3,5-二(硝氨基)-1,2,4-三唑肼盐在CMDB推进剂中的应用

以复合改性双基(CMDB)推进剂为基础,研究了3,5-二(硝氨基)-1,2,4-三唑肼盐(HDNAT)与推进剂主要组分间的相容性,以及用HDNAT替代推进剂中的RDX/HMX对推进剂燃烧性能的影响。结果表明,HDNAT与CMDB推进剂主要组分HMX、NC、NG、RDX相容性良好,与DINA相容性不佳,但由于配方中DINA的质量分数仅为3%~5%,HDNAT可安全应用于该类推进剂配方中;RDX-CMDB及HMX-CMDB推进剂中加入一定量HDNAT可大幅度提高燃速,其中HMX-CMDB推进剂中HDNAT质量分数达到20%时,10MPa燃速可突破40mm/s。     

纳米Cu对HTPB-AP推进剂性能的影响

为研究纳米铜Cu对丁羟推进剂性能的影响,制备了含纳米Cu的推进剂,作为比较,同时制备了含有纳米CuO的推进剂和空白推进剂试样。采用SEM和TG-DSC表征推进剂的形貌和热性能,采用靶线法测试推进剂的燃速,并拍摄推进剂的燃烧火焰。TG-DSC结果表明,纳米Cu和纳米CuO主要影响AP的高温热分解阶段,但是纳米CuO比纳米Cu对推进剂的热分解具有更好的催化作用。纳米Cu可使AP的终止热分解温度降低67.0 ℃,使推进剂的终止热分解温度降低24.7 ℃。燃速测试结果表明,纳米Cu和纳米CuO均可提高推进剂的燃速,但是纳米Cu对推进剂燃速的改善效果更显著。加入纳米Cu和纳米CuO后,推进剂在燃烧过程中均出现蓝色火焰。     

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。     

燃烧催化剂及降速剂对CMDB推进剂燃烧性能的影响

采用靶线法测试了6~17MPa奥克托今基复合改性双基推进剂(HMX-CMDB)的燃速,通过调节不同种类燃烧催化剂组合(铅盐、铜盐和炭黑)研究了催化剂对HMX-CMDB推进剂燃烧性能的影响;通过调节不同降速剂的含量,研究了降速剂对HMX-CMDB推进剂燃烧性能的影响。结果表明,采用Φ-Pb、Sa-Cu和CB-1的催化剂组合,对推进剂燃速提高的催化效果最明显,15MPa下的燃速达到21.80mm/s;采用St-Pb、β-Cu和CB-2的催化剂组合,对抑制推进剂燃速提高效果较好,15MPa下燃速仅为9.43mm/s。通过加入降速剂,可以有效地降低HMX-CMDB推进剂的燃速,降速剂甘油三醋酸酯(TA)具有相对更好的降低燃速效果;蔗糖八醋酸酯(SOA)则具有更好的降低燃速压强指数效果。     

包覆改性RDX及其在CMDB推进剂中的应用？

选用键合剂LBA-1和热塑性弹性体（ TPE）对RDX进行表面包覆改性,并应用于CMDB推进剂中。采用扫描电子显微镜（ SEM）表征了RDX包覆前后颗粒表面的变化情况,同时,分别测试了RDX包覆前后和制备的CMDB推进剂的摩擦感度和撞击感度,并且对含包覆RDX的CMDB推进剂的力学性能和燃烧性能进行了表征。结果表明,经包覆改性后降感效果均明显,其中键合剂包覆的RDX,摩擦感度降低了68％,对应的CMDB推进剂,摩擦感度降低了37.5％。两种材料包覆改性RDX对推进剂的力学性能均有明显的改善,其中经热塑性弹性体包覆改性后,RDX-CMDB推进剂的抗拉强度提高了4.72 MPa,延伸率提高了19.67％;对推进剂的燃烧性能有一定的影响。     

Bi2O3／氧化石墨烯复合催化剂的制备及其爽双基推进剂燃烧催化性能的研究

以氧化石墨、五水硝酸铋等为原料,通过液相化学沉积法制备出Bi2O3／氧化石墨烯（Bi2O3／GO）复合催化剂,采用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和X-射线粉末衍射（XRD）对产物的粒子形貌、粒径和物相结构进行了表征,并考察了Bi2O3／GO复合催化剂对双基推进剂燃烧性能的影响,结果表明,产物中Bi2O3以球状粒子的形式均匀地负载在氧化石墨烯表面,平均粒径约40nm。Bi2O3／GO复合催化剂能明显改善推进剂的燃烧性能,使推进剂的燃速提高了139％f4MPa）,压强指数（14～20MPa）从0．650降低至0．253,降低了61．0％。     

