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。     

复合有机酸铅对CMDB推进剂热分解及燃烧性能的影响

为研究新型燃烧催化剂复合有机酸铅(Mu-Pb)对改性双基（CMDB）推进剂的热分解和燃烧性能的影响,通过靶线法分析了添加Mu-Pb的HMX/Al-CMDB推进剂的热分解和燃烧特性;同时,采用差示量热扫描仪(DSC)进一步研究了Mu-Pb对CMDB推进剂及硝化棉（NC）/硝化甘油（NG）、奥克托今(HMX)热分解行为的影响。结果表明,一定压力区间内,随着Mu-Pb含量的增加,CMDB推进剂燃速有所升高,燃速压强指数n有降低趋势。当Mu-Pb质量分数由2%增加至4%时,10 MPa下CMDB推进剂的燃速提高了15%,且10~22 MPa时的n由0.67降低至0.40。Mu-Pb对CMDB推进剂热分解的两个阶段均有催化作用,因而可以提高推进剂的中、低压燃速,且其对第2阶段HMX的热分解促进作用更为显著,可以使HMX的热分解表观活化能Ea降低近70%,而对第1阶段NC/NG的Ea影响相对较小。     

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。     

高燃速功能材料对高能发射药性能的影响

为了研究一种具有高能、高燃速特性的新型发射药,在高能发射药的配方体系中添加了两种高燃速功能材料乙二胺-三乙烯二胺高氯酸盐(SY)和硝酸肼镍(NHN)。利用密闭爆发器试验研究高燃速功能材料对高能发射药燃速特性的影响规律,并考察其对高能、高燃速发射药综合性能的影响。采用中止燃烧试验和SEM探索了燃速提高的机理。结果表明,添加质量分数3%的SY或NHN可以有效地提高发射药的燃速,使燃速分别提高了31.8%、17.8%,SY对燃速的提高效果更为显著;高能、高燃速发射药的火药力为1 200 J/g左右,具有较高的能量特性;在20 ℃和－40 ℃下,NDCS-02(含SY)的抗冲强度分别为73.89 kJ/m²和7.12 kJ/m²,NDCN-02(含NHN)的抗冲击强度分别为未断和6.60 kJ/m²,力学性能优良;NDCS-02和NDCN-02的撞击感度分别为19.0、22.4 cm,摩擦感度分别为84%、90%,都可以满足应用要求;NDCS-02和NDCN-02化学安定性测试的放气量分别为1.15、1.79 mL/g,安定性较好。中止燃烧试验和SEM的测试结果表明,高燃速功能材料先于发射药基体燃烧,使燃烧过程中燃面增加,从而提高燃速。     

CL-20基压装型温压炸药的设计及性能研究

为了提高六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）基温压炸药的能量水平和安全性能,通过分析温压炸药爆炸反应历程,开展了CL-20基压装型温压炸药的设计及性能研究。结果表明:CL-20基压装型温压炸药装药密度2.015 g/cm³、爆热8 361 kJ/kg、爆速7 815 m/s,30 kg炸药爆炸时在远场12 m处的冲击波超压可对人员达到中度以上的毁伤;且其撞击感度8%,摩擦感度24%;在慢速烤燃、快速烤燃、12.7 mm子弹撞击试验中,炸药响应等级均为燃烧反应,爆轰性能和安全性能优异。     

膨化高氯酸铵的制备及其性能研究

使用膨化剂在减压条件下制备出膨化高氯酸铵（AP）。利用扫描电镜、粒度分析仪、傅里叶红外光谱仪、比表面积仪、差示扫描量热仪、热失重分析仪及感度仪分别对膨化AP进行形貌分析和性能测试。结果表明:膨化AP颗粒表面具有沟壑,内部具有孔洞结构,粒径D₅₀=22.559 μm;与未膨化的原料AP相比,膨化AP低温分解温度提高16.0 ℃,高温分解温度提高6.7 ℃,分解热提高322.3 J/g;比表面积增大92.2%,吸湿性增大;极限撞击能为10 J,撞击感度提高。制备AP/HTPB(端羟基聚丁二烯)和膨化AP/HTPB复合推进剂并测定其燃速,膨化AP/HTPB复合推进剂燃速提高4.1%。     

