含能添加剂对含NNHT的CMDB推进剂能量特性影响

利用能量计算程序计算了含高氮化合物2–硝亚胺基–5–硝基–六氢化–1,3,5–三嗪(NNHT)的复合改性双基(CMDB)推进剂(NNHT–CMDB推进剂)的能量特性,并研究了分别用含能添加剂黑索今(RDX)、六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW)和铝粉部分取代NNHT–CMDB推进剂中的NNHT对推进剂能量特性的影响规律。结果表明:无论推进剂中是否含铝粉,NNHT含量增加,将不同程度地降低原CMDB推进剂的各能量特性参量;与RDX相比,HNIW与NNHT搭配使用效果更佳,原NNHT–CMDB推进剂的标准理论比冲提高十分明显;当m(NNHT)∶m(HNIW)=18∶20时,推进剂的标准理论比冲高于含质量分数26%RDX的RDX–CMDB推进剂;当NNHT与HNIW质量比值不变时,含铝推进剂的各能量特性参量明显高于无铝推进剂;添加HNIW后,10 MPa时,NNHT–CMDB推进剂的标准理论比冲分别可达到253.4 s(无铝)和261.9 s(含铝质量分数5%)。     

纳米铝粉对硝胺炸药热分解催化性能的影响

采用直流电弧等离子体蒸发法制备了高纯度的纳米铝粉,并用比表面积分析仪和扫描电子显微镜(SEM)对样品进行了表征.将纳米铝粉与硝胺炸药HMX和RDX用研磨混合法制成混合粒子,用DSC对单质HMX和RDX炸药以及纳米铝粉/硝胺炸药混合物进行催化特性测试,并对样品的热分解动力学和热力学参数进行了计算和对比.结果表明,加入纳米铝粉后,HMX和RDX在不同升温速率(2、5、10、20 K/min)下的放热峰峰温降低,活化能分别降低15和16 kJ/mol,热力学参数都有明显变化.纳米铝粉对HMX和RDX有明显的热分解催化作用.     

南京理工大学合成并表征了一种新的高能钝感炸药共晶

正高能炸药经常面临高能量与低感度之间的矛盾,急需找到一种新型不敏感的高能炸药。近来,南京理工大学用一种简单的方法制备了一种由能量最高的炸药六硝基六氮杂异伍兹烷(CL–20)与军用炸药1,3,5–三硝基–1,3,5–三氮杂环己烷(RDX)形成的炸药共晶。扫描电子显微镜(SEM)揭示了其形状为棒状,与形成共晶的     

2–硝亚胺基–5–硝基–六氢化–1,3,5–三嗪与推进剂常用组分相容性研究

采用差示扫描量热法研究了2–硝亚胺基–5–硝基–六氢化–1, 3, 5–三嗪（NNHT）与固体推进剂和发射药中常用组分硝基胍（NQ）、黑索今（RDX）、奥克托今（HMX）、六硝基六氮杂异伍兹烷（CL–20）、1, 1–二氨基–2, 2–二硝基乙烯（FOX–7）、3, 4–二硝基呋咱基氧化呋咱（DNTF）以及吸收药硝化棉（NC）+硝化甘油（NG）、NC+1, 5–二叠氮基–3–硝基–3–氮杂戊烷（DIANP）、2号中定剂（二甲基二苯脲）的相容性。结果表明,NNHT与HMX、CL–20、FOX–7的相容性好,与RDX轻微敏感,与NQ和DNTF敏感,与吸收药NC+NG敏感,与吸收药NC+DIANP相容,与2号中定剂轻微敏感。     

CL-20/RDX共晶炸药的制备与性能测试

为了研究六硝基六氮杂异伍兹烷/环三亚甲基三硝胺(CL-20/RDX)共晶炸药的性能,采用喷雾干燥法制备了质量比为1∶1的CL-20/RDX共晶炸药;通过扫描电镜(SEM)观察了共晶炸药的形貌;采用粉末X-射线衍射法与红外光谱法测试了共晶炸药的结构;采用差示扫描量热法(DSC)测试了共晶炸药的热性能;通过感度实验分别测试了共晶炸药的撞击感度与摩擦感度。结果表明,CL-20/RDX共晶呈球形,粒径在1～5μm; CL-20/RDX共晶的衍射图与CL-20和RDX的衍射图均不完全相同,衍射峰有明显的位移;CL-20/RDX共晶炸药的热分解温度为222.8℃,比CL-20低30℃左右,比RDX低20℃左右,说明共晶的生成对其热性能有较大影响;CL-20/RDX共晶炸药的撞击感度为76%,特性落高为26.9cm,摩擦感度为64%,其机械感度较CL-20有大幅降低,表明共晶炸药的感度显著降低,安全性能得到明显提高,进一步说明共晶在含能材料改性和降感方面的优势。     

