360 nm紫外激光辐照下HMX晶体的微观结构变化

为了研究奥克托今(HMX)晶体的激光辐照效应,采用多种技术手段表征了HMX晶体在360 nm紫外激光下的微观结构演化.光学显微镜下观察了激光辐照下HMX晶体内部的缺陷积累直至细化开裂的过程.通过对原位拉曼光谱分析发现HMX吸收紫外光子后会激发HMX分子,引起环的振动.采用原位广角X射线散射(WAXS)、单晶衍射(SCXRD)和原位小角X射线散射(SAXS)技术研究了HMX在紫外激光辐照过程中的晶体变化及缺陷演化,发现HMX不会发生相变但会细化并产生新的缺陷.原位SAXS结果表明,激光辐照1170 min后HMX孔隙不断增多,并在10～20 nm和30～40 nm两个区域呈双峰分布.激光辐照过程中HMX的小尺寸孔隙不断增多并逐渐融合成更大尺寸的孔隙,缺陷不断累积,微孔隙延伸成微裂纹,再扩展成宏观裂纹.     

高聚物黏结剂对HMX相变行为的影响

为了探究高聚物黏结剂对奥克托今(HMX)相变行为的影响,使用压装成型工艺制备了含聚酯型聚氨酯(HMX-Estane)、氟橡胶(HMX-F₂₃₁₄)、硝化纤维素(HMX-F₂₃₁₄-NC)的HMX基高聚物黏结炸药以及纯HMX药柱,利用原位变温X射线广角散射(WAXS)技术和差示扫描量热法,研究了热刺激下样品中HMX的相变行为和机制。WAXS结果表明,HMX-Estane(95∶5)、HMX药柱、HMX-F₂₃₁₄(95∶5)、HMX-F₂₃₁₄-NC(95∶3∶2)的相变起始温度(Ti)分别为186℃、188℃、192℃、198℃。相比于HMX药柱,黏结剂中加入少量的NC(2%),Ti可提升10℃。真空条件下,4种样品从高温δ相降温至100℃保温,只有HMX-Estane发生了δ→β逆相变且在3.5 h内δ相全部转变为β相,而其他样品均未发生相变,仍为δ相。β-HMX在HMX-Estane界面位置的溶解(升温过程)和析出(降温过程)可能是促进HMX-Estane发生β→δ相变,及其逆相变的主要因素。     

HMX中晶体缺陷的获得及其对热感度和热安定性的影响

为了研究晶体缺陷对炸药性能的影响，采取急速重结晶手段，获得了缺陷类型和数目不同的HMX重结晶样品。利用SEM观察了样品的缺陷情况，并研究了晶体缺陷对炸药感度和热安定性的影响。HMX经过重结晶后，其5s延滞期爆发点降低了51℃—54℃，其热分解起始温度及相应的表观活化能明显降低，表明晶体缺陷使HMX的热感度增加，热安定性降低。     

RDX/HMX炸药晶体内部缺陷表征与冲击波感度研究

采用折光匹配显微观察(OMS)和原子力显微镜(AFM)表征、X射线小角散射(SAXS)、表观密度浮沉法(SFM)、微聚焦CT扫描等方法,研究了不同结晶品质RDX、HMX晶体缺陷。OMS观察结果表明,普通RDX/HMX较降感RDX/降感HMX(RS-RDX/RS-HMX)晶体含有更多的表面裂纹与内部孔洞;X射线小角散射与高精度CT扫描统计测试结果表明,RS-RDX/RS-HMX晶体内部也含有一定数量较小尺寸的缺陷,但较普通RDX/HMX晶体内部含较大尺寸缺陷数量少。冲击波感度实验结果表明,炸药晶体缺陷数量、尺寸对PBX冲击波感度有较大影响。     

相变与微裂纹对HMX晶体高温下撞击感度的影响机制

为了研究高温下炸药撞击安全性中存在的多因素耦合问题,设计了高温炸药撞击感度试验装置,并建立了高温炸药撞击感度试验方法。结合扫描电镜和X射线衍射技术,采用所建立的试验方法,研究了奥克托今(HMX)晶体颗粒高温撞击过程下的响应。结果表明,随着温度升高,HMX晶体颗粒的落锤撞击感度逐渐升高。同时,HMX晶体品质随着温度升高逐渐变差,140℃时有少部分晶体碎裂,180℃时较多的晶体碎裂,当达到200℃时,HMX晶体全部碎裂;HMX的β→δ相变发生在184～186℃。降至常温后δ相晶体逐渐恢复为β相,撞击过程有助于β相的恢复。影响热加载前后HMX晶体颗粒撞击感度的主导因素包括温升、微裂纹和相变,不同影响因素起作用的温度段是不同的。     

