液滴微流控技术制备亚微米级HNS基PBX复合微球

为了获得形状规则、流散性好和粒径均一的球形化造型粉,采用液滴微流控技术,研究了不同黏结剂对2,2’,4,4’,6,6’-六硝基二苯基乙烯(HNS)复合微球性能的影响。分别选取氟橡胶(F₂₆₀₄)、硝化棉(NC)和聚叠氮缩水甘油醚(GAP)对亚微米HNS进行球形化造粒制备,成功制备出亚微米级HNS/F₂₆₀₄(95/5)、HNS/NC(95/5)和HNS/GAP(95/5)复合微球。通过扫描电镜、X射线衍射仪、比表面积、热分析仪、真密度测试仪和机械感度测试仪等对微球进行测试和表征。结果表明：3种黏结剂均能制得球形度高、单分散性好、粒径分布窄的HNS复合微球,平均圆形度分别为0.934,0.915,0.925,D₅₀分别为45.39,58.68,45.43μm(跨度均小于0.55),热分解峰温分别为354.44,349.53,339.37℃。球形化过程使微球真密度分别增加到1.9408,1.9383,1.9204 g·cm^-3,有效提高了HNS装药性能。微球堆积形成的锥角分别为27°,24.3°,24°...     

液滴微流控技术制备窄粒径分布的HNS基PBX复合微球

为获得窄粒径分布的HNS基高聚合物黏结炸药(PBXs)微球,采用液滴微流控技术,分别以2%、3%的氟橡胶(F₂₆₀₄)、硝化棉(NC)和聚叠氮缩水甘油醚(GAP)为黏结剂对HNS进行包覆,并对微球的形貌、粒径分布、晶体结构、热性能以及撞击感度进行表征和测试。结果表明：黏结剂含量为3%时,均能制得球形度较高、粒径分布窄、单分散性好的微球,平均圆形度分别为0.927,0.915,0.908,D₅₀分别为46.86,58.77,60.12μm(跨度均小于0.4);3种微球晶型未发生改变,撞击感度值分别提高了4.5,4.0,3.5 J,安全性能显著提高。     

液滴微流控技术制备TATB基PBX复合微球

为了调控高聚合物黏结炸药（PBXs）的形貌、粒径分布和涂层包覆效果,采用高灵敏度的液滴微流控技术制备了TATB/F2602微球。研究了黏结剂含量和流量大小对TATB/F2602微球的形貌和粒径的影响。通过扫描电镜、X射线衍射、比表面积、DSC和TG等测试方法,系统研究了微球样品的形貌、结构、成分和热行为。结果表明：黏结剂含量为5%时微球具有光滑表面、规则球形形状和高单分散性,平均圆形度为0.921（跨度为0.040）;通过调控流量比逐渐增大,微球样品D50从51.73μm减小到44.31μm,且粒径分布窄（跨度小于0.4）;氟橡胶（F2602）均匀分布于TATB微球内部和表面,均匀地包覆TATB颗粒使微球样品热分解延后4.08℃;与原料TATB相比,球形化过程使TATB/F2602真密度增加到1.9780 g·cm-3。液滴微流控技术可以有效调控炸药微球的形貌和粒径,为高聚物黏结炸药的球形化制备提供参考。     

微流控技术制备微米级DAP-4基含能复合微球及性能研究

为提高分子钙钛矿含能材料(DAP-4)的装药工艺安全性,采用同轴型液滴微流控技术,改变黏结剂聚叠氮缩水甘油醚(GAP)和硝化纤维素(NC)的复合比例(占DAP-4质量的2％)实现了DAP-4基含能复合微球的球形化造粒.通过扫描电镜、X射线衍射仪、差热扫描量热仪、热失重分析仪、高速摄影、撞击感度测试仪和摩擦感度测试仪等系统测试和分析了样品的宏微观形貌、晶体结构、热性能、燃烧性能、机械感度等.结果表明:黏结剂GAP与NC的比例为4:1时,DAP-4基复合微球(GN41)的球形化效果最好;对DAP-4进行球形化造粒后不会改变其晶体结构,热分解峰温略有提前;DAP-4基复合微球的燃烧时间比原料有轻微延长,总体依然表现出非常平稳的持续燃烧,保留了其优异的燃烧性能;GN41微球在降低机械感度的同时显著改善了流动性,提高了装药工艺安全性.     

微流控技术合成DAAF的工艺研究及性能表征

为了改善常规方法合成3,3'?二氨基?4,4'?氧化偶氮呋咱(DAAF)性能上存在的不足,拓宽DAAF的合成途径,设计了微流控反应系统,以3,4?二氨基呋咱(DAF)为主要原料,利用微流控技术合成了DAAF,并设计正交实验优化了合成工艺条件.在温度25℃,流速4 mL·min-1,出口结晶管长度5 m下合成了纯度为99...     

