无定形硼粉的团聚技术

采用干法硼团聚工艺制取球形度良好、粒径为0.105～0.190mm的团聚硼粒子.研究了各种因素对制备团聚硼粒子的影响,并找出最佳的工艺参数.结果表明,无定形硼粉经过团聚改性后,团聚硼颗粒的表面形态得到改善.提高离心机转子的转速,团聚硼颗粒的密度增大;当固化时间较长、固化温度较低和稀释剂选择得当时,团聚硼颗粒的球形度较好,无定形硼粉经HTPB团聚后,硼粉表面明显包覆着一层HTPB薄膜.     

团聚硼颗粒在HTPB富燃料推进剂中的流变特性

为了探索球形团聚硼颗粒的制备效果,对端羟基聚丁二烯(HTPB)黏合剂、不同类型的团聚硼颗粒与HTPB黏合剂以一定质量配比形成的悬浮液,以及含团聚硼颗粒HTPB富燃料推进剂流变特性进行了对比研究。结果表明,HTPB黏合剂的表观黏度随温度的升高而降低,最终趋于某一定值;在一定温度下,无定形硼粉经团聚改性后,团聚硼颗粒与HTPB形成悬浮液的表观黏度和屈服值较团聚前降低,且两者均随时间的增加而增加;采用含团聚硼颗粒的富燃料推进剂药浆的流变特性大大改善,有利于含硼富燃料推进剂能量的提高和燃烧性能的改善。     

团聚硼对富燃料推进剂燃速的影响

通过调节黏合剂种类和团聚工艺,采用于法硼团聚工艺制取球形度良好、粒径为0．105～0．19mm的团聚硼粒子,并制得硼质量分数32％、热值约32MJ／kg、工艺性能良好的含硼富燃料推进剂;采用靶线法测试含硼富燃推进剂的燃速及压强指数,并测试不同AP粒度级配、镁铝合金粒径以及团聚硼粒径对富燃推进剂燃速的影响。结果表明,减小AP粒度及团聚硼粒径、增加超细AP含量和固体组分含量,可大大改善含硼富燃推进剂的燃烧性能。而镁铝合金粒径对推进剂的燃烧性能基本没有影响。     

含团聚硼粉富燃料推进剂一次燃烧模型的建立

为研究团聚硼粉对富燃料推进剂燃烧过程中能量释放和燃速特性的影响,结合实验分析建立了基于BDP模型的含团聚硼粉富燃料推进剂一次燃烧的物理和数学模型.该物理模型中,燃烧表面由团聚硼粉、AP和黏合剂的聚集区两部分组成,气相区形成了AP火焰和FF(终焰)聚集区,团聚硼粉中团聚剂参与了PF(初焰)和FF.在假设团聚硼粉为惰性物质基础上,建立了该推进剂的数学燃烧模型.通过AP/HTPB体系、团聚硼粉/AP/HTPB体系的简化与计算,推导出燃速公式中SAP/S的表达式.该模型充分考虑了团聚硼粉体积分数ζ1对推进剂燃面的影响,将硼粉的体积因素引入含硼富燃料推进剂的数学燃烧模型公式,该模型合理解释了这种推进剂的主要燃烧特性.     

含团聚硼富燃料推进剂的能量特性及燃烧性能

用最小自由能计算程序计算了含硼富燃料推进剂的能量性能,探讨了不同压力时硼粉的质量分数对富燃料推进剂能量性能的影响,采用靶线法和化学滴定法研究了富燃料推进剂的燃烧特性和燃烧残渣中硼粉的燃烧效率。结果表明,随着硼粉含量的增加,推进剂的能量增大;大粒径的团聚硼对富燃料推进剂的燃速和压强指数影响较大,随着团聚硼含量的增加,推进剂的燃速提高;含硼富燃料推进剂中的硼粉燃烧后单质硼和硼化物的摩尔比发生了明显的变化,无定形硼粉经团聚后燃烧效率明显提高。     

硼颗粒的包覆机理及工艺研究进展

阐述了不同包覆材料对硼颗粒的包覆机理,从5个方面总结了硼颗粒包覆材料的选取原则,包括:去除硼颗粒表面氧化膜、提高燃烧温度、降低硼的点火温度、提高表面相容性、催化硼颗粒的氧化反应。总结了沉淀法、表面反应包覆法、高分子吸附聚合法、气相包覆法和机械球磨法等多种硼颗粒包覆工艺的研究状况,分析并比较了不同工艺的作用机理和实际应用效果。介绍了现代硼颗粒表面包覆效果测试技术的特点和应用范围。评述了目前硼颗粒包覆技术的研究现状和不足,并对未来的研究方向进行了展望。     

含硼富燃料推进剂的技术现状与发展趋势

综述了国内外在硼粒子的点火、燃烧性能,硼粉的包覆、团聚造粒技术,硼粉处理对配方性能的影响,含硼富燃料推进剂配方及性能测试表征手段等方面的研究进展。总结了国内外含硼富燃料推进剂工程化应用的现状和存在的差距。     

高纯硼粒子的包覆及其在高能富燃料推进剂中的应用

硼具有高热值和燃烧产物洁净等优点而广泛用于固体火箭冲压发动机的高能富燃料推进剂。硼在使用中存在点火和燃烧效率低、与黏合剂相容性差等缺点,最有效的解决方法是对硼粉进行包覆。详细介绍了用碳化硼、氟化锂、氟树脂、氟化石墨、高热值金属（如Ti、Mg和Al等）、TDI／TMP、GAP、PBT、HTPB、AP／KP、KNO,等包覆硼粒子的工艺及其在富燃料推进剂中的应用情况。不同包覆剂的作用机理不同,又各具特点。     