不同晶体特性CL‍-20热晶变规律与动力学

六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）的晶型转变与控制技术是含能材料领域的热点,也是其应用推广时必须解决的关键问题。为了更加深入掌握不同晶体特性ε-CL-20的晶型转变规律与机制,采用原位X射线粉末衍射仪技术,对其热晶变行为及等温晶变动力学进行研究,探讨了晶体表面及内部缺陷对CL-20的ε→γ热晶变行为的影响,计算了不同晶体特性ε-CL-20的等温晶变动力学并获得了相关参数。结果表明,温度是影响ε-CL-20热晶变的主导因素,对于几十到几百微米的ε-CL-20,随着晶体内部及表面缺陷的增多,热晶变起始温度降低、热晶变速率增大。与粒径100μm的ε-CL-20晶体相比,超细ε-CL-20(0.5～1μm)的热晶变起始温度更高,热晶变速率也较快,并从晶体缺陷的两面性解释了超细ε-CL-20的异常热晶变行为。CL-20在热刺激作用下发生ε→γ晶变时,晶体的表面缺陷及内部缺陷作为相变过程的薄弱环节对其有诱导作用,γ晶型在ε-CL-20晶体上成核势垒较低的空位、杂质或位错等缺陷处优先成核,随后在这些位置逐渐长大。     

喷雾干燥工艺条件对HMX/F_(2602)核壳复合微球粒度的影响

采用悬浮喷雾干燥法将偏氟乙烯和六氟丙烯共聚物(F_(2602))包覆于HMX颗粒表面,制备了HMX/F_(2602)核壳复合微球。采用共混溶液喷雾干燥法制备了HMX/F_(2602)复合微球。探讨了进口温度、进料速率和料液浓度等悬浮喷雾干燥工艺条件对HMX/F_(2602)核壳复合微球粒度的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、激光粒度分析仪和撞击感度仪表征了两个样品的形貌、粒度和撞击感度。结果表明,悬浮喷雾干燥法的优化工艺条件为:入口温度85℃,进料速率3 m L·min~(-1),料液浓度2%。HMX/F_(2602)复合微球有内部缺陷,中值粒径为4.75μm。HMX/F_(2602)核壳复合微球为实心球状,中值粒径1.23μm。HMX/F_(2602)复合微球和HMX/F_(2602)核壳复合微球的撞击特性落高分别为31.23 cm和41.37 cm,显示HMX/F_(2602)核壳复合微球有更好的性能。     

多孔网状HMX的制备与表征

将奥克托今(HMX)溶于二甲基亚砜(DMSO)中,获得HMX/DMSO络合物晶体,再将其分别加入蒸馏水和含聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的溶液中,制备了A类多孔网状HMX(PHMX-A)和B类多孔网状HMX(PHMX-B)。用扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、压汞分析仪及TG-DSC热分析仪对多孔网状HMX进行了表征。结果表明:多孔网状HMX由众多的孔和均匀连续的骨架构成,具有高的比表面积和孔隙率。PHMX-A全部为型晶体,其比表面积为5.3m2·g-1,平均孔径为501nm,孔隙率为56.1%;而PHMX-B有80%为型晶体,含少量的γ型晶体,其比表面积为19.0m2·g-1,平均孔径为75nm,孔隙率为37.2%。与HMX原料相比,PHMX-A和PHMX-B的相转变温度分别提前了2.8℃和17.5℃,其热分解温度分别提前了0.3℃和1.3℃,而其热失重开始温度分别提前了4℃和14℃。     

斯蒂芬酸铅的微纳米化及性能研究

采用微乳液法合成出平均粒度在10~20μm之间的斯蒂芬酸铅(W-LTNR),在合成LTNR过程中,加入适量研磨珠制备出平均粒度在5μm以下的细化LTNR样品(Y-LTNR)。通过电子显微镜和激光粒度测试仪对细化前LTNR、W-LTNR及Y-LTNR样品晶体形貌和粒度进行分析,采用差示扫描量热分析仪(DSC)和真空安定性测试仪,测试了3种LTNR样品的热性能和5s爆发点。结果表明,3种LTNR样品的DSC分解峰温度基本保持一致;相比细化前LTNR,高能冷却研磨后样品(Y-LTNR)活化能有所提高,5s爆发点温度略有提高,热感度有所降低。     

新型含能材料NOG_2 Tz对HMX热分解行为的影响

采用差示扫描量热法(DSC)测试了奥克托今(HMX)和3,6-双(3-硝基-1,2,4-噁二唑-5-胍基)-1,2,4,5-四嗪(NOG2Tz)不同质量比混合炸药的分解温度。以多重升温速率DSC研究了HMX纯品及混合炸药(80%HMX+20%NOG2Tz)的热行为,计算了其表观活化能、指前因子、自加速分解温度、热爆炸临界温度。结果表明,当HMX的质量分数为80%时,混合炸药的分解峰温较纯品HMX升高2℃,表观活化能增加约70 kJ·mol-1,混合炸药相容性较好,表明加入定量NOG2Tz(50%)可以提高HMX的热安定性。     

