重分析(TG)技术研究了含二缩三乙二醇二硝酸酯(TEGDN,太根)和硝化甘油(NG)的双基发射药TG0604在常压动态气氛下的非等温热分解反应动力学.结果表明,TG0604的热分解过程分两个阶段,第Ⅰ分解阶段反应机理服从一级Mample法则,动力学参数:Ea=79.09kJ·mol-1,A=107.40s-1,动力学方程为dα/dt=107.40(1-α)e-0.95×104 /T;第Ⅱ分解阶段的反应机理服从三级化学反应,F3,减速型a-t曲线,动力学参数:Ea=214.79kJ·mol-1,A=1021.49s-1,动力学方程为dα/dt=1021.19(1-α)3e-2.58×104 /T.由加热速率β→0的DTG曲线的初始温度(Te)和峰温(Tp)计算出太根发射药TG0604的热爆炸临界温度值Tbe和Tbp分别为461.51K和478.14K.计算两个阶段的△S≠、△H≠和△G≠值,第Ⅰ阶段分别为-86.70J·mol-1·K-1、80.54kJ·mol-1和417.98kJ·mol-1;第Ⅱ阶段分别为214.78J·mol-1·K-1、236.95kJ·mol-1和136.07kJ·mol-1.