微流控组装nAl@PVDF@CL-20复合含能微颗粒的制备与表征

含六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）和铝粉的炸药及推进剂表现出优良的能量性能,Al/CL-20基含能材料已成为研究的热点。以聚偏二氟乙烯（PVDF）作为黏结剂,以纳米铝粉和六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）为原料,采用微流控技术制备了nAl@PVDF和nAl@PVDF@CL-20复合微颗粒。采用扫描电子显微镜（SEM）和激光粒度分析仪对两种复合微颗粒进行形貌和粒径分析,并用扫描电镜观察复合微颗粒的剖面表征其内部结构,采用傅里叶红外光谱仪（FTIR）进行结构分析,采用热重-差示扫描量热仪（TG-DSC）进行热分析。结果表明,制备的两种复合微颗粒球形度高,分散性好,粒度分布均匀,粒径为10～20μm;复合微颗粒内部各组分分布均匀,各组分之间是物理复合,不存在化学键。热分析结果表明,nAl@PVDF和nAl@PVDF@CL-20复合微颗粒中PVDF和nAl表面的氧化层之间均发生了预点火反应,预点火反应放出的热量能够促进PVDF的分解;与nAl和PVDF复合能够促进CL-20的分解反应;与机械混合的nAl/PVDF/CL-20材料相比,微流控技术制备的nAl@PVDF@CL-20复合微颗粒各组...     

微流控技术制备球形发射药及其表征

利用微流控技术,采用T型微通道装置,以水为连续相,以硝化棉的乙酸乙酯溶液为分散相,制备球形发射药。研究了连续相和分散相的流速比以及分散相的溶棉比对发射药成球效果的影响。结果表明:固定溶棉比(溶剂与硝化棉的质量比)为50∶2.5,连续相流速(Qc)为1000μL·min~(-1),分散相流速(Qd)在30~100μL·min~(-1)时,所得液滴均匀稳定,且随着分散相流速增大,所得球形药的粒径从270μm增大至306μm;固定水油两相流速比为1000μL·min~(-1):100μL·min~(-1),溶棉比在50∶2.0~50∶3.0,分散相溶棉比越小,所得球形药的粒径越大,其粒径从250μm增大到350μm。扫描电子显微镜(SEM)结果表明,利用微流控技术制得的硝化棉球形药表观形貌规整,粒径分布窄,单分散性好。     

射流不稳定性对流动聚焦法制备硝化棉微球的影响

为通过微流控技术获得良好形貌特性的硝化棉微球,以硝化棉的乙酸乙酯溶液为研究对象,探究了流动聚焦微流控芯片中硝化棉/乙酸乙酯水包油液滴的生成机制,详细研究了在滴流、稳定射流、不稳定射流3种流动模式下,连续相、分散相流量以及界面张力等对微液滴生成的影响,并在3种流动模式下制备硝化棉微球。结果表明：滴流和稳定射流模式下制备的微球呈单分散、高度球形化、窄粒径分布特性;不稳定射流模式下制备的微球高度球形化,粒径分布较滴流和稳定射流下的宽。     

微流控技术制备叠氮化铅起爆药及其改性

针对常规叠氮化铅(Pb(N₃)₂,LA,Lead Azide)制备工艺存在自爆风险等问题,采用旋T型微流控芯片提供的微通道作为微反应器,借助其分子间扩散距离短、比表面积大、连续流动等特点,在微通道反应器内制备了微纳米尺度的LA起爆药,并使用聚焦型液滴微流控芯片对制备的LA起爆药进行了球形化改性处理。研究了反应物流速、有机溶剂、晶型控制剂等因素对产物的影响,并采用SEM、XRD、DSC等手段对产物进行了表征,对比了微流LA、微球LA与常规粉末LA的感度及爆炸性能。结果表明,通过控制微流控反应参数,可有效控制LA起爆药产物粒径,且制备的LA起爆药均为α型晶体;LA起爆药经球形化改性后,显著提高了其撞击感度H₅₀(25.5 cm到12.1 cm)、降低了静电火花感度E₅₀(1.98 kV到2.97 kV)和火焰感度L₅₀(26.3 cm到16.1 cm),同时提高了爆压(升高63.6%)。基于微流控技术的LA起爆药制备和改性是一种安全高效方法,为敏感起爆药的可控制备和调控提供了新思路...     