PAN-VAc电纺复合纤维膜性能研究

采用水相沉淀聚合法制备了不同摩尔配比的丙烯腈(AN)-醋酸乙烯酯(VAc)共聚物,通过静电纺丝制备了不同聚合物电纺液浓度及不同共聚配比的聚丙烯腈-醋酸乙烯酯复合纤维膜,利用偏光显微镜、差示扫描量热分析(DSC)、热重分析(TG)和力学性能测试等手段对电纺纤维进行表征。结果表明,随电纺液浓度升高,电纺纤维直径变粗;随着醋酸乙烯酯含量的增加,PAN-VAc复合纤维热稳定性增加,其拉伸强度和拉伸模量增加。经冷压处理后,AN/VAc摩尔比为85/15的电纺膜的拉伸强度增加幅度达52.93%,而拉伸模量增加幅度达40.89%。     

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。     

高氯酸铵降感技术研究进展

在高燃速推进剂研制过程中,添加超细高氯酸氨(AP)可大幅提高燃速,但也带来机械感度升高的问题。分别从球形化AP及表面改性、包覆AP、AP复合物等几个方面综述了AP降感技术的研究进展。同时,对降感AP在推进剂中的应用情况进行了总结和分析。并指出,未来AP降感的重点研究方向为改善球形化超细AP的表面结构、对超细AP进行混合包覆及探索新型功能材料。以期为高燃速推进剂的安全研制提供参考。     

基于TANPyO的PBX炸药爆炸性能研究

为研究高能量密度材料TANPyO基PBX的爆炸性能,基于TANPyO炸药,分别添加黏结剂氟橡胶F_(2311)、丁腈橡胶(NBR)以及氟橡胶F_(2311)与丁腈橡胶(NBR)按比例混合而成的黏结剂,采用溶液-悬浮-蒸馏法制备3种TANPyO基的PBX炸药。通过扫描电镜对样品进行微观表征,测试其爆速和感度,并采用聚能装药形式进行爆炸威力和钢靶射孔穿深试验。试验结果表明,3种TANPyO基PBX样品爆炸性能良好,满足低易损炸药高能钝感要求,爆速约7 200 m/s,穿孔深度达到120 mm以上,具有良好的撞击感度与摩擦感度;尤其以添加F_(2311)+NBR的TANPyO基PBX样品测试效果表现最佳,爆速达到7 186 m/s,穿深达到138 mm,并且其威力侵彻深度和体积分别达到8701炸药的93.4%和70.6%。TANPyO基PBX样品性能指标既满足钝感炸药又符合高能混合炸药,从而说明TANPyO能够成为一种新型高能钝感含能材料。     

少烟PBT推进剂制备及性能研究

为获得少烟且高能量的复合固体推进剂，使用含能PBT黏合剂，制备了铝粉质量分数为5%的PBT叠氮三组元推进剂，研究了推进剂的能量、燃烧及力学性能。结果表明，推进剂在固体质量分数78%时能量和工艺性能最优，使用φ118标准发动机测试能量比冲达246.4 s；压强指数随燃速铜铬催化剂RC和增塑剂ATC用量的增加而降低；燃烧速度随RC和超细高氯酸铵AP用量的增加而升高；固化参数或键合剂用量增加后，推进剂抗拉强度升高、伸长率降低。制备的少烟叠氮配方综合性能良好，可供高性能少烟推进剂装药。     

一种含能热塑性聚氨酯弹性体的性能

采用熔融二步法合成了以聚叠氮缩水甘油醚(GAP)为软段、以2,2-二叠氮甲基-1,3-丙二醇和二环已基甲烷二异氰酸酯(HMDI)为硬段的含能热塑性聚氨酯弹性体(ETPUE),通过红外光谱(FT-IR),差示扫描量热(DSC),动态力学性能测试(DMA)及力学性能测试对材料进行了结构和性能的表征.结果表明,所合成的不同硬...     