某飞行器多散射点模型建模研究

采用几何光学和几何绕射理论方法,建立了某飞行器目标多散射点模型,计算出目标各强散射点的电磁场幅度、相位以及位置,通过将散射中心再合成计算目标的多普勒回波信号,再与实测值对比,二者相吻合,证明所建模型的正确性。     

射弹破片三维空间飞散矢量模型

针对破片毁伤的关键环节,对破片飞散规律进行研究。根据实弹射击试验,得到榴弹破片飞散分布规律,建立榴弹破片飞散假设,以此建立榴弹破片飞散场模型;依据单个破片飞散经纬角和炮弹落角,建立单个破片静态飞散矢量模型和动态飞散模型,并以152 mm伤爆弹对目标进行毁伤模拟。实验结果表明:该模型数据在毁伤目标概率50%以上时,与实际实弹试验数据情况基本吻合。     

隐身飞机散射特性综合分析研究

介绍了隐身飞机的电磁理论建模和缩比模型的实验室测量研究方法,基于测试讨论了不同频段下隐身涂覆和隐身吸波结构的隐身效果。利用二维高分辨成像及散射中心提取技术综合分析了隐身飞机的散射特性,定量地给出了部分分析结果。     

光电感烟探测器的研究

散射光型光电感烟探测器的光电接收器输出信号,与光源辐射功率和波长、粒子浓度、粒径、散射角、散射体积和光敏元件的受光面积等有关.其粒径划分为瑞利散射区、米氏散射区、布里卡尔散射区.随着粒径增大,前向散射增大,侧向散射次之,后向散射减小.但无论粒径如何变化,前向散射信号总优于后向散射信号.相对于前向散射,后向散射的散射强度不如前向散射差别大.并据此设计散射光型光电感烟探测器.     

目标及其表面薄膜材料光散射特性测量技术

主要通过试验方法测量了具有绝热介质材料目标及其相关薄膜的光散射特性.为讨论目标光散射特征,测量目标表面镀铝介质绝热材料和硅化合物吸光材料紫外可见红外光波段镜反射率谱和漫反射率谱,以及等效光学常数色散曲线,根据它们的光谱镜反射率和总体反射率,利用镜向反射光强法反演了样片表面高度起伏均方根随波长的变化关系.实验测量了镀铝介质材料简单散射体的光散射强度随探测角度分布特性,利用图像处理算法给出了不同散射体光散射强度几何缩比之间试验关系.     

激光在气泡中的后向散射特性研究

从应用于尾流自导角度出发,在实验基础上提出了一种利用尾流中气泡对激光的后向散射光特性探测舰船的新方法。一般情况下,在不考虑水面波动的条件下能得到明显的气泡后向散射光信号;当有波浪存在时,后向散射光信号则不明显。对此本文提出了利用气泡的后向散射光接收信号与波动水面反射信号在频域的差异判别气泡存在的方法,计算表明,采用这种方法可以达到较好的判别效果。     

激光引信的目标回波特征仿真

计算机仿真是一种有效的研究回波信号的方法。基于激光引信的近场散射模型,采用波束分割技术和目标二次曲面法,模拟计算了目标回波功率,并定性给出了目标回波信号的波形和幅度随弹目相对位置的变化规律。     

超低空目标与粗糙面复合散射的迭代计算

给出了一种计算超低空目标与粗糙面复合电磁散射的降秩电磁流迭代法,并对金属平板目标与粗糙面间的复合散射进行了验证计算,其结果与快速多极子方法结果吻合较好,说明了该方法的有效性。同时,分析研究表明：降秩迭代近似及粗糙面截断对近场散射计算结果影响较小,该方法适用于近场电磁散射计算,并计算了某导弹模型与较大区域粗糙海面间的复合散射贡献。     

脉冲激光照射下目标散射特性研究

简要介绍了脉冲激光照射下目标散射特性的研究,首先建立目标和光源的相对方位,再把目标划分为许多个强散射中心面元对目标的几何模型进行解析,然后用三参数模型法对目标表面涂料的反射能力进行了描述,通过几何光学法得到脉冲激光照射下目标散射特性的理论模型。基于建立的理论模型对目标进行了统计分析,主要分析了目标的数学期望、方差、峰度、偏度统计量,利用自适应积分算法得出了目标散射光照度。最后,对脉冲激光照射下目标散射特性进行了仿真和分析,认为在脉冲激光照射下不可能从光照度直接进行目标识别,需要在频域进行分析处理和特征提取。     

航空紫外光通信系统性能分析

为了使通信手段更新颖、更隐蔽、更安全和不易被干扰,对紫外光通信进行研究。紫外光通信具有辐射衰减剧烈、保密性强、系统易于开发等特性。通过介绍紫外光通信的研究状况及其在航空领域的应用,基于非视距单散射信道模型对航空紫外光通信系统性能进行分析,并通过实例证明了其有效性。