基于核壳结构Al/Cu_2(NO_3)(OH)_3的喷墨打印含能油墨的制备与性能研究

为了增加金属燃料与氧化剂的接触面积,提高铝热剂的燃烧性能,基于微米Al粉,采用改进的溶胶凝胶法制备出了Al/Cu2(NO3)(OH)3。XRD及SEM分析表明:Al与Cu2(NO3)(OH)3形成了以Al为核、以Cu2(NO3)(OH)3为壳的核壳结构。DSC分析表明:Al/Cu2(NO3)(OH)3在270℃发生放热反应。当Al和Cu(NO3)2·3H2O的摩尔比为11时,样品的核壳结构包覆效果最好、放热量最大。基于Al/Cu2(NO3)(OH)3核壳材料的制备方法,通过在溶胶中加入硝化棉及溶剂,制备出了适用于喷墨打印的含能油墨,并研究了含能油墨的喷墨打印特性。利用喷墨打印装置制备直写装药,采用Cr金属桥和脉冲激光研究直写装药的点火性能。结果表明:含能油墨的连续性及流动性较好,在Cr金属桥通电或者脉冲激光能量作用下,直写装药能够发火。     

基于Cu阻挡层的Al/CuO含能半导体桥的电爆性能研究

界面层的反应性是纳米含能复合薄膜(RMFs)制备中的重要因素,直接影响纳米RMFs的反应性能。为了研究纳米Al/CuO RMFs在半导体桥上集成后的电爆性能,采用磁控溅射工艺制备了Al/CuO含能半导体桥（Al/CuO-ESCB）和Al/Cu/CuO含能半导体桥(Al/Cu/CuO-ESCB),研究了Cu层作为阻挡层对Al/CuO-ESCB电爆过程的影响。结果表明:增加Cu阻挡层可以缩短ESCB的临界激发时间,增加ESCB的燃烧时间。     

NC体系发射药烤燃点火的响应特性

选用制式的硝化棉(NC)体系发射药进行了烤燃试验,研究了NC体系发射药的配方组成对烤燃作用下的自点火温度和燃烧性能的影响。结果表明,NC体系发射药的配方组分对烤燃响应的自点火温度和燃烧性能影响明显,随着烤燃温度上升,NC体系发射药烤燃响应时经历了热分解—点火燃烧—冲破约束强度造成剧烈响应的过程。单基药中NC的自热反应和硝胺发射药中RDX的气相燃爆反应使得发射药迅速完成热分解到燃烧反应的转变,压力增长速度较快;单基药的自点火温度约为157.5 ℃,增加较低温度开始分解的NG和增塑剂TEGDN提前了发射药的自点火温度;发射药烤燃点火后,压力增长速率与发射药配方组成和弧厚有明显关系,与烤燃响应类型和冲击压力规律相符;增加弧厚对发射药烤燃作用下的热分解无影响,降低了点火后压力的上升速率,有利于降低发射药烤燃响应剧烈程度。     

Mg-Al/NC高能点火药的制备及性能研究

为提高点火药的点火能力,降低其吸湿性,采用Mg-Al合金粉为可燃剂,高氯酸钾(KClO4)为氧化剂,硝化棉(NC)为燃烧性能调节剂,制备了Mg-Al/NC高能点火药,并对其性能进行分析。研究结果表明:Mg-Al合金粉、NC可较大程度提高点火药的点火能力,Mg-Al/NC高能点火药与黑火药相比爆热增加约100%,比容增加约30%,固体残渣率增加约30%,火焰感度、撞击感度和摩擦感度有所下降,吸湿性降低。     

Mg-Al/NC高能点火药的制备及性能研究

为提高点火药的点火能力,降低其吸湿性,采用Mg-Al合金粉为可燃剂,高氯酸钾(KClO4)为氧化剂,硝化棉(NC)为燃烧性能调节剂,制备了Mg-Al/NC高能点火药,并对其性能进行分析。研究结果表明:Mg-Al合金粉、NC可较大程度提高点火药的点火能力,Mg-Al/NC高能点火药与黑火药相比爆热增加约100%,比容增加约30%,固体残渣率增加约30%,火焰感度、撞击感度和摩擦感度有所下降,吸湿性降低。     

熔体拉伸聚丙烯/Al_2O_3掺杂微孔膜的制备与研究

依据熔体拉伸成孔机理制备聚丙烯(PP)/Al2O3掺杂微孔膜,采用万能电子实验机、差示扫描量热仪和扫描电子显微镜对PP/Al2O3流延膜以及拉伸微孔膜结构和性能进行了测试。结果表明加入Al2O3可提高PP/Al2O3微孔膜的吸液率和力学性能,但添加量超过2%后PP/Al2O3流延膜弹性回复率下降明显,微孔分布和排列变差,透气性能下降,孔隙率减小。     