NLG型桥塞火药的耐热性和燃烧稳定性研究

采用DTA、TGA、定容燃烧试验和电缆桥塞地面试验等方法,研究了NLG型桥塞火药的耐热性及其常、高温燃烧稳定性。结果表明：NLG型桥塞火药的耐热温度在250℃以上;120℃高温定容燃烧时,NLG型桥塞装药的燃气生成速率在28.0MPa压力以上时快于常温,燃烧稳定;在电缆桥塞坐封工具中变容燃烧时,NLG型桥塞装药燃烧稳定,压力上升曲线与常温时基本一致,最大压力平均值比常温高出2.5MPa。     

Molecular dynamics study of the structures and properties of RDX/GAP propellant

Molecular dynamics simulations have been performed to investigate well-known energetic material cyclotrimethylene trinitramine (RDX) crystal, glycidyl azide polymer (GAP) and RDX/GAP propellant. The results show that the binding energies on different crystalline surface of RDX change in the order of (0 1 0) > (1 0 0) > (0 0 1). The interactions between RDX and GAP have been analyzed by means of pair correlation functions. The mechanical properties of RDX/GAP propellant, i.e., elastic coefficients, modulus, Cauchy pressure, and Poisson's ratio, etc., have been obtained. It is found that mechanical properties are effectively improved by adding some amounts of GAP polymer, and the overall effect of GAP on three crystalline surfaces of RDX changes in the order of (1 0 0) > (0 1 0) > (0 0 1). The energetic properties of RDX/GAP propellant have also been calculated and the results show that compared with the pure RDX crystal, the standard theoretical specific impulse (I(sp)) of RDX/GAP propellant decrease, but they are still superior to those of double base propellant.     

含ADN或TKX-50的叠氮高能固体推进剂能量特性分析

利用最小自由能法研究了叠氮类［如聚叠氮缩水甘油醚(GAP)、3,3’-双叠氮甲基氧丁烷-四氢呋喃共聚醚(PBT)、聚3-甲基-3-叠氮甲基环氧丁烷(PAMMO）］高能固体推进剂的能量特性参数,重点研究了二硝酰胺铵(ADN)和5,5’-联四唑-1,1’-二氧二羟铵(TKX-50)在不同固体填料配比下对推进剂能量特性的影响规律。结果表明:在高固含量的叠氮推进剂中,用ADN取代高氯酸铵(AP),由于燃烧产物平均相对分子量降低,推进剂比冲提高;叠氮类推进剂能量由大到小为GAP、PBT、PAMMO;TKX-50用于叠氮类高能固体推进剂中,由于体系内的负氧平衡问题,TKX-50与奥克托今(HMX)、AP或ADN间存在能量的最优配比。用TKX-50完全取代HMX时,ADN/TKX-50/Al推进剂的理论比冲为2 790.6 N?s/kg,比ADN/HMX/Al推进剂的理论比冲增加了30.7 N?s/kg。     

乙烯咔唑接枝聚乙烯的空间电荷特性及力学性能

为了研究聚乙烯材料的空间电荷特性及力学性能,采用熔融法制备乙烯咔唑(VK)接枝聚乙烯(VK-g-LDPE),并通过电声脉冲法、差热扫描量热法和拉伸试验对VK-g-LDPE的空间电荷分布、结晶度和拉伸性能进行了测试。结果表明,随着接枝率的增加,对VK-g-LDPE内部空间电荷的抑制效果呈现先增强后减弱的趋势;当接枝率为12.45%时,对VK-gLDPE材料空间电荷的抑制作用最好,试样的电荷密度最大值仅为0.31 C/m~3,比聚乙烯降低了95.87%;随着接枝率的增加,VK-g-LDPE的结晶度呈下降趋势;随着接枝率的增加,VK-g-LDPE的拉伸强度呈现先增大后降低的趋势,且当接枝率为13.02%时达到最大值14.2 N/mm~2;随着接枝率的增加,VK-g-LDPE的断裂伸长率和弹性模量呈现下降的趋势。     