喷雾干燥法制备球形RDX的工艺优化

以丙酮为溶剂,采用喷雾干燥法制备了微米级球形RDX,研究了入口温度、进料速率、喷雾气体流速和溶液浓度对所得RDX颗粒形貌的影响。通过扫描电镜(SEM)分析了不同工艺条件下制备的RDX的球形化效果,用DSC分析了其热分解特性,并测试了其撞击感度。结果表明,制备球形RDX的最佳工艺条件为:入口温度为60℃,进料速率为1.5mL/min,喷雾气体流速为357L/h,原料RDX质量分数为1.9%,抽气流速为40m3/h。在此工艺条件下,获得了中值粒径为2.82μm、表面较光滑的球形RDX颗粒。与原料RDX相比,球形RDX的热分解表观活化能降低了2.33kJ/mol,特性落高从19.98cm升至54.70cm,表明球形RDX的撞击感度明显降低。     

复合团聚颗粒的制备及在推进剂中的应用研究进展

综述了国内外用于固体推进剂中的固体粒子的团聚技术研究进展,介绍了复合团聚颗粒的制备和应用效果,认为采用复合团聚颗粒为改善固体推进剂工艺性能、燃烧性能、喷射效率、温度敏感性的研究开辟了新途径,对复合团聚粒子技术的研究与发展提出了建议。     

牙科用硫酸钙球形颗粒制备工艺研究

为满足牙槽骨缺损修复对填充颗粒材料性能的要求,基于搅拌造球法,将α-半水硫酸钙粉末制备成硫酸钙球形颗粒.在实验室条件下考察了半水硫酸钙粉末添加量,造球时间以及水玻璃粘接剂浓度对球形颗粒性能的影响,并为制备牙科用硫酸钙球形颗粒提供了基本数据.结果表明,随着粉末加料量增加球形颗粒粒径也相应增大;在一定范围内,延长造球时间会提高球形颗粒抗压强度;随着水玻璃浓度提高球形颗粒形态变差,造球得率下降以及抗压强度升高.     

球形碳酸锰微晶制备过程中的形貌控制

以MnSO4和NH4HCO3为原料,采用低温化学沉淀法制备出了粒度主要为5~6 mm的单分散MnCO3球形颗粒. 通过扫描电镜研究了各种反应条件如温度、pH值、MnSO4和NH4HCO3浓度等对MnCO3颗粒形貌和粒度的影响,并初步探讨了其可能的生长机理. 结果表明,溶液的pH值是影响MnCO3颗粒形貌的关键因素,当pH值在8.0~7.0范围内减小时,MnCO3颗粒形貌由立方形向球形转变. 随着反应温度的降低,MnCO3颗粒的分散性趋好,其形貌也逐渐趋于形成均一的球形颗粒,但粒径增大. 在实验范围内,NH4HCO3浓度控制在0.1~0.3 mol/L有利于球形MnCO3颗粒的生成,MnSO4浓度在0.05~0.4 mol/L变化对产物的形貌影响不大. XRD分析证实了沉淀产物为MnCO3晶体,属三方晶系,方解石晶型.     

无定形硼粉的溶剂法提纯

为改善无定形硼粉和HTPB黏合剂体系的流变性能,用乙醇、蒸馏水对无定形硼粉进行了提纯处理,通过X射线荧光光谱仪、酸度计、HAAKE流变仪、X射线电子能谱仪分别表征了提纯处理后硼粉的表面性能.结果表明,硼粉的提纯处理使硼元素含量小幅度增加,硼粉表面酸性降低,B/HTPB混合物的屈服值和表观黏度增长减缓.对不同纯度的硼粉进行了XPS分析,结果表明,在硼粉表面结合能为189eV处存在一种硼的化合物,可能是由部分B2O3和H3BO3杂质与单质硼形成的某种缔合态的BxO化合物,使B2O3和H3BO3不能完全被溶解、驱除.提纯残留物分析说明,两种溶剂提纯均有利于去除硼粉表面的HaBO3杂质,同时,蒸馏水能提纯少量的B2O3杂质.提纯作为B粉包覆的预处理具有一定的作用.     

微气孔球扁药通孔结构的制备

采用改变药型、以不同盐溶液为内水相、化学发泡法3种方法制备微气孔球扁药。利用测量堆积密度和扫描电镜观察药粒剖面结构等手段表征孔隙率和孔结构。结果表明,将球状药改型为球扁状药,药粒中大孔和小孔均为通孔结构。当内水相盐浓度高于0.20g/cm3时,药粒中大孔和小孔均由闭孔结构向通孔结构转变。采用化学发泡法制备微气孔球扁药,小孔均为闭孔结构,不同驱溶量发泡对大孔结构有很大影响,驱溶量为29%时,发泡制备的球扁药中大孔为通孔结构。实验采用的3种方法均能有效控制微气孔球扁药中的通孔结构。     

提高含硼富燃料推进剂能量的技术途径

为提高含硼推进剂的能量,在确定基础配方的情况下,采用热力学计算软件,计算了含硼富燃料推进剂的理论能量,讨论了提高含硼富燃料推进剂能量的技术途径。计算结果表明,当推进剂中其他组分含量一定时,增加硼含量、减少AP含量或以HTPB代替BAM O/THF黏合剂,可提高含硼富燃料推进剂的比冲。发动机试验结果表明,在配方中添加质量分数5%~8%的镁粉,推进剂的一次喷射效率大于98%,细粒度硼粉和F类化合物可以提高该推进剂的比冲,而添加F 3化合物可将比冲提高到9 502N.s.kg-1。