高能单元推进剂TKX–50能量特性计算研究

在比较高能量密度化合物奥克托今(HMX)、六硝基六氮杂异伍兹烷(CL–20)和1,1′–二羟基–5,5′–联四唑二羟胺盐(TKX–50)性质的基础上,采用最小自由能法,计算不同压强下3种化合物作为单元推进剂的性能。在标准条件(pc:p a=70︰1)下计算了分别以CL–20和TKX–50替代HMX后所得推进剂配方CL–20–CMDB和TKX–50–CMDB的性能。结果表明,TKX–50具有较高的爆轰性能,在1～10 MPa下TKX–50具有较低的燃温、较高的特征速度和高于HMX的比冲,其燃烧产物平均相对分子质量较低;用于复合改性双基推进剂配方中,不仅提高了比冲,而且有效降低了火箭发动机排气羽流中的二次烟。     

PAN–b–PHEA和PAN–b–P(HEA–g–AEFC)与复合固体推进剂组分的表界面性能

采用动态接触角表面张力仪,研究了PAN–b–PHEA(PAN为聚丙烯腈,HEA为2–羟乙基丙烯酸酯)和PAN–b–P(HEA–g–AEFC)(AEFC为二茂铁甲酸(2–丙烯酰氧乙基)酯)键合剂与不同固体填料(黑索今(RDX)、奥克托今(HMX)、高氯酸铵(AP)、六硝基六氮杂异伍兹烷(CL–20)、Al粉)以及黏合剂体系(端羟基聚丁二烯(HTPB)、星型叠氮缩水甘油醚(S–GAP))间的表界面性能。结果表明:PAN–b–P(HEA–g–AEFC)与配方组分间的黏附功关系为CL–20>HTPB>HMX>RDX>Al粉>S–GAP>AP;PAN–b–PHEA与配方组分间的黏附功关系为CL–20>HTPB>HMX>RDX>Al粉>S–GAP>AP。     

黑索今基发射药热分解动力学研究

利用失重法(TG)在升温速率5 K·min~(-1)、10 K·min~(-1)、20 K·min~(-1)下对RDX基发射药的热分解进行了测试,并对其热分解动力学进行了研究。实验结果表明:将TG数据与Malek法相结合,利用辅助函数y(α)和z(α)判定RDX基发射药热分解动力学机理函数,通过动力学表达式的求解可以得出两种不同配方发射药的表观活化能及反应级数。     

含RDX高能硝胺发射药的热分解动力学补偿效应

为了解高能硝胺发射药的热分解特性和动力学补偿效应,用高压DSC测试了含5组16种发射药的热分解行为,通过Kissinger方程获得了双基药和含RDX高能硝胺发射药的热活化能(Ea)和指前因子(A),讨论了其动力学参数的补偿效应。结果表明,含RDX高能硝胺发射药配方中的NC/NG和RDX的热分解反应动力学参数间存在动力学补偿效应,说明NC/NG和RDX的热分解反应分别有各自不同的反应过程或者由各自不同的速度决定步骤,不受配方中其他组分的影响。     

石墨双炔/RDX复合物的热分解性能

为探究石墨双炔(GDY)对RDX热分解性能的影响,采用液相法制备出GDY,对其进行扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X光电子能谱(XPS)、热重(TG)、红外(IR)表征;采用物理混合法将不同质量分数的GDY与环三亚甲基三硝胺(RDX)复合,用差示扫描量热仪(DSC)测试其热行为,并用Kissinger和Ozawa法进行动力学计算;用热重/红外/质谱联用仪(TG/IR/MS)研究GDY质量分数为5%的复合样品的热分解机理;根据GJB772A-97,采用DSC法进行相容性分析;从热分解峰温和活化能角度,比较了不同炭材料对RDX热分解的影响。结果表明,升温速率10℃/min、GDY质量分数为5%时,RDX热分解峰温升高2.97℃,活化能降低10.75kJ/mol; TG/IR/MS研究表明,加入GDY后,主要气体产物种类没有发生改变,但是CH_2O和N_2O气体产物在较低的温度下即会产生,表明GDY的加入能够促进C—N键的断裂,从而促进RDX的热分解;相容性测试表明GDY与RDX不相容;相比纯RDX,石墨烯和多壁碳纳米管(CNT)使RDX的热分解活化能分别降低59.76kJ/mol和25.6kJ/mol,降低程度高于GDY,而富勒烯(C_(60))则使RDX的活化能升高37.17kJ/mol。     

硝胺单元推进剂的燃烧性能研究

测定了HMX、RDX和CL-20三种硝胺的热分解行为,对硝胺单元推进剂的能量进行了理论计算,并采用固体推进剂燃烧过程测定系统对硝胺单元推进剂的燃烧性能进行了测定,分析了硝胺单元推进剂的燃烧机理.测试结果表明,CL-20的热分解温度较低,其能量较高,燃烧速度约为mMX的2倍,压力指数与HMX、RDX的压力指数相当.     