添加Al-5Ti-B和Al-2Zr-Er对铸态铝锌镁合金力学性能的影响

铝锌镁合金以其优异的力学性能广泛应用于航空、航天、交通运输等工业领域,而铝合金的细化一直是铝加工行业的研究重点.为细化晶粒并提高其力学性能,本文将传统细化剂Al-Ti-B与RE复合添加到铝锌镁合金中,借助于XRD、光学显微镜、扫描电镜、拉伸实验等测试方法研究了不同细化剂对Al7Zn2.4Mg合金组织及其力学性能的影响.试验结果表明,合金中加入Al-5Ti-B和Al-Zr-Er后细化效果明显,单独添加Al-Ti-B的细化效果最好,但仍有少部分的晶粒保留的树枝晶形态.随着Al-Ti-B和Al-Zr-Er添加量的增多,合金的晶粒发生明显变化,塑性也随之增加,其中,添加0.4wt.%Al-5Ti-B细化剂对合金的塑性影响最大,而抗拉强度呈先增大后减小的趋势,复合添加0.2wt.%Al-2Zr-Er和0.2wt.%Al-5Ti-B细化剂的合金晶粒圆整且未出现树枝晶,晶界析出物最少平均抗拉强度最高.Al-Ti-B和Al-Zr-Er均可细化铸态铝锌镁合金的晶粒,同时添加两种细化剂更有利于提高合金的综合力学性能.     

热致液晶聚酯/聚醚醚酮复合纤维的制备与表征

将热致液晶聚酯(VA)与聚醚醚酮(PEEK)共混后,通过熔融纺丝制备了热致液晶聚酯/聚醚醚酮复合纤维,并对复合纤维的热性能、聚集态结构、相态结构和力学性能进行了研究。结果表明,VA的加入能够降低PEEK纤维的玻璃化温度和冷结晶温度,同时PEEK的结晶温度也随着VA的加入而升高;VA的加入有利于提高PEEK的结晶性能,使得PEEK晶粒尺寸变大,晶面间距变小,晶体更加完善,晶区取向增强;随着VA添加量的增大,VA相逐渐由球状或椭球状向微纤状变化;随着喷丝头拉伸比的增大,VA相的长径比呈现先增大后减小的趋势;添加1%和2%的VA后,复合纤维的断裂强度有少许下降,而当VA的添加量增大到4%后,复合纤维的总拉伸倍数提高,并且断裂强度有一定的提升。     

B/CuO复合燃料的制备及其对Mg/PTFE富燃料推进剂的影响

为了研究纳米氧化铜(CuO)改性硼(B)对镁/聚四氧乙烯(Mg/PTFE)富燃料推进剂的影响,利用球磨法制备了B/CuO复合燃料,将其添加到Mg/PTFE富燃料推进剂中,利用混合模压成型法制备含有不同比例的复合燃料的推进剂药柱。利用扫描电镜、TG-DSC分别测试了B/CuO复合燃料的微观形貌和热反应性能;利用红外测温仪、X射线衍射、TG-DSC分别测试了推进剂的燃烧速度、燃烧温度、反应产物以及热反应性能。结果表明:复合燃料混合较为均匀,局部有团聚;n(B)∶n(CuO)=32∶3的复合燃料的放热量高于B的放热量,燃烧效率最高,为73.1%,点火温度比B低66 ℃。含此复合燃料的推进剂的燃烧速度和质量燃烧速度均高于Mg/PTFE,分别提高了25.6%和3.1%,平均燃烧温度降低了16 ℃,最高燃烧温度则提高了6 ℃,但是相对于含B的Mg/PTFE推进剂,含此复合燃料的推进剂的燃烧速度和质量燃烧速度分别下降2.91%和19.51%,平均燃烧温度下降了94 ℃和121 ℃;复合燃料推进剂一次燃烧的凝聚相产物主要有MgF₂、MgO、C、Cu以及Mg₃F₃（BO₃）;一次燃烧反应过程主要是PTFE的分解以及F₂和Mg的反应,二次燃烧反应过程则主要为C、Mg以及复合燃料的氧化。