含有5-氨基四唑的GAP/AN基推进剂的研究

为探索5-氨基四唑(5-AT)对推进剂性能的影响,采用浇铸工艺制备了含5-AT的聚叠氮基缩水甘油醚/硝酸铵(GAP/AN)基推进剂试样,通过最小自由能法计算了其能量性能,通过静态力学拉伸试验测试其力学性能,通过靶线法表征其燃烧性能,并测试了其机械感度。结果表明,5-AT的加入可以显著提高燃气中N_2的生成量,但当GAP/增塑剂(A3)的含量较大时,理论比冲及爆温均随着5-AT含量的增加逐渐减小;与GAP/AN推进剂相比,添加质量分数为10%的5-AT后,推进剂的燃速压力指数显著降低0.2,9 MPa下燃速提高了15.3%;推进剂断裂伸长率增加,但拉伸强度下降了57.7%,且机械感度升高。     

碳纳米管催化二硝酰胺铵燃烧和热分解

通过燃速测定和热失重研究了碳纳米管(CNTs)、CNTs负载Fe2O3纳米粒子(Fe2O3/CNT)和CNTs负载Fe.Cu纳米粒子(Fe.Cu/CNT)对二硝酰胺铵(ADN)燃烧和热分解的影响。结果表明:CNTs、Fe2O3/CNT和Fe.Cu/CNT三种催化剂都可以提高ADN的燃速,降低压力指数。当这三种催化剂添加质量分数为3%时,在4M Pa下,燃速从30.49mm/s分别增加到50.59mm/s、39.72mm/s和38.79mm/s,压力指数从0.81分别降低到0.36、0.67和0.75。TG分析表明,添加质量分数为1%催化剂时,这三种催化剂降低ADN的初始热分解温度分别为18.3℃、12.1℃和11.6℃。     

DFTNAN/DNTF二元相图及低共熔物熔融动力学研究

通过测定3,5-二氟-2,4,6-三硝基苯甲醚（DFTNAN）/3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱（DNTF）二元混合体系熔融过程的差示扫描量热（DSC）特征量数据,建立了T-X和H-X二元相图,并获得了该混合体系低共熔物的组成和熔点。然后,研究了低共熔物以及熔点为80 ℃时混合物的黏度、机械感度和理论爆炸性能。分析了不同的升温速率和添加剂对低共熔物熔融过程的影响,并通过Sˇatava-Sˇesták、Coats-Redfern和通用积分方程获得了低共熔物熔融过程的动力学参数Ea、A和最概然机理函数。结果表明,由T-X相图和H-X相图计算得到的DFTNAN/DNTF低共熔物的组成m(DFTNAN)∶m(DNTF)分别为62.94∶37.06和62.88∶37.12,低共熔温度为63.84 ℃。调节DFTNAN和DNTF的比例,可使混合体系既达到熔铸工艺要求的工艺温度（≥80 ℃）,又能保持较高的能量水平和较低的感度。随着升温速率的提高,熔融反应起始温度和峰温发生相应的延后;添加HMX或RDX后,熔融起始温度发生较明显的后移;DFTNAN/DNTF低共熔物的熔融动力学参数Ea和lgA分别为32.95 kJ/mol和2.81,最概然机理函数为f(α)=(1-α)^2/3。     

短切碳纤维在高能高燃速螺压改性双基推进剂中的应用

根据短切碳纤维的特性，进行高能高燃速改性双基推进剂配方设计。在推进剂中加入不同规格、不同含量的碳纤维，测试推进剂的燃烧性能、力学性能、内弹道性能，研究短切碳纤维对高能高燃速推进剂性能的影响。采用吸收-压延(平辊、沟槽)-螺旋压伸的制备工艺，用靶线法、最大抗拉强度/最大延伸率法、抗压强度/压缩法和比冲推力台法，测试了推进剂性能。结果表明：碳纤维的加入能够显著地提高推进剂的燃速；随着碳纤维长度和含量增加，推进剂燃速呈递增趋势；碳纤维加入后，推进剂的抗压强度有微小幅度的改善；推进剂内弹道性能稳定，曲线平滑，平台效应依然显著。     