聚5-乙烯基四唑的热行为及其与含能组分的相容性研究

采用DSC、TG-DTG程序升温法研究了聚5-乙烯基四唑(PVT)的热行为,并采用DSC法和真空安定性法考察了PVT与推进剂主要组分RDX、HMX、CL-20、DNTF、ADN、AP、A1和Mg的相容性.结果表明,PVT的热分解分2个阶段进行,第一阶段分解峰温为237.2℃,第二阶段分解峰温为281.2℃;PVT与RD...     

PbSnO_3@rGO纳米复合物的制备及其对CL-20热分解的影响

采用水热法制备了还原氧化石墨烯(rGO)负载PbSnO_3的纳米复合物(PbSnO_3@rGO),并通过XRD、SEM等方法对其进行了表征;用DSC法分析了制得的PbSnO_3@rGO和PbSnO_3-TDI还原型催化剂(r-PbSnO_3-TDI)对六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)热分解的催化效果。结果表明,rGO作为基底负载PbSnO_3可以有效解决PbSnO_3纳米颗粒的团聚问题,极大地提高了其分散性;PbSnO_3@rGO对CL-20的热分解具有良好的催化活性,使CL-20的分解峰温降低1.32°C,表观分解热增加250J/g,CL-20的表观活化能由222.4kJ/mol降至181.1kJ/mol;PbSnO_3@rGO对CL-20的热分解催化效果优于r-PbSnO_3-TDI。     

三(4-异氰酸酯基苯)硫代磷酸酯与含能材料相容性研究

用高压差示扫描量热法(PDSC)研究了三(4-异氰酸酯基苯)硫代磷酸酯(TPTI)与含能材料的相容性。研究结果表明:TPTI与2-NPBA、C2、CL-20、DINA、HMX、FOX-7、FOX-7K以及RDX相容;TPTI/FOX-12混合体系轻微敏感;而TPTI/DNTF混合体系危险。     

CL-20/TNT共晶炸药热分解机理的原子模拟

利用反应力场(ReaxFF)分子动力学方法,研究了CL-20/TNT共晶高温热分解的反应动力学过程与温度和密度的关系;分析了势能和物种数量的演化分布及CL-20和TNT热分解反应的衰减动力学和反应动力学参数。产物识别分析表明,CL-20上-NO_2键的断裂是共晶热分解的初始反应路径。随着共晶密度的增加,CL-20和TNT分解的反应能垒均升高。TNT的分解过程对CL-20的分解有抑制作用。N2、H2O、CO_2为共晶热分解的最终产物,产生速率大小依次为N2H2OCO_2。     

CL-20/DNT共晶炸药的制备及其性能研究

以丙酮为溶剂,通过蒸发结晶法制得六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)/二硝基甲苯(DNT)共晶炸药。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和热重/差示量热法(TGA/DSC)研究了共晶炸药的形貌、结构和热分解特性,测试了CL-20/DNT共晶炸药的机械感度和5s爆发点温度,并计算了其爆轰性能。结果表明,共晶炸药的微观形貌不同于原料CL-20,呈条状晶体;衍射峰明显不同于CL-20/DNT物理混合物的衍射峰,表明有新物相生成。在DSC曲线上,CL-20/DNT共晶几乎没有DNT的熔化吸热峰,而CL-20/DNT物理混合物中有明显的熔化峰,且二者的放热峰峰形和峰位不同;与原料CL-20相比,共晶炸药的分解峰温提前了21℃,放热量(ΔH)和最大热流量(Qmax)分别增加了39%和104%。与CL-20/DNT物理混合物相比,共晶炸药的5s爆发点温度和表观活化能分别增加3.9℃和65.7kJ/mol,撞击感度降低88.9%,摩擦感度降低40%,说明共晶炸药热稳定性增强。CL-20/DNT共晶炸药的理论爆速达到8 340m/s。     

一种判定RDX热分解机理函数与热安全性的方法

将DSC、TG数据与Malek法相结合研究了RDX的热分解,得到外延起始温度Le0、拐点温度T、峰顶温度Tp、分解终止温度Tf、分解焓变ΔH、表观活化能E、指前因子A、反应级数n、热爆炸临界温度Tb和自加速分解温度TSADT;利用TG热分析得到RDX热分解的起始分解温度T0、质量损失Δm%、最大质量损失速率及对应的温度...     

钝感剂对RDX热分解性能的影响研究

采用DSC对原料RDX和钝感剂与RDX的复合物进行了热分析测试,对样品的热分解动力学和热力学参数进行了计算和对比。结果表明,加入钝感剂(石墨或复合蜡)后,RDX在不同升温速率(2、5、10、20 K/min)下的放热峰峰温都得到了升高,热稳定性也有所提高,热力学参数发生明显的变化。     

TNT与主炸药HMX及CL-20之间的结合能对比

以ε-CL-20和β-HMX为主体炸药,分别与TNT混合,运用分子动力学(MD)方法研究和计算两者之间的结合能。结果表明,TNT与CL-20炸药的结合能要比TNT与HMX之间的结合能大,也就是TNT与CL-20之间的相容性较好。