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°...     

共轴聚焦型微流控装置剪切高粘溶液连续制备双基球形发射药

为了探索连续化生产粒径可控的百微米范围内双基球形发射药工艺条件,以质量分数为10%的双基发射药溶液为分散相,采用共轴聚焦型微流控装置制备了400～700μm范围内粒径可控的双基球形发射药,并研究了两相流量比(Q_c/Q_d)、芯片尺寸对其粒径和形貌的影响。通过扫描电镜、光学显微镜、密闭爆发器等测试方法,表征了样品形貌、粒径分布和定容燃烧性能。结果表明：随两相流量比(Q_c/Q_d)减小,相同芯片下制备样品的中位粒径(D₅₀)先增大后减小;随芯片的连续相或分散相通道内径增大,相同两相流量比下制备样品的D₅₀依次增大。当分散相通道内径为0.85 mm,连续相通道内径为2.00 mm,两相流量比为200.00时,制备的样品单分散性好、表面光滑、内部密实、球形形状规则(平均球形度φ_K=0.949)且粒径分布窄(跨度span=0.09),其D₅₀为539.94μm,平均颗粒密度ρ为1.601 g·cm^-3。密...     

KClO4/Ag复合粒子的制备与性能

为提高高氯酸钾(KClO₄)使用安全性能,通过葡萄糖和银氨溶液化学反应对KClO₄颗粒表面进行改性处理,制备了高氯酸钾/银(KClO₄/Ag)复合粒子。用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热分析(DSC)等表征手段分析了改性前后的颗粒形貌、物相组成、热分解温度、机械感度等性能。结果表明,KClO₄/Ag复合粒子球形化效果明显,表面光滑,无明显棱角,在保留KClO₄原有的安定性好、分解温度高等优点基础上,还具备了银金属特性;与原料KClO₄相比,KClO₄/Ag复合粒子机械感度明显降低,摩擦感度爆炸概率从90%降低至50%,撞击感度爆炸概率从70%降低至40%;同时,KClO₄/Ag复合粒子的热分解性能与原料KClO₄相比明显不同,放热峰提前了12℃,且分解效率更高。     

GAP/NC基发射药的不敏感性能

低敏感发射药的研究对于提高武器系统的生存能力和安全性能有重要的意义。以硝化棉(NC)和低感聚叠氮缩水甘油醚(GAP)为黏结剂、低感N-丁基硝氧乙基酰胺(Bu-NENA)为含能增塑剂、黑索今(RDX)为高能填料,石墨为导热助剂,制备了一种发射药(IM发射药)。对其理化、燃烧、力学和感度性能进行研究,通过慢速烤燃、快速烤燃、子弹撞击、破片撞击以及殉爆试验对该IM发射药的不敏感性能进行评估。结果表明,该IM发射药在定容燃烧下燃烧过程稳定,实测火药力为1050 kJ·kg^-1,理论爆温为2677 K;-40℃下抗冲击强度和抗压强度分别为8.2 kJ·m^-2和131.5 MPa;与太根发射药的感度相比(H₅₀=16.33 cm,P=100%,V₅₀=2.02 kV),IM发射药的撞击(H₅₀=62.62 cm)、摩擦(P=28%)和静电感度(V₅₀=1.95 kV)有明显降低;IM发射药在慢速烤燃、快速烤燃、子弹撞击、破片撞击以及殉爆试验中均未发生爆燃或爆炸,只发生...     

Zr/Pb3O4微胶囊化的制备及其性能

为了提高锆/四氧化三铅(Zr/Pb₃O₄)混合药剂的混合均匀性和工艺安全性,以海藻酸钠(SA)为微胶囊黏合剂,通过液相连续流混合,在水相中利用SA与Ca²⁺交联生成海藻酸钙(CA)凝胶,制备了CA/Zr/Pb₃O₄微胶囊。对CA/Zr/Pb₃O₄微胶囊和传统工艺制备的NC/Zr/Pb₃O₄颗粒进行形貌、粒度、球形度、流散性以及假密度等表征,表明CA/Zr/Pb₃O₄微胶囊平均粒径为517.10μm,方差为44.21μm,球形度为0.90,安息角为27.44°,粒径均一,球形度良好,流散性好。对CA/Zr/Pb₃O₄微胶囊进行火焰感度、燃速、火焰长度以及感度测试,表明CA/Zr/Pb₃O₄微胶囊火焰感度为65.38 mm,低于Zr/Pb₃O<...     

叠氮化银起爆药连续化合成芯片的设计与应用研究

针对叠氮化银（AgN_3,简写为SA）起爆药合成过程对于反应溶液快速混合的要求,设计制作了连续反向旋T形微混合芯片,并采用Ansys Fluent仿真模拟软件对芯片结构及反应物流速等因素对混合效率的影响规律进行了研究,优化获得了高效微混合芯片结构。使用该芯片进行了纳米SA起爆药的连续化合成,通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、差示扫描量热（DSC）研究了SA起爆药的形貌、成分结构与热性能。结果表明：当微混合芯片的通道尺寸为1 mm,对撞角度180°,反应物流速4 mL·min^-1以上时,可获得接近100%的混合效率。通过调节反应物流速、浓度和添加表面活性剂,可有效调控产物粒径及其分布,且反应产物主要成分为正交晶系的AgN₃晶体。相较常规方法,使用微流控方法制备的SA起爆药放热峰温度由365.2 ℃提前到358.2 ℃（降低7 ℃）,且放热量由851.6 kJ·kg^-1升高到976.7 kJ·kg^-1（升高14.7%）,表明微流控方法制备的SA起爆药具有更高的反应活性和能量。     

NC/F2602/RDX复合微球悬浮组装成型及其性能研究

为了提升RDX基PBX造型粉的包覆效果和质量一致性，采用膜乳化技术制备出乳滴直径均一的水包油型粘结剂(NC/F₂₆₀₂)乳液，将超细RDX颗粒悬浮于乳液体系中，通过驱除乳滴中的溶剂，实现NC/F₂₆₀₂/RDX含能微球的悬浮组装成型。对样品形貌、粒度分布、晶型和热分解性能进行表征，并对不同样品的撞击感度进行测试。结果表明：NC/F₂₆₀₂/RDX复合物呈球状，包覆致密且粒度分布较窄，晶型未发生改变。相比超细RDX,NC/F₂₆₀₂/RDX复合微球的表观活化能由162.25k J·mol^-1升至165.98k J·mol^-1，热爆炸临界温度仅降低了0.01℃；复合微球的撞击安全性显著改善，特性落高H₅₀由47.3cm升至62.5cm。     

微流控合成与制备含能材料的发展思考

微流控(Microfluidics)是指在数十到数百微米的微尺度上操作和控制流体的科学和技术.与微流控概念密切相关的还有微反应器、流动化学、微化工等.这些领域研究的侧重点有所不同,但共性都是基于化学芯片、微通道、微结构等形成的微尺度流体开展工作,因此本文将它们统称为微流控技术.     

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。