(Ti-2B-60wt%Cu)/(3Ti-2BN-x·Cu)层状材料燃烧合成研究

研究了当燃烧波蔓延通过（Ｔｉ－２Ｂ－６０ｗｔ％Ｃｕ）／（３Ｔｉ－２ＢＮ－ｘ·Ｃｕ）（ｘ＝０、１０、２０、 ４０ｗｔ％）两层混合粉料时,稀释剂Ｃｕ含量和生坯压制压力ｐ的变化对燃烧波形态和传播速度的 影响．经实验测定,当ｐ＝６０ＭＰａ时;燃烧波在（３Ｔｉ－２ＢＮ）、（３Ｔｉ－２ＢＮ－１０ｗｔ％Ｃｕ）、（３Ｔｉ－２ＢＮ－ ２０ｗｔ％Ｃｕ）、（Ｔｉ－２Ｂ－６０ｗｔ％Ｃｕ）单层混合物中的传播速度分别为４．９６ｍｍ／ｓ、４．４３ｍｍ／ｓ、 ２．１７ｍｍ／ｓ、 １８．５２ｍｍ／ｓ,燃烧波不能蔓延通过（３Ｔｉ－２ＢＮ－４０ｗｔ％Ｃｕ）单层混合物。对于（Ｔｉ－ ２Ｂ－６０ｗｔ％Ｃｕ）／（３Ｔｉ－２ＢＮ－ｘ·Ｃｕ）层状混合物,从一端点火以后,燃烧波形态随（３Ｔｉ－２ＢＮ－ｘ·Ｃｕ） 层金属含量的增加由弯向（３Ｔｉ－２ＢＮ－Ｕ·Ｃｕ）层的弧形改变为切向该层的楔形．此外,还研究了 生坯压制压力ｐ＝１２、 ２４、 ８４、 １０８ＭＰａ时,不同生坯密度对燃烧波形态和传播速度的影响 规律．     

基于CPS信号评价内燃机怠速燃烧稳定性的方法

提出利用CPS信号计算曲轴角加速度参数评价内燃机怠速燃烧稳定性的方法。识别CPS信号的缺齿位置并对缺齿处的零点进行补充,利用CPS信号计算曲轴的角速度和角加速度;选择小波阈值去噪方法对角速度和角加速度进行滤波;分析角加速度参数和相应气缸压力参数之间的线性相关性。角加速度参数和相应的气缸压参数之间为高度正相关,说明应用CPS信号计算角加速度参数评价内燃机怠速燃烧稳定性的方法是可行的。     

燃烧法制备氧化物纳米材料的研究进展

燃烧法是制备氧化物纳米材料的一种新方法，其中，气相燃烧法、燃烧火焰—化学气相凝聚法已经实现了工业化生产；而一些新的工艺方法，如低温燃烧合成法、喷雾燃烧法、电控火焰合成法在刺备纳米材料上也各有优缺点；燃烧法与其他技术的结合也在研究开发阶段。详细阐述了燃烧法的最新研究进展。     

溶胶-凝胶燃烧法制备La_2O_3和La(OH)_3纳米晶的研究

采用燃烧法合成纳米La(OH)3材料,分别以硝酸镧和柠檬酸为镧源和络合剂,以氨水调节pH值为2～4、柠檬酸与硝酸镧的物质的量比为1～1.2∶1之间,加热凝胶至自蔓延燃烧后并在700～750℃煅烧1～2 h,得到膨松粉末状产物,即La2O3纳米晶。利用X射线衍射和透射电镜等测试方法对凝胶热分解过程及最终形成的La2O3纳米晶颗粒进行分析和表征。结果表明:用该方法得到的纳米La2O3产物的平均粒径在30～100 nm之间可控;纳米La2O3在空气中是不稳定的,在自然吸潮情况下和空气中的H2O发生反应生成La(OH)3,控制湿度即可得到纯La(OH)3纳米晶。     