组元配比对球磨固态燃烧式反应和扩散型反应的影响

采用搅拌式高能球磨机研究了不同铝含量的Al/CuO球磨固态燃烧反应和Al-Cu及Al-Cu-Al2O3扩散型反应。结果表明：理想配比的Al/CuO的反应孕育期最短,偏离这一配比,孕育期延长,反应由整体燃烧式逐渐过渡到渐进燃烧式完成;球磨强度扩大以燃烧式进行的组元配比范围;当铝含量超过理想配比中的比例,随Al含量增加,反应由单一的还原反应向还原＋合成复合反应模式转化,反应产物为平衡组织,依次为Cu Al2O3、CuoAl4 Al2O3、CuAl2 Al2O3、Al(Cu) Al2O3;而球磨Al-Cu和Al-Cu-Al2O3体系的反应以扩散方式进行,产物是非平衡组织。     

Ce-Zr-Mn-O固溶体作为甲烷燃烧过渡金属催化剂载体的研究

用溶胶凝胶法制备了不同锰含量的 Ce Zr Mn O固溶体,样品在老化前后均用 XRD、TPR表征,并测定其储氧性能。结果表明锰含量对该储氧材料(OSM)的储氧性能有很大的影响:样品的储氧量(OSC)老化前随着 Mn含量的增加而增加;老化后则先增加而后又降低,以 Mn含量 20%为最佳。以不同比例的OSM(含 20%锰)YSZ Al2O3 为载体制备了一系列Fe、Co、Mn三组分氧化物的整体式催化剂,考察了它们的甲烷催化燃烧活性。结果表明老化前后,Fe Co Mn/OSM YSZ Al2O3 (其中 OSM和 YSZ Al2O3质量比为1∶1)活性明显高于Fe Co Mn/YSZ Al2O3,且具有可与贵金属催化剂相比美的特性———较低的起燃温度、很窄的完全反应温度区间,同时兼有较好的热稳定性,有望成为实用的甲烷燃烧催化剂。     

Al2O3/Cu/Al扩散连接工艺参数的优化

通过一定范围内的强度实验数据建立了Al2O3/Cu/Al扩散连接工艺规范参数优化的数学模型，得到了评价接头综合性能的回归方程。利用该方程求得最佳接头性能的工艺参数为：T＝777K、t=1226s。对该工艺规范扩散连接的Al2O3/Cu/Al接头进行强度试验，接头抗拉强度为108MPa、剪切强度为45MPa。强度试验结果表明，接头获得最佳综合强度值的工艺规范介于获得最大抗拉强度值时的规范与获得最大剪切值时的规范之间。在最佳综合规范下，接头的抗拉强度和剪切强度值与最大抗拉强度、最大剪切强度值接近，这表明数学模型所计算出来的最佳规范与实际值吻合较好。     

胺盐共晶物为主装药的柔性导爆索研究

以高氯酸与三乙烯二胺/乙二胺共晶（简称为SY新药）为主装药,制备了直径分别为Φ6.00mm、Φ5.00mm、Φ4.00mm、Φ3.00mm、Φ2.52mm、Φ2.20mm、Φ2.00mm的铅壳柔性导爆索,研究了其线密度、体密度及爆速值,爆速值范围为6633~6080m/s,变化较小;同时考察了不同直径不同切长的导爆索装填于金属壳雷管的起爆性能,用普通导爆管点火,在一个合适的长度下,均达到了理想的起爆效果,但不同直径的柔爆索,起爆能力有所差异。     

Al/Ni自支撑纳米含能薄膜制备及在热电池中的应用

采用真空磁控溅射镀膜和光刻技术制备出成膜质量良好的Al/Ni自支撑纳米含能薄膜,并将其应用于热电池中,替代传统热电池中的锆加热剂作为热电池的热源组件。结果表明:采用Al/Ni自支撑纳米含能薄膜作为热电池中的加热剂材料能够提升热电池性能;利用末端加热工艺可有效减少热电池的热损失;在不同电流密度下激发,激活时间与输出电流密度成正比,工作时间和峰值电压与输出电流密度成反比。     

纸张丝网印刷用水性金墨的研制

目的为了制备一种可用于纸张丝网印刷、具备烫金效果的水性金墨,以提高包装印刷品的印刷效果。方法通过采用不同种类的树脂、分散剂及颜料,辅以调节剂、润湿剂、消泡剂等助剂来制备纸张丝网印刷用水性金墨。通过测量油墨的干燥速度、粘度、粒径、光泽度等性能,以分析不同配方对油墨性能的影响。结果不同种类的树脂对金墨性能有不同的影响,水性丙烯酸树脂C所制备的金墨粘度较小,油墨彻干性、光泽度相对较好;与BYK198相比,BYK190,BYK193分散剂适合制备水性金墨,并且随着分散剂含量的提高,油墨的粘度、彻干性、光泽度均得到了改善。结论得到了一种纸张丝网印刷用水性金墨及其相关的油墨配方,用以替代传统烫金工艺,提升了包装印刷品的印刷效果。     