超声辅助微流控技术制备纳米LLM-105

为改善2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物（LLM-105）的形貌以及减小粒径。基于溶剂-非溶剂法,通过超声辅助微流控技术制备纳米LLM-105。采用场发射扫描电镜（FE-SEM）观察样品的微观形貌,X射线衍射（XRD）分析样品的晶型。此外,通过流体可视化证明了超声波对于流体混合的促进作用。结果表明,通过超声所制备的样品颗粒更小,粒径更均匀,平均粒径为137.65 nm,并且形貌为类球型,且晶型较原料未发生改变。差示扫描量热分析（DSC）表明纳米LLM-105的热分解温度较原料降低。说明超声辅助的引入,不仅可以提高制备纳米LLM-105的效率,还会使其粒径显著减小。     

铝对自蔓延火焰淬熄法合成空心陶瓷微珠的影响

以自蔓延高温合成技术(SHS)为基础,采用自反应淬熄法研究TiO2+蔗糖,TiO2+蔗糖+Al两种体系下空心陶瓷微珠的反应生成情况。以SEM、XRD、EDS为手段分别测试所得产物的形貌、主要相组成以及微区成分组成。结果表明:TiO2+蔗糖体系所得产物由不规则的块状物质与表面凹凸不平的类球形物质组成;TiO2+蔗糖+Al体系熔射产物全部由表面光滑的球形颗粒组成。球形颗粒为空心结构,主要组成为Al2O3-TiC复相和少量的铝钛合金、AlN以及Ti(C,N)。Al的加入大大改善了空心微珠的生成。     

3,3′-二氨基-4,4′-偶氮呋咱及其氧化偶氮呋咱的性能研究

采用DSC(升温速率分别为2.5,5,10,20℃.m in-1)、TG、VST和热爆炸等方法研究了3,3′-二氨基-4,4′-偶氮呋咱(DAAzF)F和3,3′-二氨基-4,4′-氧化偶氮呋咱(DAAF)的热性能,应用k issenger法和Ozawa法两种方法计算得到DAAzF和DAAF的平均活化能分别为333.3,219.3 kJ.mol-1,指前因子(lnA)为67.535,49.230 s-1;DAAzF的热性能参数:VST为0.26 mL.g-1/100℃/48 h,0.73 mL.g-1/120℃/48 h,失重百分比:0.08%/100℃/48 h,0.26%/120℃/48 h,5 s爆发点为375℃,临界温度为279.5℃,DAAF的热性能参数:VST为1.95 mL.g-1/100℃/48 h,失重百分比:0.47%/100℃/48 h,3.26%/120℃/48 h,5 s爆发点为220℃,临界温度为222.5℃。结果表明,DAAzF具有良好的热安定性,而DAAF的热安定性稍差于DAAzF。感度测试表明DAAzF和DAAF对撞击钝感,对摩擦和静电火花不敏感。     

微反应器在含能材料合成中的应用及展望

目前传统的间歇制备过程由于受制于宏观尺度难以对工艺参数、产物结构及性能实现精准调控,导致产物的均一性差,制备过程存在显著的安全隐患.因此,如何实现含能材料的安全、可控和高效的制备已成为目前研究的热点.微反应器以其微型化、集成化、高度安全性和出色的传质传热效率等诸多优势,高度契合含能材料制备过程的需求.因此,微反应器技术逐渐引起了研究者的广泛关注,在含能材料制备中崭露头角.本文介绍了微反应器在危险化工合成过程及含能材料制备中应用的国内外研究进展,特别关注了其在单质含能材料和复合含能材料制备中的潜在应用,对未来的研究方向进行了展望,强调了未来微反应器技术领域的发展需求包括规模化生产、三废处理及智能化平台建设等.     

冷喷涂技术制备纳米涂层

在KY—HVO (A)F多功能超音速火焰喷涂的基础上实现了冷喷涂技术。采用该技术在钢基体上制备了二氧化钛纳米涂层。运用XRD、SEM对喷涂用粉末和涂层的显微结构和物相组成进行了观察和确定。结果表明采用冷喷涂技术形成了TiO2 纳米涂层。与原始的纳米粉末相比 ,纳米涂层没有发生相变 ,晶粒也没有长大     

化学复合镀层的镀覆工艺

讨论了复合材料化学镀层的镀覆工艺及其影响因素,指出镀液的组成、操作条件对镀层形成的作用,探讨镀层复合机制。     

水液滴撞击导流面成膜过程数值模拟

对液滴撞击亲水导流壁面后的液膜形成过程进行了理论分析,用基于CLSVOF方法的数值模型,分析了液滴撞击亲水表面后的铺展特性,研究了不同表面张力系数和液滴直径对液滴撞击亲水表面润湿直径的影响.结果表明,CLSVOF方法可以用于液滴撞击亲水导流壁面的模拟;液滴撞击壁面达到最大润湿直径的时间随着表面张力系数的增大而减小;液滴撞击在亲水壁面上的最大润湿直径随着液滴初始直径的增大而增大,液滴完成一次铺展收缩过程需要的时间也随液滴初始直径的增大而增加;为进一步研究液滴撞击导流壁面成膜对导流壁面的保护作用提供了理论基础.