Ti-2B-60wt%Cu)/(3Ti-2BN-x·Cu)层状材料燃烧合成研究

研究了当燃烧波蔓延通过（Ｔｉ－２Ｂ－６０ｗｔ％Ｃｕ）／（３Ｔｉ－２ＢＮ－ｘ·Ｃｕ）（ｘ＝０、１０、２０、 ４０ｗｔ％）两层混合粉料时,稀释剂Ｃｕ含量和生坯压制压力ｐ的变化对燃烧波形态和传播速度的 影响．经实验测定,当ｐ＝６０ＭＰａ时;燃烧波在（３Ｔｉ－２ＢＮ）、（３Ｔｉ－２ＢＮ－１０ｗｔ％Ｃｕ）、（３Ｔｉ－２ＢＮ－ ２０ｗｔ％Ｃｕ）、（Ｔｉ－２Ｂ－６０ｗｔ％Ｃｕ）单层混合物中的传播速度分别为４．９６ｍｍ／ｓ、４．４３ｍｍ／ｓ、 ２．１７ｍｍ／ｓ、 １８．５２ｍｍ／ｓ,燃烧波不能蔓延通过（３Ｔｉ－２ＢＮ－４０ｗｔ％Ｃｕ）单层混合物。对于（Ｔｉ－ ２Ｂ－６０ｗｔ％Ｃｕ）／（３Ｔｉ－２ＢＮ－ｘ·Ｃｕ）层状混合物,从一端点火以后,燃烧波形态随（３Ｔｉ－２ＢＮ－ｘ·Ｃｕ） 层金属含量的增加由弯向（３Ｔｉ－２ＢＮ－Ｕ·Ｃｕ）层的弧形改变为切向该层的楔形．此外,还研究了 生坯压制压力ｐ＝１２、 ２４、 ８４、 １０８ＭＰａ时,不同生坯密度对燃烧波形态和传播速度的影响 规律．     

铁粉含量对自蔓延高温合成Ni-Zn铁氧体粉体的影响

在理论计算铁粉含量与绝热温度关系的基础上,考察了以自蔓延高温合成方法（SHS）制备Ni-Zn铁氧体粉体过程中,铁粉含量对燃烧温度、燃烧波传播速度以及产物微观结构的影响,确定了以SHS合成Ni-Zn铁氧体粉体所需的最佳铁粉含量值。结果表明：铁粉含量越高,燃烧温度愈高,燃烧波传播速度愈快,产物转化得越完全,但燃烧温度过高会使产物中出现大量液相,产物已不能用于成型和烧结。当铁粉含量在k=0.5时,可以得到较为理想的产物。     

炉内废气循环气体浓度新模型检测方法研究

通过分析炉内废气循环过程的特点，在一定废气循环量的条件下，建立了炉内废气容积流量与废气循环次数的定量数学关系，建立了废气中氧气浓度与循环次数的定量数学关系。运用数学极限定律，得出氧的极限浓度定量数学公式，以此为基础，建立了助燃剂中氧气的浓度以及可燃混合物中氧气的浓度定量数学关系式。并以此推导出其他成分浓度的计算数学模型，为实际生产过程中不同环节的气体成分检测、分析建立了基础     

燃油燃烧器的雾化与燃烧仿真研究

以内回油机械雾化燃油燃烧器为例进行雾化与燃烧仿真研究,研究配风对雾化锥的影响。结果表明:喷油口孔径增大时,雾化锥角增大;喷油口孔长度减小,雾化锥角增大。直流风量增大时,雾化锥被拉长,火焰变得细长;直流风量减小,雾化锥的长度被缩短,火焰变得粗短。当配风使得过氧量在2%附近时,最高温度和平均温度的值取得最大,热效率最高,因此确定合理的配风是过氧量的2%～4%。     

纯氧燃烧单元玻璃熔窑火焰空间三维图像模拟

本文建立了玻璃熔窑火焰空间的三维数学模型,模型包括气相流动模型,雾化油滴燃烧的轨道模型和辐射传热模型.通过对年产9 000吨"E"玻璃燃油纯氧单元玻璃熔窑火焰空间的速度场温度场用图像模拟以直观地表述出计算结果,说明该三维数学模型能够比较全面地反映火焰空间速度场温度场分布的规律,这对纯氧燃烧在玻璃熔窑中的应用和研究,具有一定的参考价值和指导意义.     

水喷雾对NC-NG双基火药燃烧的抑制作用

为研究水喷雾对NC-NG双基火药药柱燃烧的抑制作用,搭建了由燃烧室、输水系统、数据采集系统等组成的灭火实验平台。首先,对NC-NG双基火药进行自由燃烧测试。其次,对水平放置及竖直放置条件下的NC-NG双基火药施加水压为0.15、0.30、0.45 MPa和0.60 MPa的水喷雾进行灭火实验,获取火焰的动态变化图像以及温度、热通量的变化曲线。最后,对灭火后的溶液进行红外光谱分析。结果表明:在一定压力范围内,水压越大,水喷雾对NC-NG双基火药的灭火效果越好。结合NC NG双基火药的燃烧机理,对灭火后的溶液进行红外光谱分析认为,在灭火过程中,水喷雾通过消耗NC NG双基火药的中间燃烧产物NO₂,从而在一定程度上抑制燃烧,最终实现灭火。此发现可为针对火炸药火灾燃烧的灭火技术提供新的技术方向。