碳纳米管对碳系导电油墨电热性能的影响

目的 研究碳纳米管对碳系水性导电油墨电热性能的影响,寻找最佳含量的发热油墨。方法 采用单因素法,在原有碳系水性导电油墨中通过添加不同含量的碳纳米管制备多组碳系水性电热油墨。通过测试其SEM、TEM、电热功率、接触角等探究碳系水性电热油墨的最佳制备配方。结果 不同碳纳米管含量的碳系水性电热油墨其发热温度、电功率具有一定的差异。在其他条件一定的情况下,随着碳纳米管含量的增加,碳系水性导电油墨的电热导电性先降低再升高。当碳纳米管质量分数为0.75%时,碳系水性导电油墨的可以达到温度最高（147℃）,功率相对较低（4.4 W）,此时为导电性最佳碳系水性电热油墨的配方。结论 在导电油墨中添加适量的碳纳米管可改善油墨的加热性能。     

一种新型燃爆药剂的研究

测试了一种新型燃爆药剂的各项性能指标,分析讨论了燃爆药剂的起爆机理,利用LGS-1型毫秒雷管计时仪测定了无起爆药雷管的各项指标和延期时间,并研究了燃爆药剂的装药密度对雷管秒量精度的影响,以及装药密度和装药量对雷管轴向输出能量的影响。结果表明,燃爆药剂的无起爆药雷管的秒量精度明显优于起爆药,在一定范围内,密度越大,无起爆药雷管的起爆能力越大,秒量精度越高,合适的燃爆药剂装药量为0.18~0.22g;装药密度最佳范围为1.4~1.5 g/cm3。     

一种绿色食用油墨制备工艺的优化

目的 优化食用油墨制备工艺,改善其存储稳定性。方法 将主成分分析法和隶属度综合评价法相结合,确定食用油墨4项性能指标的总分计算方法,以单因素试验结果为基础,以食用油墨总分为响应值,采用响应面分析法确定食用油墨的最佳制备工艺,并研究果绿染料含量、阿拉伯胶含量和乙醇含量对食用油墨性能的影响及彼此之间的交互作用。结果 当果绿染料质量分数为3.00%、阿拉伯胶质量分数为6.00%、乙醇质量分数为25.00%时,食用油墨的综合得分最高。结论 在优化条件下,可获得总分为0.955的食用油墨;实现了多因素多指标产品的客观评价,工艺和评价方法可用于指导生产。     

单体对 UV-LED 喷墨油墨性能影响的研究

目的研究单体对UV-LED喷墨油墨性能的影响并改善油墨性能。方法选用不同单体分别制备油墨样品,测试色浆的分散性及油墨的黏度、表面张力、双键转换率、柔韧性和附着力,并采用配方实验方法设计复合单体配方,得到油墨综合性能最佳时混合单体的比例。结果色浆配方中复合单体最优质量比为mNPGDA∶mTMPTA=0.54∶0.46时,色浆分散性最优;油墨配方中复合单体的最优质量比为mTPGDA∶mTMPTA=0.61∶0.39时,油墨综合性能最优。结论单体对UV-LED喷墨油墨的分散性及固化速度有显著影响,对油墨固化后成膜性能影响也较大。     

多孔结构的高能迫击炮附加药盒材料的制备及性能

结合超临界流体发泡技术在微孔聚合物中的应用,制备了具有多孔结构的高能迫击炮附加药盒材料。为保证附加药盒材料具有较好的耐热性,采用耐热性炸药RDX为含能组分,惰性聚合物为黏结剂,对材料内部形貌特征、能量、燃尽性、燃烧速度、耐热性和吸湿性进行了测试。结果表明:经超临界CO2发泡的附加药盒材料内部为疏松多孔结构,微孔尺寸小于1μm;高RDX含量的附加药盒材料具有较高的能量,含70%(质量分数)RDX的附加药盒材料火药力达到750 J/g;RDX质量分数为50%时,有少量无害残渣,而RDX质量分数为60%以上时,附加药盒材料洁净燃烧;由于疏松多孔结构,微孔附加药盒材料的燃烧速度较传统发射药高;并且附加药盒材料具有较好的耐热性和防潮性。     

水性丝印荧光油墨色彩再现研究

目的为了更好地研究加色法成像机理,改善红色水性荧光丝印油墨的荧光性能,进而对三色荧光油墨的呈色性能进行研究。方法通过改变不同红色荧光材料的含量研究红色水性荧光丝印油墨的荧光性能,接着在此基础上,得出红、绿、蓝三色荧光油墨的色域,比较不同呈色方式对三色油墨荧光性能的影响,并探讨2种不同的承印物对三色油墨呈色性能的影响。结果当荧光粉质量分数为6%时,红色水性丝印荧光油墨的荧光强度最好。三色荧光油墨的色域范围比s RGB范围略小,可以满足色彩再现的研究需要。丝印时,网点并列比网点叠合更有利于荧光油墨彩色信息的真实再现。不含荧光剂的承印物有利于荧光油墨的色彩再现,纸张比pc膜色调再现能力好。结论最终制备的水性丝印荧光油墨具备优良的荧光性能,可以再现s RGB色域内的大部分色彩。